Устройство для вывода графической информации Советский патент 1988 года по МПК G09G1/08 

Запть Стироии&

каординагль

Psxi/nЛорншлf l™

о

о со

ГчО

ФагА

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении устройств отображения графической информации на телевизионных индикаторах.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема формирователя импульсов записи; на фиг. 3 - структурная схема второго блока оперативной памяти; на фиг. 4 - при- мер выборочного- стирания изображения: 1 на фиг. 4 а - содержимое блоков па- I мяти до стирания, фиг. 46 - содержимое I блоков памяти после стирания третьего блока оперативной памяти и первого блока оперативной памяти.

Устройство для вывода графической информации содержит блок 1 синхронизации, счетчик 2 адреса, коммутатор 3, первый регистр 4, первый блок 5 оперативной памяти, группу 6 элементов ИЛИ, второй регистр 7, формирователь видеосигнала 8, телевизионный индикатор 9, первый триг- I гер 10, второй триггер 11, третий ре- ; гистр 12, четвертый регистр 13, третий триггер 14, элемент 15 ИЛИ-НЕ, первый эле- . мент 16 И-НЕ, второй элемент 17 И-НЕ, элемент 18 И, элемент 19 ИЛИ, пятый : регистр 20, второй блок 21 оперативной ; памяти, третий блок 22 оперативной памяти, I первый формирователь 23 импульсов записи, I второй формирователь 24 импульсов записи I и третий формирователь 25 импульсов за- j писи. Каждый из формирователей 23-25 импульсов записи содержит дешифратор 26, группу 27 элементов И, второй элемент 28 ИЛИ и третий элемент 29 ИЛИ.

Второй блок 21 оперативной памяти содержит с первого по шестой дополнитель- I ные блоки 30-35 памяти и с второго по I шестой элементы 36-40 И. I Устройство работает следующим образом. Блок 1 синхронизации вырабатывает на первом выходе кадровый синхроимпульс, на втором - строчный синхроимпульс, на третье.м - синхроимпульс с частотой дискретизации изображения вдоль строки телевизионного растра, на четвертом - смесь гасяших и синхронизирующих импульсов, обеспечивающих работу модуляционного блока.

Счетчик 2 адреса вырабатывает на первом выходе текущий адрес для блоков памяти, формирование адреса при этом синхронизировано с ходом телевизионной развертки сигналами, поступающими с блока 1 синхронизации. На втором выходе счетчика 2 адреса вырабатывается тактовый сигнал, частота которого равна частоте смены адреса на первом выходе счетчика 2 адреса. Этот тактовый сигнал позволяет разбить полный цикл обращения к блокам памяти на два такта: такт чтения при нулевом

5

значении тактового сигнала и такт записи при единично.м значении тактового сигнала. Изменение адреса происходит по заднему фронту тактового сигнала. Коммутатор 3 в зависимости от значения сигнала на управляющем входе коммутирует на первый и второй выходы значение, поступающее на его первый информационный вход при единичном значении сигнала на управляющем входе, или

0 значение, поступающее на его второй информационный вход при нулевом значении управляющего сигнала. На первый информационный вход, ко.ммутатора 3, являющийся адресным входом устройства, поступают кос ординаты элемента изображения, подлежащего модификации в режиме работы «Запись устройства. Старшие разряды координаты X и полностью координаты Y образуют адрес для обращения к блокам памяти, поступающий на первый выход комму0 татора 3 адреса. Младшие разряды координаты X образуют поступающий на второй выход коммутатора 3 номер того элемента изображения в адресуемом слове памяти, который подлежит модификации. В режиме работы «Визуализация устройства на первый выход коммутатора 3 адреса поступает адрес со счетчика 2, при этом значение на втором выходе коммутатора 3 адреса безразлично для правильного функционирования устройства.

