Устройство формирования видеоинформации Советский патент 1989 года по МПК H04N7/16 

Оптативная информация

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и пред- назначено для формирования изображения с помощью синтеза частей мно- г жества оригиналов на ЭВМ и передачи полученных изображений на множество периферийных устройств типа телевизионных приемников,

Цель изобретения - расширение 10 ункциональных возможностей за счет повышения быстродействия воспроизвеения информации на каждом телевизионном приемнике, повышения быстроействия при повторных вызовах на 15 кран предыдущей видеоинформации и уменьшения зависимости скорости вывода видеоинформации на экран телевизионного приемника от работы других каналов выдачи видеоинформации труп- 20 пы.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 -функциональная схема блока управления; на фиг.З - функциональная схема ка- 25 нального блока памяти; на фиг. 4 - функциональная схема, схемы выбора экрана и печати данных, входящей в блок управления; на фиг. 5 - функциональная схема схемы записи - чте- 30 ния канального блока памяти, которая входит в состав блока управления; на фиг, 6 - функциональная схема схемы синхронизации, входящей в блок управления; на фиг. 7 - таблица про- 35 граммирования адреса страницы памяти канального блока памяти; на фиг. 8 и 9 - временные диаграммы работы блока синхронизации, приведенной на фиг.6; на фиг. 10 - алгоритм 40 функционирования блока хранения видеоинформации; на фиг. 11 и 12 - алгоритмы функционирования мультиплексора-распределителя в режимах инициализации со стороны канала и 45 со стороны блока хранения видеоинформации соответственно; на фиг, 13 и 14 - коды адресаций каналов, операции прерывания, коды операций на

ЛИНИЯХ ШИН,сп

Устройство (фиг. 1) содержит операционный блок 1, блок 2 внешней памяти, блок 3 оперативной памяти, входящие в блок хранения видеоинформации, мультиплексор-распределитель 55 4, группу каналов 5 выдачи видеоинформации, количество которых равно К. Каждый канал 5 группы содержит блок 6 управления, канальный блок

7 памяти, цифроаналоговый преобразователь 8, ТВ-приемник 9, блок 10 хранения видеоинформации.

Блок управления 6 каждого канала (фиг. 2) содержит М процессоров 11, М адресных регистров 13, схему 12 выбора экрана и печати данных, схему 14 записи-чтения канального блока памяти, первый блок К мультиплексоров 15, второй блок Т мультиплексоров 16, блок 17 Р-схем программирования страниц памяти блока 7 и схему 18 синхронизации. Здесь К - количество разрядов адресных регистров 13, Т - количество разрядов кода страницы блока 7, а Р равно логарифму Т по основанию 2.

Количество информационных i-вхо- дов и управляющих 1-входов каждого мультиплексора 16 выбрано в соответствии с выражениями:

I

i (logtT) + 1; 1 log4M,

где М - количество процессоров в блоке управления.

Канальный блок 7 памяти (фиг, 3) содержит М блоков памяти 19 и сдвигающий регистр 20. Та или иная страница памяти однозначно соответствует тому или иному блоку памяти 19,

На входы блоков 19 памяти поступают данные с соответствующей шины, а по соот-ветствующей шине выводятся выходные данные с соответствующих блоков памяти. Сигналами ЗУ по входу ВК происходит запись-чтение информации в соответствующие блоки памяти или из них.

В сдвигающий регистр записываются параллельным кодом и выводятся последовательным кодом информации с того или иного блока памяти 19 на цифро- аналоговый преобразователь 8, который воспринимает эту информацию как видеосигнал и вместе с сигналами ОХС, ОХК, БС вырабатывают соответствующие управляющие импульсы для ТВ- приемника.

Схема выбора экрана и печати данных (фиг.4) содержит М дешифраторов 20 и 21, две схемы И-ИЛИ 22 и «23, . группу схем И-ИЛИ 24, количество которых равно Т, которое численно равн количеству разрядов кода страницы канального блока 7 памяти, два регистра 25 и 26, два мультиплексора

27 и 28, выходной дешифратор 29 и схему ИЛИ 30.

