Устройство для отображения графической информации на экране телевизионного индикатора Советский патент 1988 года по МПК G09G1/08 

Записо

Координата X Форпот

О СО О

со

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке систем визуального отображения полутоновой и цветной графической информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема второго блока оперативной памяти; на фиг. 3 - структурная схема формирователя импульсов стирания; на фиг. 4 - таблица функционирования первого преобразователя кода; на фиг. 5 - таблица функционирования второго преобразователя кода; на фиг. 6 - таблица функционирования шифратора; на фиг. 7- пример формирования информационного рельефа в блоках памяти устройства при отображении заданного фрагмента изображения.

Устройство для отображения графической информации на телевизионном индика- торе содержит блок 1 синхронизации, первый счетчик 2, второй счетчик 3, первый коммутатор 4, второй коммутатор 5, первый блок 6 оперативной памяти, первый регистр 7, дешифратор 8, третий коммутатор 9, первый триггер 10, второй триггер 11, второй регистр 12, блок модуляции 13, телевизионный индикатор 14, пятый регистр 15, фор.мирователь импульсов 16 стирапия, четвертый коммутатор 17, блок 8 сравнения, третий регистр 19, второй блок 20 оперативной памяти, шифратор 21, пятый коммутатор 22, четвертый регистр 23.

Второй блок 20 оперативной памяти содержит блоки укрупненного доступа, содержащие дополнительные блоки 24|,...,24„ памяти, дополнительные регистры 25|,...,25,., дополнительные схемы 26i,...,26n сравнения.

Формирователь 16 импульсов стирания содержит первый преобразователь 27 кода, второй преобразователь 28 кода и группу 29 элементов ИЛИ.

На фиг. 7 обозначены: фрагмент 30 изоб- ражения, фрагмент 31 соответствую uiero информационного рельефа в блоке 6,, фрагмент 32 информационного рельефа в дополнительном блоке 24) памяти, фрагмент 33 информационного рельефа в дополнительном блоке 24i памяти, фрагмент 33 информационного рельефа в дополнительном блоке 242 памяти.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 синхронизации вырабатывает на первом выходе смесь синхронизирующих и гасящих импульсов, необходимых для работы модуляционного блока, на втором выходе тактовые и.мпульсы, задающие частоту дискретизации вдоль строки телевизионного растра,.на третьем выходе - строчные синхроимпульсы, на четвертом выходе - кадровые синхроимпульсы.

Первый счетчик 2 служит для формирования синхронно с телевизионной раз

5

0

0

5

0

5

5

0

верткой адреса элемента изображения в строке - координаты X. На первый вход счетчика 2, являющийся счетным входом, поступают тактовые импульсы, на второй, установочный, вход - строчные синхроимпульсы. Переключение счетчика происходит по переднему фронту тактового импульса.

Второй счетчик 3 служит для формирования синхронно с телевизионной разверткой номера текущей строки - координаты У, на первый вход счетчика 3 в качестве счетных поступают строчные синхроимпульсы, на второй вход - кадровые синхроимпульсы, по которым происходит установка счетчика в исходное состояние.

Первый 4 и второй 5 коммутаторы предназначены для коммутации на выходы в зависимости от режима работы устройства значений координат X и Y или входов координат X и Y устройства (на управляющие входы коммутаторов при этом поступает нулевое значение с первого управляющего входа устройства, означающее режи.м работы «Запись) или с выходов счетчиков 2 и 3 (на управляющие входы коммутаторов 4 и 5 поступает единичное значение, означающее режим работы Визуализация) .

Блок 6 оперативной памяти предназначен для хранения значений цвета каждого элемента изображения.

Первый регистр 7 служит для фиксации, по заднему фронту сигнала на управляющем входе, информации, поступающей на информационный вход регистра с выхода блока 6.

Дещифратор 8 по сигналу, поступающему на его управляющий вход, вырабатывает нулевое значение только в том разряде выхода, номер которого соответствует коду, поступающему на информационный вход дешифратора.

Четвертый коммутатор 17 при нулевом значении сигнала на управляющем входе коммутирует на выходы информацию с первого информационного входа, при единичном значении, означающем, что выполняется стирание содержимого блоков памяти устройства, с второго информационного входа, Количество выходов четвертого коммутатора 7 равно разрядности каждого из информационных входов, причем первый выход соответствует .младшему разряду, а последний - старшему разряду Информационного входа.

Первый триггер 10 служит для фиксации сигнала «Стирание, поступающего на второй управляющий вход устройства. По этому сигналу в первом триггере 10 устанавливается единичное значение, которое переписывается во второй триггер 11 по поступающему на его управляющий вход кадровому синхроимпульсу, что означает начало стирания содержимого блоков 6 и 20 устройства. В первом триггере 10 по переднему фронту сигнала с выхода триггера 11 установится нулевое значение, которое по следующему кадровому синхроимпульсу переписывается в триггер 11, что означает завершение процесса стирания.