Q Входы регистра 20, регистра 12, регистра 4 и триггера 14 являются совокупностью информационного и управляющего входов, причем последний служит для подачи сигналов записи, поступающих на информационный вход данных. При этом триг5 гер 14 является D-триггером.

Нервый регистр 4 хранит значение, записываемое в первый блок 5 оперативной памяти изображения при записи и стирании изображений.

Первый блок 5 оперативной памяти

0 изображения хранит информационный рельеф, соответствующий выводимому изображению. Разрядность информационного вхо да первого блока 5 оперативной памяти равна количеству элементов изображения, к ког торым возможно одновременное обращение. Разрядность информационного входа первого блока 5 оперативной па.мяти равна количеству бит, используемых для кодирования значения цвета одного элемента изображения. Разрядность выхода блока 5 памя0,ти равна произведению двух предыдущих значений.

Группа 6 элементов ИЛИ состоит из трех- входовых элементов ИЛИ, на первый вход каждого из которых поступает значение одного из разрядов первого входа группы 6

5 элементов ИЛИ, на третий вход - соответствующий разряд третьего входа группы 6 элементов ИЛИ, а вторые входы всех элементов ИЛИ, соединенные между собой, являются вторым входом группы 6 элементов ИЛИ.

Сдвиговый pei iKTp 7 обеспечивает параллельный п|5иея; ,1и;1пых с информационного входа по пе 1еднему фронту сигнала на входе занес.- ;-: яя и поэлементную пос- ледовател1 1ук) выдачу данных на выход по сигналу сдшп;., поступающему па тактовый вход.

Фор.мирователь видеосигнала 8 организует формирование полного видеосигнала, ноступаюп 1его на вход телевизионного индикатора 9, па экране которого отображается выводимая 1-рафическая информация.

Первый триггер 10 предпазначеп для фиксации сигпала «Стирание, поступающего пз его вход уст. «I, являющийся первым управляющим входом устройства.

Второй триггер 11 предназначен для синхронизации процесса стирания изображения с ходом телевизионной развертки, для чего на его тактовый вход подан кадровый синхросигнал, по которому в триггер 11 переписывается состояние 10.

Пятый регистр 20 является четырехразрядным и хранит текущее значение режима работы устройства, при этом нулевое значение на его первом выходе соответствует режиму работы «Визуализация устройства, нулевое значение на втором выходе соответствует разрещению записи (в том числе при стирании) в первый блок 5 оперативной памяти, нулевое значение на третьем выходе - разрещению записи в третий блок 22 оперативной памяти признаков, нулевое значение на четвертом выходе - разрешению записи во второй блок 21 оперативной памяти. Режим работы устройства определяется четырехбитовым двоичным кодом, старший разряд которого соответствует первому выходу пятого регистра 29 режима, а младщий - четвертому.

Третий регистр 12 формата предназначен для хранения текущего значения формата обращения к второму блоку 21 оперативной памяти.

Третий триггер 14 хранит текущее значение признака, записываемого в блоки 21 и 22 оперативной памяти.

Элемент 15 ИЛИ-НЕ предназначен для формирования признака полного стирания всех блоков памяти устройства.

Элементы 16 и 17 и фор.миро- ватели 23-25 -импульсов записи предназначены для формирования сигналов записи, поступающих на управляющие входы соответствующих блоков 5, 21, 22 па.мяти устройства.

Элементы 18 И и 19 ИЛИ предназначены для формирования сигнала разрешения записи в третий блок 22 оперативной памяти с учетом режима работы устройства и содержимого второго блока 21 оперативной памяти.

0

0

5

0

5

0

5

0

5

Четвертый регистр 13 нризнаков предназначен для временного хранения значений, считывае.мых из третьего блока 22 оперативной памяти. Нулевой сигна,п на первом управляюп1ем входе регистра 13 обнуляет его, а по переднему фронту cnrna.ia на втором .управляюще.м входе производится запись в регистр 13 данных, поступаюпгих на его инфор мационный вход.