Схема 14 записи-чтения канального блока памяти (фиг. 5) содержит М логических блоков, каждый из которых содержит дешифратор 31, четыре триггера 32, 33, 34 и 35, схему ИЛИ 36 и две схемы И 37 и 38, регистр 39, шинный формирователь 40, кроме того, схема 14 содержит группу элементов И-ИЛИ 41, элемент ИЛИ 42, шифратор 43

Каждый логический блок схемы записи-чтения канального ЗУ осуществляет прием-передачу информации от/к шины ШП, при этом с помощью дешифратора 31 организуется три режима в зависимости от состояния на выходах дешифратора.

Когда на первом выходе дешифратора 31 появляется сигнал, то единица информации передается через триггер 32 в триггер 33 и далее на вход схемы И 37, на выходе которой по сигнал Т1 формируется сигнал записи в канальное ЗУ, одновременно сигнал с выхода схемы ИЛИ 36 поступает на шифратор 43, на выходе которого формируется код управления адресом той или иной страницы канального ЗУ. В это же время через открытые схемы группы схем И-ИЛИ 41 информация с вых-о- да регистра 39 поступает в шины.

Когда на .втором выходе дешифратора 31 появляется сигнал, схема работает в режиме чтения информации на шину ШП1 с входной шины. Аналогично описанному срабатывают триггеры 34 и 35, формируются соответствующие сигналы и данные через шинный формирователь передаются в шину ШП1. Сигналы сброса приводят элементы схем логических блоков в исходное состояние.

0

0

5

0

5

0

Канальный блок памяти, кроме того, содержит дешифратор 57.

Временные диаграммы работ схемы синхронизации приведены на фиг. 8 и 9, где Тр - период следования сигналов БС (бланкирование страницы); t f - длительность импульса сигнала БС; t 2 - длительность импульса сигнала ОХС; t э - пауза между импульсами сигнала t 4- длительность импульса сигнала ОХК.

Расшифровка и состав шин и сигналов, встречающихся на фиг. 1-14, приведены ниже:

И - информационные шины, связывающие мультиплексор-распределитель 4 с блоками управления 6; А1 - шина адреса канального блока памяти; - количество линий в шине; A i - шина адреса страницы канального блока памяти 7; Т - количество линий в шине; Д - шины данных канального блока памяти 7; Д 01 - входные дан- 5 ньге, Д ог - выходные данные, причем данные Ц 0, и Ц 01 поступают по своим Х-шинам; V К3у - шина управления блока 7,- содержащая три линии: за- пись-чтения блока 7, (34 k3y), строб (С «ЗУ) и тактовые сигналы (G) ; ССТВ - шина сигналов синхронизации и управления ТВ-приемником, содержащая три линии: обратный ход строки (ОХС), обратный ход к«дра (ОХК), бланкирование страницы (БС); Л «л шина данных блока выбора видеоинформации; УКл - шина управления клавиатурой блока выбора видеоинформации, содержащая две линии: строб клавиатуры СКЛ, запрос клавиатуры 3 ; Д п- шина данных на печать; Уп - шина управления печатью, содержащая две линии: запрос печати 3,

п

строб печати Сп; Ш Л- шины процессо

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для формирования изображения с помощью синтеза частей множества оригиналов на ЭВМ и передачи полученных изображений на множество периферийных устройств типа телевизионных приемников. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет повышения быстродействия воспроизведения информации на каждом телевизионном приемнике, повышения быстродействия при повторных вызовах на экран предыдущей видеоинформации и уменьшения зависимости скорости вывода видеоинформации на экран телевизионного приемника от работы других каналов выдачи видеоинформации. Для этого устройство, содержащее операционный блок 1, блок 2 внешней памяти, блок 3 оперативной памяти, мультиплексор-распределитель 4 и группу каналов 5 выдачи видеоинформации, каждый из которых содержит канальный блок 7 памяти, цифроаналоговый преобразователь 8, телевизионный приемник 9, блок 10 выбора видеоинформации, дополнительно введен блок 6 управления в каждый канал выдачи видеоинформации. 14 ил.

