Устройство для формирования изображений Советский патент 1988 года по МПК G06F3/14 G06T1/00 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения систем отображения графической и алфавитно-цифровой информации.

Цель изобретения - повышение быстро- действия устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - функциональные схемы блока памяти изображений и блока памяти символов соответственно.

Устройство содержит блок 1 обработки и управления, блок 2 памяти программ, блок 3 памяти изображений, блок 5 памяти символов, блок 5 синхронизации, видеогенератор 6, блок 7 регистров сдвига, регистр 8 сдвига, знакогенератор 9, дешифратор 10 адреса, блок 11 формирования видеосигнала, группу узлов 12 памяти, ключ 3, узел 14 памяти, ключ 15, блок 16 управления д,осту- пом, регистр 17 цвета записи, регистр 18 цвета чтения, узел 19 свертки, узел 20 элементов И-НГ, дополнительный узел 21 памя- ти, триггер 22 и регистр 23 режима.

Блок 16 управления доступом выполнен по известной схеме (авт. св. СССР № 1287167 кл. G 06 F 12/16, 13/16, 1985).

В случае использования в блоках 2 и 3 динамических схем памяти необходимо ввести дополнительную связь с блоком 5, а в блоке 5 предусмотреть выработку соответствующих сигналов управления.

Устройство работает следуюшим образом.

Для формирования изображений необходимо производить различные операции над отдельными разрядами блока 3 памяти изображений. Этим занимается блок 1 обработки и управления, который производит выборку команд, указывающих порядок выполнения различных операций надданными, из блока 2 памяти программ. В процессе обработки изображения необходимо на экране дисплея параллельно и независимо отображать также и некоторую алфавитно-цифровую информацию. Это достигается использованием бло- ка 4 памяти символов, отличие которого от блока 3 намяти изображений заключается в аппаратном формировании графического образца символа, код которого хранится в блоке 4 памяти символов, через знакогене- ратор 9. На экран дисплея, представляющего собой электроннолучевую трубку (ЭЛТ со схема.ми развертки и управления, необходимо подавать информацию о яркости той точки экрана, на которой в данный момент на.ходился луч. Это требует жесткой привяз- ки выдаваемой видеоинформации к началу кадра в каждой из строк. Это достигается путем синхронного скан ирования блоков 3 и 4 видеогенератора 6, преобразование.м выдаваемых данных в последовательный формат с помощью регистра 8 сдвига и бло- ка 7 регистров сдвига и выдачей сигналов синхронизации разверток для ЭЛТ с их врезкой в полный видеосигнал блоком 11

формирования видеосигнала. Необходимость использования блока 7 регистров сдвига связана с тем, что в современных дисплеях используются цветные ЭЛТ с независимым управлением каждой из электронных пушек, отвечающих за свой цвет. Поэтому они и получают независимые видеосигналы из отдельных узлов 12 памяти блока 3. Каждый такой узел 12, отвечающий за свой цвет, называется видеоплоскостью или видеобанком.

В процессе формирования изображений основной операцией, производимой над па- .мятью изображений, является операция зажигания-гашения точки. Все геометрические элементы на дисплеях такого типа (растровых), такие как вектор, окружность, прямоугольник и т. д., формируются как последовательность точек разного цвета. Установка какой-либо точки в заданный цвет требует проведения операций над несколькими, если не всеми, видеоплоскостями, так как для получения, к примеру., точки на экране белого цвета, нужно установить соответствующие разряды в состояние «Активно всех видеоплоскостей, поскольку точка на экране светится белым цветом, если активированы три электронные пушки в ЭЛТ, засвечиваю- П1ие красный, синий и зеленый люминофор.

Узел 19 сверкти выполняют с применением программируемой логической матрицы (ПЛМ), имеюшей 8 X п + п входов и 8 выходов. ПЛМ программируют так, чтобы реализовать функцию

Р,-(СФ1,)(С ---1,)(,),(1)

где F, - выход соответствующего бита;

I, - вход данного бита с зидеоплоскости; С - вход с регистра 18 цвета чтения.

Штрихами вверху сим-вола маркируется принадлежность к одной из видеоплоскостей.

Функция F,- принимает значение либо «I там, где точка имеет цвет, совпадающий с цветом, задаваемым регистром 18 цвета чтения, либо «О в том случае, если эти цвета не совпадают.

При записи в блок 3 устанавливают цвет, которым производится запись точек путем занесения комбинации бит в регистр 17 цвета записи. Данные биты попадают на информационные входы всех узлов 12. При поступлении сигналы управления записью (режим записи задается уровнем «1) блок 1 обработки и управления разрешает запись лишь в те точки видеоплоскостей - узлов 12, которым соответствует «I в битах слова (байта), поступающего с ключа 13, тем самым производится линейная селекция битов. Информация о цвете, заносимая в выбранные биты каждой из плоскостей, определяется регистром 17 цвета загшси.