Второй блок 21 оперативной памяти хранит признаки разрещения записи для третьего б. юка 22 оперативной памяти и первого б.юка 5 оперативной памяти. При этом нулевое значение признака разреп.1ает запись в соответствующие ячейки блоков 22 и 5 памяти. В каждой ячейке блока 21 памяти хранится только один бит, соответствуюидий признаку разрегпения записи в группу соседних ячеек блоков 22 и 5 памяти, запись нулевых признаков в б,ток 21 памяти позволяет задавать участки изображения, доступные для модификации и стирания. С це.чью ускорения процесса задания таких участков блок 21 памяти может иметь иерархическую структуру, например, состоять из дополнительных блоков 30-35 памяти, каждый из которых хранит признаки для всего изображения, но с различным разрен1ением: блок 30 памяти - с минимальным разрешением, а блок 35 - с максимальным для блока 21 памяти признаков разрешением. Например, если все изображение представлено растром 256 на 256 элементов, то дополпительный блок 35 памяти хранит признаки для участков изображения размером 4 на 4 элемента, а дополнительный блок 30 памяти - для участков изображения размером 128 на 128 элементов. Соответственно блок 35 па.мяти содержит 4096 одноразрядных ячеек, а блок 30 памяти - четыре одноразрядных ячейки. Выходы дополнительных блоков памяти соединены последовательно через элементы 36-40 И. Следовательно, нулевой признак, записанный в один из дополнительных 30-35 блоков памяти, независимо от того, что записано по соответствующим адресам в другие дополнительные блоки памяти, приводит к появлению на выходе блока 21 памяти . нулевого, т. е. разрешающего запись признака. Таким образом, чтобы задать рабочую область изображения, доступную для .модификации и стирания, достаточно независимо от размера области одного или нескольких обращений к блоку 21 памяти признаков в требуемом формате, причем формат задает номер того дополнительного блока 30-35 памяти, в который будет пропзводиться запись.

Третий блок 22 оператпвной памяти хранит признакп разрешения записи для каждого из элементов изображения, значение цвета которых хранится в блоке 5 памяти. Разрешению записи при этом также соответствует нулевое значение признака.

Записывая соответствующие признаки в блок 22 памяти параллельно с записью изображения в блок 5 памяти, можно запретить или разрешить последующую модификацию или стирание любой части изображения произвольной формы, но при условии, что для соответствующих областей изображения в первом блоке 2 памяти признаков имеются признаки, разрешающие запись.

Дещифратор 26 предназначен для формирования при нулевом значении сигнала на управляющем входе нулевого сигнала только в том разряде выхода, номер которого соответствует коду, поступающему на инфор- мационный вход дешифратора.

Группа 27 элементов И состоит из двухвходовых элементов И, первый вход каждого из которых соединен с соответ- ствуюндим разрядом первого входа группы 27

сигнала 8 для отображения на экране телевизионного индикатора 9. В такте записи происходит запись в ту же ячейку каждого из блоков памяти новой информации: г соответственно значения признака с выхода триггера 14 и значения цвет с выхода регистра 4 цвета. Если запись в блок 21 памяти разрешена, как, например, в режиме полного стирания, то его содержимое не влияет на запись в два других блока памяти. Данное логическое условие реализуется элементом 18 И. В режиме полного стирания на запись в блок 5 памяти не влияет и содержимое блока 22 памяти, так как регистр 13 признаков фиксируется в нулево.м состоянии сигналом с выхода элемента 15 ИЛИ-НЕ. За период между двумя кадровыми синхроимпульсами с помощью счетчика 2 адреса происходит перебор всех адресов блоков 5, 21, 22 памяти, и к моменту обнуления триггера 11,

элементов И, а вторые входы, соединен- 20 означающему заверщение стирания, во все

ячейки блоков 21 и 22 памяти будут записаны нулевые значения, а в ячейки блока 5 памяти - значения фонового цвета. Для создания информационного рельефа в блоке 5 памяти может быть установлен режим 1011, означающий, что устройство работает в режиме «Запись, причем в блоки 21 и 22 памяти запись запрещена. При выполнении записи в регистр 4 заносится требуемое значение, на адресный вход устройства поступают координаты элемента изображения, подлежащего модификации, а затем с задержкой, равной или большей длительности цикла обращения к блокам памяти, на второй управляющий вход устройства подается сигнал «Запись, длиные между собой, с вторым входом группы 27 элементов И, на который при выполнении стирания подается нулевой сигнал.