Когда на третьем выходе- дешифратора 31 появляется сигнал РГ, то он передается на выход схемы для управления адресными регистрами 11 блока управления 6.

Схема 18 синхронизации (фиг. 6) блока управления 6 содержит генератор импульсов 44, три триггера 45, 46 и 47, два последовательно соединенных двоичных счетчика 48 и 49, две схемы И 50 и 51, два дешифратора 52 и 53 и одновибратор 54 с конденсатором 55 и резистором 56 на входе.

РОВ 11; Р к выходные шины регистров адреса 13; М - количество шин; К - количество линий (разрядов) в каждой шине; Сп, С Кл - отдельные линии, по которым подаются соответствующие строб-сигналы; 3 КЛ - отдельные М-ли- нии, по которым подаются сигналы записи клавиатуры (3 Кл- 3kA) блока 10; Ч ц - отдельные М-линии, по которым данные на печать передаются из соответствующего процессора 11; Pj- отдельные М-линии для управления ра1 Н

ботой регистров адреса 13; Т R т сигналы синхронизации и управления, поступаемые по отдельным

линиям со схемы 18 синхронизации; Д - количество линий со схемы 18 синхронизации, по которым поступают сигналы адреса ячейки (пикселя) канального запоминающего устройства; Vj - Vp - кодовые линии шины управления адресом страницы канального ЗУ; D} - Dp - шины сигналов коммутации, поступающих с блока Р-схем программа- рования страницы памяти канального ЗУ.

Работа устройства заключается в следующем.

По командам с клавиатуры блока выбора видеоинформации 10 с любого из n-каналов (фиг. 1) соответствующий блок управления 6 осуществляет подсоединение к той или иной шине И.

После запуска операционной системы операционного блока 1 оператор с клавишного пульта 10 посыпает команды через блок управления 6, шины И и мультиплексор-распределитель информации 4 в блок 1. При этом к информации с клавиатуры блок управления 6 добавляет информацию об адресе периферийного устройства, к которому блок выбора видеоинформации 10. Мультиплексор-распределитель информации 4 также добавляет информацию о номере канала, с которого она была получена.

По принятым командам операционная система блока 1 в блоке хранения видеоинформации производит запуск соответствующих заданий для данного канала 5.

Эти задания могут включать в себя например, задачи, связанные с форми- рованием кадра (страницы) информации для отображения на ТВ-приемнике. В этом случае блок 1 выбирает из соответствующих ячеек блока 2 информацию и направляет ее с блок 3, где она добавляется адресом периферийного устройства и формируется в виде, удобном для передачи через устройство распределения информации на соответствующие шины И. Блок управления 6 из соответствующего периферийного канала по своему адресу расшифровывает поступающую к нему с блока 3 информацию, формирует адреса А2 страниц памяти канального блока 7 памяти, адреса А1 соответствующих пикселей канального блока памяти, сигналы управления УкгуИ выставляет данные по шине Д0, (фиг. 1). Данные

Q

0 5 0

5

0 с

0

5

с шины Д01 заносятся в соответствующие блоки памяти блоков 7.

Далее по командам оператора с блока 10 выбора видеоинформации информация из той или иной страницы памяти может быть выведена на экран ТВ-приемника 9. При этом блок управления 6 формирует адрес А2, адрес А1, а по линиям ССТВ посылаются CHI- налы управления на ТВ9, отчего на экране ТВ-приемника 9 создается растр типа телевизионного.