Второй регистр 12 служит для хранения значения цвета, записываемого в блоки 6 и 20 устройства при генерации нового изображения.

Блок модуляции 13 на основе поступающей на его синхровход смеси гасящих и синхронизирующих импульсов и поступающей на информационный вход информации о текущем значении цвета формирует аналоговый сигнал, поступающий на вход телевизионного индикатора.

Пятый регистр 15 служит для хранения значения формата записи, определяющего, в какой из блоков 6 или 20 будет производиться запись. Входы регистра 12 и регистра 15 являются фактически совокупностью одноразрядного управляющего входа и многоразрядного информационного входа, что необходимо для обеспечения записи данных в указанные регистры.

Формирователь 16 импульсов стирания формирует в соответствии с текущими значениями поступающих со счетчиков 2 и 3 координат сигналы записи только для тех блоков 6 и 20 устройства, в которых содержимое считанных в данном такте ячеек в дальнейщем уже до конца текущего кадра считываться не будет. Введение формирователя 16 импульсов стирания позволяет совместить визуализацию содержимого блоков 6 и 20 памяти устройства со стиранием, т. е. записью во все ячейки значения фонового цвета.

Третий коммутатор 9 служит для коммутации на информационные входы блоков 6 и 20 значения цвета из второго регистра 12 при нулевом значении сигнала на управляющем входе, четвертого коммутатора 17 и значения цвета из третьего регистра 19 при единичном значении управляющего сигнала, соответствующем стиранию содержимого блоков памяти.

Блок 18 сравнения служит для формирования единичного сигнала при несовпадении кодов, поступающих на входы с регистров 7 и 19.

Третий регистр 19 предназначен для хранения значения фонового цвета, записываемого в блоки памяти устройства при стирании. Запись нового значения цвета в регистр 19 производится по заднему фронту сигнала на его управляющем входе. Второй блок 20 оперативной памяти служит для обеспечения укрупненного доступа к элементам изображения, т. е. такого доступа, когда записываемое значение цвета присваивается сразу группе соседних элементов изображения. Каждый из дополнительных блоков 24i...,24n памяти, входящих в состав

блока 20 оперативной памяти, хранит значения цвета для групп соседних элементов изображения, причем блок 24; хранит значения для групп наименьшего размера,

состоящих из четырех элементов изображения, а блок 24, - для групп наибольшего размера. Таким образом, значения цвета для одного и того же элемента изображения хранят п+1 блоков памяти,

,, но для визуализации выбирается значение, считанное лищь из одного из блоков памяти. Для реализации такого выбора служат дополнительные схемы 26|,...,26„ сравнения, которые формируют выходной сигнал на основе сравнения кодов, поступающих через

дополнительные регистры 25i,...,25n из дополнительных блоков памяти 24 с кодом, поступающим из третьего регистра 19. При несовпадении кодов на выходе соответствующей дополнительной схемы 26, сравнения вырабатывается единичное значение. В до полнительные регистры 25i,...,25n информация записывается по заднему фронту сигнала, поступающего на управляющие входы этих регистров.

Шифратор 21, на входы которого посту5 пают значения с выходов схем сравнения, служит для формирования на выходе значения в соответствии с таблицей, представленной на фиг. 6 (пример приведен для случая, когда отображаемый растр составляет 256 т на 256 элементов изобра0 жения и суммарное количество блоков памяти устройства равно восьми).

Пятый коммутатор 22 коммутирует на выход значение цвета с того информационного входа, номер которого поступает на

5 его управляющий вход. Пятый коммутатор 22 в совокупности с щифратором 21 позволяет выбрать для визуализации одно из отличающихся от фонового значений цвета, считанных из блоков 6 и 20 устройства,

Q по следующему правилу: если считанное из блока 6 значение цвета отлично от фонового, то оно поступает на визуализацию, иначе на визуализацию поступает значение, считанное из одного из дoпoлнитev ьныx блоков 24...,24,, 24„ памяти, причем выбирает5 ся значение, отличное от фонового и считанное из дополнительного блока памяти с наименьщим значением ). В случае, если из всех дополнительных блоков памяти 24i...24n считаны только фоновые значения, то на визуализацию поступает значение

0 из дополнительного блока 24„ памяти. Таким образом, при отображении элементов изображения более приоритетны значения цвета, записанные с более высоким разрешением, при этом наиболее приоритетным является значение, присвоенное отдельному элементу изображения индивидуально, а наименее приоритетным - фоновое значение, которое при стирании присваивается всем элементам изображения.