Выходом устройства является выход триг- 25 гера 11, задний фронт сигнала на котором может служить для формирования сигнала, свидетельствующего о завершении стирания текущего кадра изображения.

Для установки исходного состояния в регистр 4 заносится требуемое значение фонового цвета, в триггер 14 - нулевое значение признака, в регистр 20 режима - управляющее слово 0000, задающее полное стирание всех блоков устройства, и по сигналу «Стирание взводится

30

i триггер 10. По кадровому синхроимпульсу 35 тельность которого равна или больше дли(например, по его переднему фронту) с блока 1 синхронизации единичное значение из триггера 10 переписывается в триггер 11, что означает начало стирания текущего кадра изображения. При этом по переднему фронту сигнала с выхода триггера 11 триггер 10 сбрасывается в ноль, по следующему кадровому синхроимпульсу нулевое значение переписывается в триггер 11. При стирании происходит чередование тактов чтения (п ри нулевом значении тактового сигнала на втором выходе счетчика 2 адреса) и записи (при единичном значении тактового сигнала), что позволяет выполнять стирание без нарушения процесса визуализации, т, е. вывода содержимого блока 5

40

45

тельности цикла обращения к блокам памяти 5, 21, 22. При этом происходит считывание признаков из блоков 21 и 22 памяти, а затем в соответствии со значениями признаков производится запись в блок 5 памяти. После завершения вывода изображения устройство переводится в режим «Визуализация, например, засылкой в регистр 20 режима управляющего слова 0000. При чередовании записи в режиме 1011 и стирания в режиме 0000 возможности выборочного стирания устройством не используются.

Для организации выборочного стирания jyioryT быть использованы как каждый из блоков 21 и 22 памяти в отдельности.

памяти на экран. При этом из некоторой 50 так и оба блока вместе.

ячейки каждого из блоков памяти в такте чтения производится считывание информации и запись ее по переднему фронту тактового сигнала в регистры: регистр 13 признаков и сдвиговый регистр 7. До

При использовании блока 21 памяти вначале стиранием в режиме 0110 во все ячейки дополнительных блоков 30,..,35 памяти заносятся единичные значения признаков. Затем в режиме 1110 с использованием

следуюшего переднего фронта тактового сиг- 55 требуемых форматов, задающих номера тех нала содержимое сдвигового регистра 7 пу-дополнительных блоков памяти, в которых

21

тем сдвига с частотой дискретизации последовательно выдается в формирователь видеопроизводится запись, в блоке 2 памяти формируется информационный рельеф путем

сигнала 8 для отображения на экране телевизионного индикатора 9. В такте записи происходит запись в ту же ячейку каждого из блоков памяти новой информации: соответственно значения признака с выхода триггера 14 и значения цвет с выхода регистра 4 цвета. Если запись в блок 21 памяти разрешена, как, например, в режиме полного стирания, то его содержимое не влияет на запись в два других блока памяти. Данное логическое условие реализуется элементом 18 И. В режиме полного стирания на запись в блок 5 памяти не влияет и содержимое блока 22 памяти, так как регистр 13 признаков фиксируется в нулево.м состоянии сигналом с выхода элемента 15 ИЛИ-НЕ. За период между двумя кадровыми синхроимпульсами с помощью счетчика 2 адреса происходит перебор всех адресов блоков 5, 21, 22 памяти, и к моменту обнуления триггера 11,

тельность которого равна или больше дли

тельности цикла обращения к блокам памяти 5, 21, 22. При этом происходит считывание признаков из блоков 21 и 22 памяти, а затем в соответствии со значениями признаков производится запись в блок 5 памяти. После завершения вывода изображения устройство переводится в режим «Визуализация, например, засылкой в регистр 20 режима управляющего слова 0000. При чередовании записи в режиме 1011 и стирания в режиме 0000 возможности выборочного стирания устройством не используются.