По шинам At формируются адреса пикселей, относящихся к данной странице памяти с адресом А2„ В соответствии с этими адресами канальный блок 7 памяти выводит пиксели информации в ЦАП 8, где они преобразуются в форму, необходимую для отображения на экране ТВ-приемника 9. Передача информации с ЦАП 8 на ТВ-приемник осуществляется под управлением сигналов управления ССТВ.

Оператор можут осуществлять редактирование информации на ТВ-приемнике, т.е. редактирование информации, записанной в том или ином блоке памяти блока 7. Для этого с блока 10 выбора видеоинформации посылаются сигналы управления по линии У«л и данные по линии Д«Л. Блок управления 6 расшифровывает эти данные, производит соответствующие операции с информацией в канальном ЗУ и отображает результаты на экране ТВ-приемника.

По командам оператора информация из канального ЗУ 7 может быть блоком управления 6 послана на печатающее устройство по шине Дп, при этом используется шина управления печатью У , а также отправлена через шины И, мультиплексор-распределитель 4 и блок 3 в блок 2.

Более подробно работа системы описывается в отдельных режимах работы.

Режим обращения клавиатуры блока выбора видеоинформации к процессору блока управления.

При наборе оператором какой-либо информации на клавиатуре блока 10

по шине Д КЛ формируются побайтно соответствующие данные, которые сопровождаются сигналом С КЛ.

Этот сигнал поступает на дешифратор 29 (фиг. 2, 4) ив соответствии с состоянием регистра 26 передается

на одну из линий С kA в соответствующий процессор 11 блока управления 6.

Данные Д Кд поступают ко всем процессорам 11 параллельно. Процессор, получивший информацию с шины Д k/l, обрабатывает ее по соответствующей внутренней программе, при этом этот процессор снимает соответствующий сигнал. 3 КЛ.t

По командам с клавиатуры оператором может быть выбрана и организована связь с любым из процессоров 11. Подключение клавиатуры к тому или ино

му процессору 11 может происходить и по командам из блока 1 через шины И (фиг. 1). В этом случае процессор получивший с шин И такую команду, выставляет на свою шину ШП адрес, который интерпретируется в схеме 12 выбора экрана и печати данных как кманда подключить клавиатуру к соответствующему процессору. Дешифратор 20 (или 21) расшифровывает эту команду и через группу схем И-ИЛИ 24 данные с соответствующей шины записваются в регистр 26, состояние кото рого определяет номер процессора и канала, к которому подключается в данный момент клавиатура.

Режим чтения на экран.

Этот режим является одним из основных . При отсутствии информации на шинах ШП (фиг. 2) от процессора 11 на определенных линиях блок 14 (фиг. 5) формирует на выходах V;-V- код 0, что означает выполнение команды чтения на экран информации из канального ЗУ. В это же время на других линиях одной из шин ШП может присутствовать информация от соответствующего процессора, которая, проходя через блок 12 (фиг. 4), формируется на выходе регистра 25 и, проходя через блок мультиплексоров 16, в блоке 6 формирует на шинах А адрес одной из страниц блоков 19

ран ТВ-приемника. Сигналом С .ц с блока 18 (фиг.6) информация с соответствующей страницы памяти блока 19 записывается в регистр 20 (фиг.3) и далее сигналами С k3;( последовательным кодом переписывается в ЦАП, где после преобразования в аналоговую форму отображается на экране монитора 9.

. Если по шине Д поступила информа- 1ция от первого процессора, то на экtO

30

(5 20 25

п

35

5

0

5

ране отображается первая страница памяти, если от второго - вторая страница памяти и т.д. Таким образом, оператор может читать любую из страниц памяти и в любой последовательности, не обращаясь непосредственно к блокам 1 и 2. В это время блок 1 блока хранения видеоинформации может вести передачу-прием информации с других периферийных устройств и заполнять канальный блок 7 памяти.

Режим обращения процессора к канальному блоку 7 памяти.

В этом режиме осуществляется запись информации из процессора в блок 7 и чтение информации в процессор из блока 7.

