Устройство для ввода видеосигнала в память ЭВМ Советский патент 1989 года по МПК G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для ввода стандартного видеосигнала, формируемого телевизионной камерой, в электронную вычислительную машину (ЭВМ) типа СМ ЭВМ

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности работы устройства.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства ввода стандартного телевизионного сигнала в память ЭВМ; на фиг.2 - функциональная схема селектора синхросмеси; на фиг.З - принципиальная схема генератора; на фиг.4 - функциональная схема блока синхронизации ввода кадра; на фиг. 5 - функциональная схема блока синхронизации ввода строки; на фиг. 6 - функциональная схема блока связи с ЭВМ; на

фиг. 7 - временная диаграмма работы селектора синхросмеси; на фиг, 8 - временная диаграмма формирования сигналов синхронизации активных . строк; на фиг. 9 - временная диаграмма формирования слова в буферном регистре.

Устройство (фиг.1) ввода стандартного телевизионного сигнала в память ХЭВМ ( микроэвм ) содержит два компаратора 1 и 2, входы которых объединены и являются входами данных устройства. Выход первого компаратора соединен с входом селектора 3 синхросмеси, Выход второго компаратора соединен с входом амплитудного квантователя 4. Первый выход селектора 3 синхросмеси соединен с входом генератора 5, информационным входом 1 блока 6 синхронизации ввода кадра.

блока 7 синхронизации ввода строки, первым входом элемента ИЛИ 8 и информационным входом 2 блока 9 связи с ЭВМ, Второй выход селектора 3 синхро- смеси соединен с первым установочным входом 2 блока 6 синхронизации ввода кадра, Быкод генератора 5 соединен с тактирующим входом 3 блока б ронизации ввода кадра. Второй устано- вочный вход 4 блока 6 синхронизации ввода кадра является первьш управляю™ щим входом устройства. Выход блока б синхронизации ввода кадра соединен со счетньм входом 2 блока 7 синхрониза- -ции ввода строки и с первым тактйрую- щим входом 2 блока .9 связя с ЭВМ Второй тактирующий вход 3 блока 9 связи с ЭВМ является вторым управляю- пщм входом устройства Выходы блока 9 связи с ЭВМ являются управляющими выходами устройства, , ,

Второй вход элемента ИЛИ 8 соеди - нен с выходом одновибратора 10, вход .к.оторого соединен с выходом второго . счетчика И, Вьрсод элемента ИЛИ 8 соединен с установочным входом 3 блока 7 синхронизации ввода строки, а вторым входом второго.счетчика. П , с входом установки в О .формировате ля 12 слоев, вторым входом аервого счетчика 13. и с входом элемента.НЕ 14 Выход блока 7 .сннхронизащш- ввода строки соединен с первым входом элемента И 15 1И с первым входом первого счетчика 13. Выходы счетчика 13 соеди нены с входами дешифратора 16, Вход синхронизации дешифра тора 16 соеди йен с выходом элемента - Второй вход элемента И 15 соединен с выходом элемента НЕ t4o Шестнадцать выходов дешифратора 16 соединены с соо.тветст- вуюярми .входами формиро.ва-теля 12 . слоев, кроме того, шестнадцатый вьг- 5СОД дешифратора 16 соединен с третьим тактируюш 1М входом -А. блока- 9 связи с ЭВМ и первым входом второго счетчи- ка 11 Информационный вход формирователя 12 слов соединен с выходо.м амг. плитудного квантователи 4, Выхода формирователя 12 слов соединены с соответствующими входами буферного ре- гистра J7, вход синхронизации которого соединен с 5-м выходом блока связи с ЭВМ, Вьщоды буферного регистра 17 являются выходами данных устройства,. ,

Первый компаратор 1 вьшолнен по известной схеме амплитудного селектора.

. 0

д д j ;

5

0

5

Второй компаратор 2 выполнен по известной схеме эмиттерного повторителя. Его режим выбран так, что уровень синхронизирующих импульсов полного телевизионного сигнала выходит за пределы Линейного участка рабочей характеристики.

Селектор 3 синхросмеси (.фиг,2 построен по известным принципам и содержит первый одновибратор 18, вход которого соединен с первым входом первого элемента И 19, первым йходом второго элемента И 20 и является Bxo-j дом селектора синхросмеси. Выход первого одновибратора 18 соединен с инверсным входом второго одновибратора 21, Выход второго одновибратора

21соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого является входом третьего одновибратора 22 Прямой вь1ход трегтьего одновибратора

22является вторым выходом селектора сянхросмеси. Инверсный выход третьего ояяовнбраторй 22 является вторым входом второго алемента И 20, выход которого является первым выходом се- . лекторе синхроемеси.