Для организации выборочного стирания jyioryT быть использованы как каждый из блоков 21 и 22 памяти в отдельности.

При использовании блока 21 памяти вначале стиранием в режиме 0110 во все ячейки дополнительных блоков 30,..,35 памяти заносятся единичные значения признаков. Затем в режиме 1110 с использованием

требуемых форматов, задающих номера тех дополнительных блоков памяти, в которых

21

производится запись, в блоке 2 памяти формируется информационный рельеф путем

7

записи нулевых признаков. Таким образом задается рабочая зона изображения, доступная для модификации и стирания. В процессе вывода одного составного изображения (состоящего, например, из нескольких «окон) рабочая зона может перезадаваться многократно и иерархическая организация блока 21 памяти позволяет при этом ускорить процесс перезадания. Формирование информационного рельефа в блоке 4 памяти и в этом случае может производиться в режиме 1011, однако для стирания изображения, если рабочие зоны должны оставаться прежними, используется режим ООП или 0001.

При использовании блока 22 памяти вывод изображения может осуществляться в режиме 1001 при нулевом исходном содержимом блока 22 памяти и единичном состоянии триггера 14. В этом случае модификация элементов изображения в блоке 5 памяти будет сопровождаться записью единичных признаков в блок 22 памяти, что позволит, во первых, запретить повторную модификацию элементов изображения и, во-вторых, в режиме 0001 или 001 1 стереть только ту часть изображения, которая была записана перед этим в режиме 1011, оставив нетронутой оставшуюся часть изображения, записанную в режиме 1001.

При совместном использовании блоков 21 и 22 памяти реализуется выборочное стирание тех частей изображения, которые определяются содержимым блока 22 памяти, в рабочей зоне, задаваемой содержимым блока 21 памяти.

Выборочное стирание может также реализовываться с использованием режимов работы устройства 1101 и 0101, которые позволяют блок 22 памяти использовать аналогично тому, как используется блок 21 памяти, что необходимо при задании рабочих зон произвольной формы.

На фиг. 4 представлен пример использования выборочного стирания. Показанный на фиг. 4 а информационный рельеф получен следующим образом. Вначале при полном стирании в блок 5 памяти было записано фоновое значение цвета, обозначенное одинарной штриховкой. Затем в режиме 1001 выведена часть изображения, показанная в виде изгибающейся под прямым углом линии со сплощной закраской на фоне одинарной штриховки. После этого блок 21 памяти стиранием в режиме 0110 заполнен единичными значениями признаков и последующей записью в режиме 1110 задана рабочая зона, представленная на фиг. 4. Далее в режиме 1011 выведены прямоугольник с двойной штриховкой и символ В, частично попадающий за пределы рабочей зоны, в режиме 1001 выведен символ А, а в режиме 1101 - квадрат размером 3 на 3 элемента изображения с незакрашенным элементом в центре.

1403092

8

На фиг. 4 б показан результат выборочного стирания в режиме 0001 при нулевом содержимом триггера 14 и значении цвета, обозначенном отсутствием штриховки и раскраски, в регистре 4.

Таким образом, за счет организации гибкого режима стирания фрагментов, изобретение обеспечивает повышение быстродействия при генерации и модификаций графического изображения, отображаемого на

0 экране телевизионного индикатора 9.