Запись осуществляется следующим образом (фиг. 2). Процессор, например 11t, через шину ШПf и блок 14 формирует на шинах V1 - Vt соответствующий код, в результате чего линии шины Д1 мультиплексоров,16, связанные с одним из программируемых блоков, в данном случае с блоком 17, подключаются к шине AJ, формируя адрес страницы канального ЗУ для записей информации от первого процессора 11 .По другим линиям шины ШП через регистр адреса 13 от процессора 11 1 поступает информация по шине Р Kl на входы Д , мультиплексоров 15, отчего на шине А, формируется код адреса ячейки канального ЗУ внутри выбранной страницы (по адресу A.J). При появлении на входе блока 19 сигнала 34 ц из блока 14 происходит запись данных из процессора 11, , через блок 14 по шине данных Д01 в соответствующие ячейки

выбранной страницы, i

Выбор адреса ячейки чтения информации из блока 7 в процессор осуществляется описанным образом, т.е. формируется адрес страницы А, адрес ячейки А ,, а чтение информации осуществляется по шине данных Д 01 (фиг. 3) при отсутствии сигнала ЗУ кзу. Данные по шине Д ог поступают в блок 14 (фиг. 5) и через шинный формирователь 40 направляются в шину ШП1 процессора 11,.

На фиг. 7 приведена таблица программирования (подключения) шин бло - ков 17: 1 в клетке означает, что данная линия в данном блоке подклю- ,чена к шине Еп источника питания, О - к шине 0В источника питания.

Режим обращения процессора блока управления к блоку хранения видеоинформации.

Каждый из М процессоров каждого из каналов может обратиться (подсоединиться) к блоку 1 или по ко- манпе с собственного пульта блока 10, или по командам собственной внутренней программы. В обоих случаях на соответствующую шину И (фиг. 1 и 2) выставляются данные от соответствующего процессора. Блок 1 в соответствующий момент времени расшифровывает выставленные на той или иной шине И данные, устанавливает адрес обращаемого процессора и адрес канала, в котором он находится, затем расшифровывает задание и включает программу обмена информа- , цией. Данные могут поступать как от процессора (информация отредактированной страницы), так и к процессору от блока 1 или блока 2 под управлением блока 1.

Если инициатором обмена информацией является блок 1, то на соответствующей шине И выставляется адрес соответствующего процессора, который работая по своей внутренней програм- ме, в определенный момент времени расшифровывает направленный к нему от блока 1 запрос, устанавливает связь с блцком 1 и указанным образом осуществляется обмен информацией или в ту, или в другую сторону. Этот режим обеспечивает относительную независимость передачи информации от блока 1 в каждый канал, не затрагивая процесса отображения информации в ТВ-приемниках, тем самым обеспечивается их независимая работа в интерактивном режиме с оператором.

ОПИСАНИЕ АЛГОРИТМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БЛОКА ХРАНЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИ

После включения питания блок хранения видеоинформации функционирует следующим образом (см. фиг. 10 и 1) 4j

При наличии прерывания осуществляется переход к операции 3.

0 о

5

0

5

ной системы. Сигнал Прерывание поступает по шине 4-1.

вывода, записанной в инструкции, по линии 1-3,

в блоке 3 под управлением сигналов, поступающих по шине 1-3,

1 после выполнения операции 6 проходит к инициализации операции Чтение в блоке мультиплексора-распределителя 4 по адресу блока управления 6, выставлявшего на обслуживание этого режима.

3 в блок 2 по линии 3-2 под управлением сигналов по линиям 1-3, 1-2.

блоке 2 (используются шины 1-2, 2-1)

АЛГОРИТМ РАБОТЫ МУЛЬТИПЛЕК-

СОРА-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ПРИ

ИНИЦИАЛИЗАЦИИ СИГНАЛОВ НА

ВХОДАХ/ВЫХОДАХ

Инициализация мультиплексора-распределителя осуществляется в 2 ре- жимах: а) инициализация со стороны канала 5; б) инициализация со сторон блока 1 блока хранения видеоинформации.