При чтении из узлов 12 сигнал из блока i запрещает запись в видеоплоскости и г;ерево- дит все видеоплоскости в режим чтения их, разрешая выдачу результатов работы узла 19 свертки путем воздейспвия на вход «Выборка разрешена ПЛМ узла 19 свертки. При этом выходы данных из всех узлов 12 памяти поступают на узел 19, который в соответствии с кодом цвета, поступающим из регистра 18 цвета чтения, производит операцию свертки по формуле (1), выдавая результат на шину данных блока 1 обработки и управления. Ключ 13 в соответствии с режимом работы (запись-чтение) осуш,ествляет коммутацию сигналов, поступающих от блока 1 обработки и управления и узла 19 свертки.

Рассмотрим процесс закраски некоторой замкнутой области. Обычно замкнутая область обводится вначале некоторой граничной линией заданного цвета (для примера, красного). После проведения оконтуриваю- щей линии задается точка внутри замкнутой области, подлежащей закрашиванию, и указывается цвет, которым необходимо заполнить область внутри (например, фиолетовый). В обычных реализация.х для проведения закраски восьми точек необходимо произвести восемь раз операцию чтения из п видеоплоскостей, т. е. 8 X п обращений к видеоплоскостям для определения цвета точки (например, красного), а также восемь раз операцию «Чтение - модификация - запись для п плоскостей, т. е. 16 X п обращений для закраски выбранным цветом (фиолетовым).

Итого для закраски одного байта (8 битов) надо произвести 24 X п операций (где п - число видеоплоскостей) обращения в группу узлов памяти.

При использовании предлагаемого устройства для закраски 8 точек надо произвести запись в регистр 17 цвета записи комбинации битов, дающих фиолетовый цвет, а в регистре 18 цвета чтения - комбинацию битов, соответствующих граничному цвету (красному). Такая настройка делается один раз в самом начале для всего цикла закраски. Далее для закраски 8 точек производится одно чтение целого байта, т. е. одно обращение, а также, если данный байт нулевой, что означает отсутствие точек с цветом границы (красной), инверсия .и запись этого же байта в группу узлов 12 памяти по тому же адресу, производя тем са- мы.м закраску всех 8 точек фиолетовым цветом, т. е. одно обращение.

По сравнению- с прототипом быстродействие проведения подобной операции предлагаемым устройством увеличивается в 12 X п раз.

Требование жесткой привязки, выдавае- мбго устройством формирования изображения видеосигнала к положению луча на экране достигается лищь при жестко заданной постоянной скорости сканирования, видео- плоскости видеопамяти изображений и символов. В то же время необходи.мо обеспечить доступ к блокам 3 и 4 памяти со сторо- .ны блока 1 обработки и управления. Та

кой бесконфликтный доступ .пяет- ся с использованием блока 15 управления доступом. На него заводятся адреса от ви- деогенерато()а 6 и блока 1 обработки и уп- равления, а функционирует он так, что каждое из устройств, запрашивающих доступ к общей для ни.ч памяти, получает его без влияния на другое. Для организации возможности доступа к различным подсистемам памяти используется дец ифратор К), причем для расширения адресуемых устройств в него .может быть введен регистр 25, позволяющий задавать расширенные a;ipecin R пространства по тине данных.

В блоке 4 памяти символов используется дополнительный узел 21 памяти, в котором хранится атрибут символа. В некоторых системах атрибут символа, код которого хранится в узле 14 памяти отвечает за инверсию (черн1 1Й символ на белом поле -

белый символ на черном поле), за мигание и т. д. Однако, так как разрядность 1ииньг данных блоков 1 обработки и управления обычно кратна восьми, то для работы с битом атрибута необходимо производить двойное обращение к памяти символов. Чтобы избежать этого и вводятся триггер 22 и регистр 23 режима.

Предположим, необходимо вывести на экран строку символов с погашенным битом

атрибута. Для этого вначале производится запись в регистр 23 режима так, чтобы на входы сброса и установки триггера подавались сигналы, безусловно устанавливающие его в состояние «Сброшено (О). Тогда все последующие операции записи в узел 14 прин дительно записывают в дополнительный узел 21 памяти «О, что соответствует установке в «О всех записанных символов. Аналогично происходит процесс записи, если триггер 22 принудительно установить в состояние «Ь, но при этом значение бита атрибута равно «1. Если путем записи соответствующего кода в регистр 23 установить триггер 22 в состояние загрузки по информационному входу, то он будет запоминать на каждом цикле чтения значение атрибута, а при цикле записи переписывать в узел 21 памяти атрибут. Тем самым при операции «Скроллирования, заключающейся в подвижке на одну строку вверх всех символов, операции отдельной переписки атрибутом символов исключаются, так как атрибуты переписываются совместно с символом. Таким образом, увеличение быстродействия устройства достигается за счет увеличения скорости осуществления операций в блоках памяти изображений 3 и символов 4. Одновременно с этим осуществляется бесконфликтный обмен через блоки 3 и 4 со стороны блока 1 обработки и управления и видеогенератора 6, что повышает информативность изображения.