Формула изобретения

Устройство для вывода графической информации, содержащее блок синхронизации,

с счетчик адреса, коммутатор, первый регистр, первый блок оперативной памяти, группу элементов ИЛИ, второй регистр, формирователь видеосигнала, телевизионный индикатор, первый и второй триггеры, третий регистр, третий триггер, элемент ИЛИ-НЕ,

0 первый и второй элементы И - НЕ, элемент И, элемент ИЛИ, четвертый регистр, пятый регистр, первый выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, первый выход которого соединен с адресным входом

r первого блока оперативной памяти, информационный вход которого подключен к выходу первого регистра, выход первого блока оперативной памяти соединен с информационным входом второго регистра, выход которого подключен к видеовходу формиро0 вателя видеосигнала, выход которого соединен с видеовходом телевизионного индикатора, синхровход формирователя видеосигнала соединен с четвертым выходом блока синхронизации, первый вход которого подключен к входу сброса счетчика адреса, первый тактовый вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации, третий выход которого подключен к второму тактовому входу счетчика адреса, выход первого триггера соединен с информационным входом второго триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И - НЕ и является выходом «Конец записи устройства, второй выход пятого регистра соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ, четвертый вход которос го и первый вход первого элемента И подключены к четвертому выходу пятого регистра, третий выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого и второй вход группы элементов ИЛИ подключены к выходу первого элемента И, выход элемента ИЛИ - НЕ соединен с входом «Установка «О четвертого регистра, выход которого подключен к первому входу группы элементов ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит второй и третий блоки оперативной памяти, первый, второй и третий формирователи импульсов записи, управляющий вход первого блока оперативной памяти подключен к выходу группы элементов ИЛИ, третий вход ко5

0

0

5

торой соединен с выходом третьего формирователя импульсов записи, информационный вход которого и информационный вход второго формирователя импульсов записи соединены с вторым выходом коммутатора, второй информационный вход которого подключен к первому выходу счетчика адреса, второй выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И-НЕ и с управляющими входами четвертого регистра и второго регистра, тактовый вход второго регистра подключен к третьему выходу блока синхронизации, адресные входы второго и третьего блоков оперативной памяти соединены с первым выходом коммутатора, первый информацион- ный вход которого является адресным входом устройства, первым управляющим входом которого является вход «Установка «1 первого триггера, вход «Установка «О которого соединен с выходами второго триггера, тактовый вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации, выход первого элемента И-НЕ соединен с первыми управляющими входами первого, второго и третьего формирователей импульсов записи, вторые управляющие входы которых подключены к выходу второго элемента И-НЕ, второй вход которого является вторым управляющим входом -устройства, первым информационным входом «Код

0

5

0

5

цвета которого является информационный вход первого регистра, выход третьего регист ра подключен к информационному входу первого формирователя импульсов записи, выход которого соединен с управляющим входом второго блока оперативной памяти, информационные входы второго и третьего блоков оперативной памяти подключены к выходу третьего триггера, вход которого является .четвертым информационным выходом устройства, вторым и третьим информационными входами которого являются соответственно входы пятого и третьего регистров, первый выход пятого регистра соединен с первым входом элемента ИЛИ-НЕ, третий вход которого подключен к третьему выходу пятого регистра, второй выход которого соединен с третьим управляющим входом третьего формирователя импульсов записи, четвертый выход пятого регистра подключен к третьему управляющему входу первого формирователя импульсов записи, выход второго блока оперативной памяти подключен к второму входу элемента И, выход второго формирователя импульсов записи соединен с управляющим входом третьего блока оперативной памяти, выход которого соединен с информационным входом четвертого регистра, выход элемента ИЛИ соединен с третьим управляющим входом второго формирователя импульсов записи.

фиг.г

отЪ

am 75

Ofrr

Фие.Ъ

5/70Н 21(бПП{)

/

О

блон 22(бПП2

а B/70f 5(бг/и

ос

Фиг 4

6лон21(бПП1

-А О

9

X /7

блон 22(6ПП2}

(У

5/70fi 5 fsnn