Алгоритм работы мультиплексора- распределителя 4 при инициализации со стороны канала 5 приведен на фиг.11.

3 по шине 4-3.

s

JQ

15

20

25

30

35

40

45

0

5

сор-распределитель. Коды адресации каналов и операции прерывания длч m 7 приведены в таблице на фиг. 13.

АЛГОРИТМ РАБОТЫ МУЛЬТИПЛЕКСОРА-РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ 4 ПРИ ИНИЦИАЛИЗАЦИИ СО СТОРОНЫ БЛОКА 1 БЛОКА ХРАНЕНИЯ ВИДЕОИНФОРМАЦИИАлгоритм приведен на фиг. 12.

3или код операции Запись в блок 3.

4в блок 1 по шине 4-1.

Если мультиплексором-распределителем 4 по шине 1-4 был принят код операции Запись в блок 3, то этот код расшифровывается при выполнении операции 2 и следом выполняется операция 7, i

и установление связи с этим каналом.

об этом.

1 посылает управление по шине 1-3 в блок 3 и происходит запись данных в блок 3 из блока 7 через блоки 6 и 4 по шине 4-3.

Коды адресации каналов и коды операций на линиях шины 1-4 приведены в таблице на фиг. 14.

;Ф о р м у л а изобретения

Устройство формирования видеоинформации, содержащее операционный блок, блок внешней памяти, блок оперативной памяти, мультиплексор- распределитель и группу каналов выдачи видеоинформации, группа информационных входов-выходов каждого из которых соединена соответственно с группой входов-выходов мультиплек- сора-распределителя, первые и вторые входы-выходы которого соединены соответственно с первыми входами-выходами блока оперативной памяти и входами-выходами операционного блока первый вход которого является информационным входом устройства, второй вход, первый выход, третий вход и четвертый выход операционного блок соединены соответственно с входом

и выходом блока внешней памяти и входом и выходом блока оперативной памяти, второй вход-выход которого соединен с входом-выходом блока внешней памяти, каждый канал выдачи видеоинформации содержит канальный блок памяти, телевизионный приемник, блок выбора видеоинформации и цифроаналоговый преобразователь, отличающее ся тем, что,

5 0 5 0

о

5

с целью повышения быстродействия воспроизведения информации на каждом телевизионном приемнике, повышения быстродействия при повторных вызовах . на экран предыдущей видеоинформации и уменьшения зависимости скорости вывода видеоинформации на экран телевизионного приемника от работы других каналов выдачи видеоинформации группы, каждый из каналов выдачи видеоинформации группы содержит блок управления, первый и второй адресные выходы которого соединены соответственно с первым и вторым адресными входами канального блока памяти, информационный выход которого соединен с информационным входом цифро- аналогового преобразователя, выход которого соединен с входом видеосигнала телевизионного приемника, вход синхронизации которого соединен с выходом сигнала синхронизации блока управления, вход и .выход данных которого соединены соответственно с информационными выходом и входом канального блока памяти, входы записи- чтения, стробирования и тактовый которого соединены с соответствующими выходами блока управления, выход управления клавиатурой и вход данных с клавиатуры которого соединены соответственно с входом управления клавиатурой и выходом выдачи команд клавиатуры блока выбора видеоинформации, выходы управления печатью и вывода данных на печать блока управления являются соответствующими выходами канала выдачи видеоинформации .

лет

}

Фш.г

iruirinjiriJinjinjirLnjii

IMIIIIMIIIIIIIIIIIMIIIIIIMIIIIIIIIllllllllllll

HI zil

5С

ОХ С.

;y;LJTJTJiJi

QW

rTUTLJTL- - Jz JTTUTiirL JT LTpTir

-44 WT -ЛУ

г.51

//f/77

Фиг. 10

1

начало

Фиг. 12

Фиг. /J