Для того, чтобы начало системы координат растра находилось в левом нижнем углу экрана, счетчик 3 должен работать как вычитающий, а формирователь 16 импульсов стирания должен содержать преобразователи 27 и 28 кода, функционирующие в соответствии с таблицами на фиг. 4 и 5, и группу 29 элементов ИЛИ, в которой на первый вход каждого из элементов ИЛИ поступает соответствующий разряд выхода преобразователя 27 кода, а на второй вход - преобразователя 28 кода. Нулевые значения на выходах преобразователей кода появляются только при нулевом значении сигнала на их управляющих входах. При таком выполнении формирователя 16 импульсов стирания обеспечивается стирание содержимого блоков 6 и 20 без нарушения процесса визуализации кадра.

Для выполнения стирания заданным цветом требуемое значение записывается в второй регистр 12. В пятый регистр 15 заносится максимальное значение формата, в соответствии с которым при нулевом значении сигнала на первом управляющем входе «Режим появление сигнала «Запись на третьем управляющем входе устройства приводит к записи в третий регистр 19 в качестве фонового значения цвета информации из второго регистра 12 (через четвертый коммутатор 17). Затем по сигналу «Стирание на втором управляюидем входе устройства вводится в единицу первый триггер 10, из которого единичное значение по кадровому синхроимпульсу переписывается во второй триггер 11, что означает начало цикла стирания, который продлится до следующего кадрового синхроимпульса, но которому во второй триггер 11 перепишется значение уже сброщенного в ноль первого триггера 10. На первом управляющем входе устройства при этом должно быть единичное значение, задающее устройству режим «Визуализация, при котором на адресные входы блоков 6 и 20 поступают значения координат со счетчиков 2 и 3. В каждом такте при единичном значении тактового импульса на втором выходе блока 1 синхронизации происходит считывание информации из блоков 6 и 24 и запись ее по заднему фронту тактового импульса в соответствующие регистры 7 и 25,-. При нулевом значении тактового импульса происходит запись фонового значения цвета в блоки 6 и 20. По переднему фронту тактового импульса происходит смена значений координат, и далее процесс повторяется до тех пор, пока не будет завершен перебор (в соответствии с ходом телевизионной развертки) координат всех элементов изображения. В каждом такте при этом одно из значений, считанных в предыдущем такте в регистры 7 и 25i,...,25n, поступает через пятый комму5

татор 22 на вход четвертого регистра 23, в который записывается по заднему фронту тактового сигнала, поступающего на его управляющий вход. Введение четвертого

регистра 23, выполняющего функции буферного регистра, позволяет устранить неопределенность значения цвета на входе блока модуляции 13, которая может быть вызвана задержкой срабатывания схем сравнения 18, 26|,...,26п, шифратора 21 и пятого

коммутатора 22.

Для вывода в устройство нового изображения на первом управляющем входе устройства устанавливается единичное значение, задающее режим «Запись. Во второй

, регистр 12 заносятся записываемые значения цвета, а в пятый регистр 15 - требуемые значения формата записи. Занесение информации в блоки 6 и 20 происходит по сигналам, поступающим на третий управляющий вход устройства. При нулевом

0 содержимом пятого регистра 15 запись производится в первый блок 6 памяти и записываемые значения присваиваются каждому элементу изображения в отдельности. При содержимом пятого регистра 15, отличном от нулевого и максимального, запись производится в один из дополнительных блоков 24i,...,24n памяти. В этом случае записываемые значения цвета изображения и выдача изображения ускоряются по меньшей мере в 4 раза, а в общем случае - в 2

Q раз, где F - численное значение формата. После завершения выдачи нового изображения устройство переводится в режим «Визуализация. В этом режиме, если второй триггер 11 находится в нулевом состоянии, то стирание не производится и такты

2 записи остаются незадействованными. При установке второго триггера 11 в единичное состояние и последующем стирании процесс визуализации не нарушается до окончания текущего кадра телевизионной развертки. Если новое изображение будет сгенерирова0 но достаточно быстро, за время межкадрового промежутка, то видимая непрерывность отображения не будет нарушаться, что позволяет использовать предлагаемое устройство для отображения динамической

,с информации.

Таким образом, введение второго блока 20 оперативной памяти, суммарная емкость которого не превышает одной трети емкости первого блока 6 оперативной памяти, позволяет сундественно повысить быстродейст0 вие устройства при смене изображений.