Формула изобретения

Устройство для формирования изображений, содержащее блок обработки и управления, блок памяти программ, блок памяти изображений, блок памяти символов, блок синхронизации, видеогенератор, блок регистров сдвига, регистр сдвига, знакогенератор, дешифратор адреса, блок формирования видеосигнала, выход которого является выходом видеосигнала устройства, первый и второй выходы блока синхронизации нод- ключоны к входам синхронизации блока обработки и управления и видеогенератора соответственно, выходы чтения и адреса блока обработки и управления подключены к входам дец ифратора адреса, выходы которого подключены к входам «Выбор кристалла блока памяти программ, блока памяти изображений и блока памяти символов, информационный вход-выход блока обработки и управления подключен к информационным входам-выходам блока памяти программ, блока памяти изображений и блока памяти символов, выход символов которого подключен к первому адресному входу знакогенератора, выход которого нодключен к параллельному информационному входу регист. ра сдвига, носледовательный выход которого подключен к |ервому информационному входу блока формирования видеосиг- на., выход изображения блока памяти изображений подключен к параллельному инфор- мационному входу блока регистров сдвига, 15ыход которого нодключен к второму ин- fj)opMaiuiOHHOMy входу блока формирования видеосигналов, нервый выход видеогенератора подключен к входам управлепия сдвигом блока регистров сдвига и регистра сдвига, второй выход и выход стар1пих раз- пядов адреса видеогенератора нодключены к входу синхронизации блока формирования видеосигнала и второму адресному входу знакогенератора соответственно, причем блок памяти изображений содержит группу узлов памяти, адрес1Н11е входы которых соединены с адресными входами блока памяти изображений, и ключ, выход которого является информационным выходом блока памяти изображений, а блок памяти символов содержит узел памяти, адресный вход которого является одноименным входом блока памяти символов, и ключ, информационный вход и выход которого соединены с выходом узла памяти и информационным выходом блока памяти символов соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок управления доступом, нервый и второй входы адреса которого подключены к выходам адреса блока обработки и управлепия и видео0

5

0

5

0

5

0

5

0

генератора соответственно, зыход блока управления доступом подключен к входам адреса блока памяти изображений и блока памяти символов, выходы записи и чтения блока обработки и управления подключены к одноименным входам блока управления доступом, а в блок намяти изображений введены регистр цвета записи, регистр цвета чтения, узел свертки и узел элементов И-НЕ, причем в блоке памяти изображений разряды информационного входа регистра цвета записи и разряды информационного входа регистра 1вета чтения соединены с соответ- ствую1цими разрядами информационного входа блока памяти изображений, информационный вход-выход которого соединен с выходом ключа и первым входом узла элементов И-НЕ, второй вход которого является первым входом записи блока памяти изображений и соединен с выходом управления записью б.;юка управления доступом, выход К-го разрядка (, где Н - разрядность данных) узла элементов И-НЕ подключен к входам разрешения чтения К-х секторов узлов памяти группы, разряды выхода регистра цвета записи подключены к информационным входам соответствующих узлов памяти группы, выходы которых образуют выход изоб ражения блока памяти изображений и соединены с информационными входами первой группы узла свертки, информационные входы второй группы которого и выход соединены с выходом регистра цвета чтения и информационным входом ключа соответственно, вход управления которого является входом чтения б,лока памяти изображений и соедипен с выходом управления чтением блока управления доступом, вход «Выбор криста.чла блока памяти изображений соединен с входами 3aiuicn регистров цвета записи и цвета чтения, а в блок памяти символов введен дополнительный узел памяти, триггер и регистр режима, причем в блоке н амяти символов разряды пнфо)мацион- ного входа основного узла памяти соединены с соответствующими разрядами информа- ЦИ01Ш01-0 входа блока памяти символов, нервый и второй выходы регистра режима подключены к входам установки в «О и «1 триггера соответственно, выход которого подключен к информационному входу дополнительного узла памяти, вход адреса и выход которого соединены с входом адреса блока памяти символов и информационным входом триггера, вход синхронизации которого является входом чтения блока памяти сим- во,1ов, вход «Выбор кристалла которого соединен с входом записи регистра режима, входы разреи1ения заниси узлов памяти, соединены с РХОДОМ занпсп б.чока намят -: сил;- Bo:iOB.

- Вмд записи 8 регистры

V/RM

д)(од управления зописбЮ &

RDfl

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в сис- , темах отображения графической и алфавитно-цифровой информации. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит блок 1 обработки и управления, блок 2 памяти программ, блок 3 памяти изображений, блок 4 памяти символов, блок 5 синхронизации, видеогенератор 6, блок 7 регистров сдвига, знакогенератор 9, дешифратор 10 адреса, блок 11 формирования видеосигнала, выход которого является выходом видеосигнала устройства, блок 16 управления доступом, который осуществляет бесконфликтное взаимодействие блока 1 и видеогенератора 6 с блоками 3 и 4. Конструкция блоков 3 и 4 позволяет сократить количество операций, выполняемых блоком 1, Н за счет этого повысить быстродействие. 3 ил. с (Л оо Од 4ib М

Вход упраёления стенаем

Фиг. 2