Амплитудный квантователь 4 содержит виДебусилитель выполненный по известной схеме, вход которого является входом амплитудного квантователя 4 , Выход видеоусилителя соединен с триггером Шмидта, выход которого являетсй выходом амплитудного квантователя 4, .

Генератор (фиг«3) выполнен с ис- иользоаандем известньвс элементов: резисторов R 1, R 2, емкостей С I, С 2, кварца К, На один из входов элемента ; 2f совпадения подается сигнал, разрешающий генерацию. Этот вход является &ХОДОМ: генератора 5 На приве- день дстиналЬ элемейтов R, С и К,

Влок 6 синхронизации ввода (фиг,4) содержит счетчик 23, счетньй вход которого явдяется информационным входом блока синхронизации ввода кадра, а вход. Сброса является пер- вйм установочным входом блока 6 синх- рониаалщи ввода кадра и соединен с первым входом первого эяемента И 24, Второй вход первого элемента И 24 является вторым установочным входом блока 6 синхронизации ввода кадра и также соединен с инверсным R-входом первого BS-триггера 25« Выход счет- i чика 23 соединен с Н-аходом второго RS-триггера 26, а З-входа обоих триггеров объединены и соединены с выходом первого элемента И 2А, Выход первого RS-триггера 25 и инверсньш выхо второго RS-триггера 26 являются первым и вторым входами второго элемент И 27, третий вход которого является тактирующим входом блока 6 синхронизации ввода кадра, а выход является выходом блока 6 синхронизации ввода кадра.

Блок 7 синхронизации ввода строки (фиГоЗ) содержит счетчик 28, счетный вход которого является счетным входом блока 7 синхронизации ввода стро ки и соединен с первым входом элемента И 29, а вход Сброса является установочным входом блока синхронизации ввода строки. Выход счетчика 28 соединен с R-входом RS-триггера 30, S-вход которого является информационным входом блока синхронизации ввода строки, а инверсный выход соединен с вторым входом элемента И 29 j Выход элемента И 29 является выходом блока 7 синхронизации ввода строки,

Блок 9 связи с микроэвм (фиг. 6) содержит элемент НЕ 31, вход которог является информационным входом блока связи с ЭВМ, а инверсный выход соеди нен с инверсным R-входом D-тригге- ра 32, С-вход D-триггера 32 является первым тактирующим входом блока 9 связи с ЭВМ, а. инверсный выход является первым выходом блока 9 связи с ХЭВМ и соединен с инверсным входом одновибратора 33. Выход одновибр.ато- ра 33 соединен с первым входом эле- .мента ИЛИ ЗА, с С-входом D-триггера 35 и является третьим выходом блока 9 связи с ЭВМ. Выход D-триггера 35 является вторым выходом блока 9 связи с ЭВМ Инверсный выход одновибратора 36 соединен с входом одновибратора 37, выход которого является пя- тым выходом блока 9 и соединен с входом одновибратора 38, инверсный выход которого соединен с инверсным R-входом В-триггера 35 и через элемент НЕ 39 - с вторым входом элемен- та ИЛИ 34. Инверсный выход элемента ИЛИ 34 является инверсным R-входом D-триггера 40, С-вход которого является вторым тактирующим входом блока 9, а выход является четвертым вы- ходом блока 9 связи с микроЭВМ, Вход одновибратора 36 является третьим тактирующим входом блока 9 D-входы D-триггеров 32, 35 и 40 объединены

и на них подается высокий уровень напряжения (логическая единица),

Одновибратор 10, а также одновиб- раторы 18, 21, 22, 33, 37 и 38 выполнены по стандартной схеме.

Второй счетчик П, а также счетчики 23 и 28 представляют из себя последовательное соединение двух двоичных счетчиков.

Вход 2 второго счетчика II и входы сброса счетчиков 23 и 28 являются входом Установка О двоичных счетчиков. Выходом счетчиков П, 23 и 28 является одик из выходов двоичных счетчиков, соответствующий заданному коэффициенту счета. Для второго счетчика 11 выход соответствует пятому разряду счетчика (коэффициент счета 16), дпя 23 - седьмому разряд (коэффициент счета 64), для 28 - шестому разряду (коэффициент счета 32).

Формирователь 12 слов содержит шестнадцать D-триггеров, С-входы которых являются входами .формирователя слов, 0-входа1 объединены и являются информационным входом формирователя слов, инверсные R-входы установки в О объединены и являются выходом инвертора. Вход инвертора является входом установки в О формирователя слов о Выходы D-триггеров являются соответствующими выходами фopMli рователя 12 слов

Первый счетчик 13 выполнен по стандартной схеме. Вход 1 первого счетчика 13 является счетным входом элемента, а вход 2 первого счетчика является входом Установка Четыре выхода первого счетчика 13 соединены с входами соответствующих разрядов дещифратора 16,

Дешифратор 16 выполнен по стандартной схеме. Четыре входа являются входами дешифратора 16, инверсные входы дпя стробирования А 1 и А 2 объединены и являются выходом инвертора, вход которого является входом синхронизации дешифратора 16. Шестнадцать инверсных выходов дешифратора 16 являются его выходами.