Формула изобретения

Устройство для отображения графической информации на экране телевизионного инди- 5 катора, содержащее блок синхронизации, первый и второй счетчики, первый, второй, третий, четвертый и пятый регистры, дешифратор, первый, второй и третий коммутаторы, первый и второй триггеры, первый блок оперативной памяти, блок сравнения, блок модуляции, выход второго регистра подключен к первому информационному входу третьего коммутатора, выход которого подключен к информационному входу третьего регистра, первый выход блока синхронизации соединен с синхровходом блока модуляции, выход которого подключен к видеовходу телевизионного индикатора, видеовход блока модуляции подключен к выходу четвертого регистра, второй выход блока синхронизации подключен к тактовому входу первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит второй блок оперативной памяти, четвертый и пятый коммутаторы, формирователь импульсов стирания, шифратор, выход которого подключен к управляющему входу пятого коммутатора, выход которого соединен с информационным входом четвертого регистра, управляюш,ий вход которого, второй управляюш,ий вход второго блока оперативной памяти, управляющий вход первого регистра и управляющий вход формирователя импульсов стирания подключены к второму выходу блока синхронизации, -третий выход которого соединен с входом сброса первого счетчика и с тактовым входом второго счетчика, вход сброса которого и тактовый вход второго триггера подключены к четвертому выходу блока синхронизации, выход первого счетчика .соединен с первым информационным входом формирователя импульсов стирания и с вторым информационным входом первого коммутатора, управляющий вход которого и управляющий вход второго коммутатора являются первым управляющим входом устройства, вторым управляющим входом которого является вход «Установка «1 первого триггера, выход которого подключен к информационному входу второго триггера, выход которого соединен с управляющими входами третьего и четвертого коммутаторов, с входом «Установка «О первого триггера и является выходом сигнала «Конец записи устройства, входами координат X и Y которого являются соответственно первые информационные входы первого и второго коммутаторов, выход второго счетчика под

ключен к второму информационному входу второго коммутатора и к второму информационному входу формирователя импульсов стирания, выход которого соединен с вторым

информационным входом четвертого коммутатора, первый информационный вход которого подключен к выходу дешифратора, информационный вход которого соединен с выходом пятого регистра, информационный вход которого является входом «Код формата устройства, вторым управляющим входом которого является управляющий вход дешифратора, информационный вход первого регистра подключен к выходу первого блока оперативной памяти, адресные входы

первой группы которого подключены к выходу и выходам группы первого коммутатора, выход и выходы группы второго коммутатора соединены с адресными входами второй группы первого блока оперативной памяти, информационный вход которого и первый информационный вход второго блока оперативной памяти подключены к выходу третьего коммутатора, второй информационный вход которого, второй информационный вход второго блока оперативной памяти и первый вход блока сравнения соединены с выходом третьего регистра, управляющий вход которого подключен к второму выходу четвертого коммутатора, первый выход которого подключен к управляющему входу первого блока оперативной

памяти, выходы группы четвертого коммутатора соединены с управляющими входами группы второго блока оперативной памяти, адресные входы первой группы которого соединены с выходами группы первого коммутатора, выход первого регистра соединен

с вторым входом блока сравнения и с вторым информационным входом пятого коммутатора, первый информационный вход которого подключен к первому выходу второго блока оперативной памяти, второй выход которого соединен с информационным входом

шифратора, управляющий вход которого подключен к выходу блока сравнения, адресные входы второй группы второго блока оперативной памяти подключены к выходам группы второго коммутатора, информационный вход второго регистра является входом «Код цвета устройства.

а т 2

фае. 2

(7/77 S

8x00 1 ПК 27

БыхоЗ ПК 27

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при разработке систем визуального отображения полутоновой и цветной графической информации. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит блок 1 синхронизации. первый и второй счетчики 2 и 3, первый и второй коммутаторы 4 и 5, первый блок 6 оперативной памяти, первый регистр 7, дешифратор 8, третий коммутатор 9, первый 10 и второй 11 триггеры, второй регистр 12, блок модуляции 13, телевизионный индикатор 14, пятый регистр 15, формирователь 16 импульсов стирания, четвертый коммутатор 17, блок 18 сравнения, третий регистр 19, второй блок 20 оперативной памяти, шифратор 21, пятый коммутатор 22 и четвертый регистр 23 с соответствующими связями. Введение второго блока 20 оперативной памяти, суммарная емкость которого не превышает одной трети емкости первого блока 6 оперативной памяти, позволяет суш,ественно повысить быстродействие устройства при смене изображений за счет группового кодирования цветовых признаков изображения во втором блоке 20 оперативной памяти, имеюшем пирамидальную структуру. 7 ил. СО

12345678 12345678

Х- безразличное состояние

Фигл

X - 5езразли ч нов состоя ни е

9иг5

ВХОЗы Ш21 67 6 5 А 52 1

ХХХХХ XX1 ХХХХ X X 1 О ХХХХ X 1 о о ХХХХ1000 XXXI0000 XX1 о о о о о

X 1 о о о о о о хооооооо

от 20 от 18

Выхоб Ш21 1 2 3

о о 1 1 о о 1 1

-v

/

о 1 о

о 1

Фиг. 6

/77

по

fOl WO ffri OW 001 000

SSSSS

x

c

000 OW wo 110 001 oil 101 111

Фиг.7

ъ

n

y

ВП1

x

32