Буферный регистр 1.7 выполнен по стандартной схеме и содержит йестнад- цать D-триггеров, D-входы которых являются соответствующими входами данных буферного регистра, а С-входы объединены и являются входом синхронизации буферного регистра. Выходы

D-триггеров являются соответствующими выходами буферного регистра.

Устройство в соответствии с вре менными диаграммами (фиг, 7 и 8) работает следующим образом.

Аналогично известному устройству полный телевизионный сигнал положительной полярности поступает на входы первого, и второго компараторов 1 и 2, которые выделяют синхросмесь и .видеосигнал. Видеосигнал поступает на амплитудный квантователь 4, в котором происходит его квантование на два уровня, Синхросмесь поступает на селектор 3 синхросмеси, где из нее выделяются кадровые и строчные синхроимпульсы. Работа селектора син фосме- си отобракается временными, диаграмма ми (фиг„7), Строчными синхроимпульса- ми производится синхронизация работы генератора 5, чем обеспечивается ио- стоянство на время ввода сигнала на- чальной фазы опорных колебаний относительно заднего фронта строчного синхроимпульса. Елок 6 синхронизации ввода кадра после прихода сигнала готовности начала обмена из микроЭВМ подготавливает устройство к работе и обеспечивает пропуск строк, не несу- щих информации об изображении После прихода кадрового синхроимпульса, следующего за сигналом готовности начала обмена из микроЭВМ, который поступает на первый управляюп51Й вход устройства, в блоке б включается схема задержки, выполненная на счетчике 23 и двух RS-триггерах 25 и 26, запрещающая прохождение сигнала опорной частоты от генератора 5 на число строк от конца кадрового си-нхроимг пульса; не несущих информации, как показано на фиг, 8. Сигнал опорной частоты, прошедший через блок 6 синхронизации ввода кадра, поступает на вход блока 7. синхронизации ввода строки, которьй запрещает прохождв - ние сигнала опорной частоты в момент окончания строчного синхроимпульса и до появления сигнала изображения, как показано на фиг,9, С выхода бло ка 7 сигнал опорной частоты поступае на счетчик 13, в котором преобразуется в параллельный код, управляющий дешифратором 16, Шестнадцать выхо- дов дешифратора управляют формирователем 12 слоя, в котором из последовательного бинарного сигнала, поступающего с выхода амплитудного квантователя 4, формируется шестнадцатиразрядное машинное слово, передаваемое в буферный регистр 17 для последующей записи через выходы данных устройства в канал микроЭВМ, С шестнадцатого выхода дешифратора 16 сигнал поступает на первый вход счетчика 11, где производится подсчет импульсов в соответствии с выбранные числом разложения строки на слова, по достижении которого через одно- вибратор 10 выдается сигнал установки в О, поступающий через схему ИЛИ 8 на третий вход блока синхронизации ввода строки, на второй вход счетчика 13, на вход установки в О формирователя 12 слов и на второ вход счетчика I1, чем подготавливаются блоки устройства к началу обработки следующей строки, С шестнадцатого выхода дешифратора 16 сигнал также поступает на четвертый вход бйока 9 связи с микроЭВМ, На третий вход блока 9 через второй управляющий вход устройства поступает сигнал запрета на обмен из микроЭВМ, наличи которого означает, что предыдущий цикл обмена в канале еще не завершился , Блок 9 связи с ЭВМ из строчного синхроимпульса, сигнала опорной частоты с выхода блока 6 синхронизации ввода кадра и сигнала запрета на обмен, поступающего на второй управляющий вход устройства из микроэвм, формирует на пе рвых ч.етырех управляющих выходах устройства сигналы управлешм прямым доступом к памяти. На пятом выходе формируется сигнал, поступаю- на вход синхронизации буферного регистра 16, по которому на выходах дйнных устройства появляется очередное слово для передачи в канал микроЭВМ,

В сравнении с известным предлагаемое устройство позволяет вводить информацию в канал мнкроЭВМ в -режиме йрямого доступа к памяти в реальном масштабе времена. Скорость ввода одного изображения увеличена в 100 раэ, а разрешение увеличено в 70 раз

Формула изобретения

1, Устройство для ввода вндеосиг- нала в память ЭВМ, содержащее два компаратора, селектор сннхросмеси, амплитудный квантователь, генератор, элемент И, счетчик, дешифратор, при

чем входы компараторов объединены и являются информационным входом устройства, выход первого компаратора соединен с входом селектор.а синхро- смеси, а выход второго компаратора соединен с входом амплитудного квантователя, выход элемента И, соединен с входом синхронизации дешифратора, входы данных которого соединены с выходами счетчика, отличающее с я тем, что, с целью повьше- ния быстродействия и точности устройства, в него введены блок синхронизации ввода кадра, блок синхрониза ции ввода строки, второй счетчик, одновибратор, элемент ИЛИ, элемент НЕ, блок связи с ЭВМ, формирователь слов и буферный регистр, причем первый выход селектора синхросмеси соединен с входом генератора, информационным входом блока синхронизации ввода: кадра, информационным входом блока синхронизации ввода строки, первьм входом элемента ИЛИ и информационным входом блока связи с ЭВМ, второй выход селектора синхросмеси соединен с первым установочным входо блока синхронизации ввода кадра, выход генератора соединен с тактирую- дам входом блока синхронизации ввода (кадра, второй установочный вход которого является первым управляющим входом устройства, выход блока синхрони вации ввода кадра соединен со счетны входом блока синхронизации ввода строки и йервым тактирующим входом блекла связи с ЭВМ, второй тактирующи вход которого является вторым управляющим входом устройства, и третий такти1 уюи51Й вход соединен с шестнадцатым выходом дешифратора и первым входом второго счетчика, четыре вы- являются соответствующими управ ляйщимй выходами устройства, а пятый выход сойдвйей с входом синхрониза- щш буферного регистра, выход одно

0

0

5

0

0

5

вибратора соедкпси с вторыь входом элемента ИЛИ, а персый вход элемента И соединен с выходом блока синхронизации ввода строки и первым входом первого счетчика,, выход эле. И соединен с входом синхронизации дешифратора, выход элемента И.ГО1 ссе,и- нен с входом установк формирователя слов, установочным пходом блока синхронизации ввода строги, втор. им входом первого и второго счетчиков, входом элемента НЕ, выход которого соединен с вторым входом элемента И, выход второго счет П ка соедике с входом одновибратора 5 инфop saциoпный вход формирователя слов соединен с выходом амплитудного квантователя, управляюЕЦиа входы формироватепя слов соединены с соответствующими выходами дешифратора, а выходы соедннегм с соответствую1щ.ми информационными входами буферного- регистра, выходы которого являются информацион1а М11 выходами устройства.

2 о З стройство по п, , о т л и - чающееся тем, что блок синхронизации ввода кадра содержит счетчик, счетгмй вход которого является информационным входом блока, а установочный вход, являю1Г ;ийся первым установочным входом блока,соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным R-входом первого RS-тригГв- ра и является вторым установочн1-11м входом блока, выход Счетчика соединен с R-входом второго RS-триггера, S-вход которого соединен с S-входом первого RS-триггера и выходом первого элемента И, выход первого RS-триггера, инверсньй выход второго SS- тригрера соединегы соответственно С первым и .вторым входа -ш второго элемента И, третий вход которого является тактирующим входом блока.

Вход, данHtfX

ti ИпраВляюсиие tt/xoSbi

зУ Второй праВмющий

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для ввода видеосигнала от телевизионной камеры в память ЭВМ. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности ввода. Устройство содержит два компаратора, селектор синхросмеси, амплитудный квантователь, генератор, блок синхронизации ввода кадра, блок синхронизации ввода строки, блок связи с ЭВМ, два счетчика, дешифратор, формирователь слов, одновибратор, буферный регистр. За счет аппаратурной реализации операций сбора и упаковки отсчетов видеосигнала достигается высокая производительность устройства. 2 з.п. ф-лы, 10 илл.

/5

Н 21

С1(б8н) к(ботт) -Hh-toi -1

/г Г47о;

Щ

C2(6Sff)

-IH-

jeniii

гг

h

22

Й2()

t

12

а

/3

1л

51J

/

четный. Bxffd

Вход

15

2f

Счет, Вход

BKoff

C/fOC

высокий уревет напряжения

1

ФЯ

5

te

D 35 С

4С

i --

D

Tt.

Вход селекто/за синхросмеси

1520562

Ура8ниИа- Кадровый Стр01 ные синхро-ющие им- синхро- импульсы пульсы иппдльс

wm

1Ш№

Виход odw8u6pa moflofs

Вылод odffo9itS/}a- тора f9

Выход схемы и 13

Выход одно9и6ро- тора 22

Индейс ый бы код одновиоратора 22

Выход схепы и 2Q

romolHOCmt начала адненв из звн

Kadpohit niHxpo- инпул&сы

П

П П П П П -in

11

11

11

II

I { I I

Поопип строя, I не несущих информации

m

1Ш№ии

т

Ud

U

фуе.7

я

П П П

11

II

I { I I

И

I И I П IHIIIlii |М

Фи$.Й