Запоминающее устройство с многоформатным доступом к данным Советский патент 1991 года по МПК G11C11/34 

Изобретение относится к вычислительной технике, может быть использовано для построения блоков памяти с повышенным быстродействием для систем обработки, распознавания и генерации изображения и является дополнительным к авт. св. М 1355997.

Цель изобретения - повышение быстродействия запоминающего устройства за счет обеспечения возможности ускоренной записи перекрывающихся массивов информации, поступающих в виде данных различного формата.

На фиг. 1 представлена структурная схема запоминающего устройства; на фиг. 2 - пример реализации блока управления доступом к данным; на фиг. 3-5 - примеры последовательной записи в запоминающее устройство трех областей данных, соответствующих им информационных рельефов, признаков однородности и признаков занятости для различных форматов обращения к данным.

Запоминающее устройство с многоформатным доступом к данным содержит регистр адреса, состоящий из регистра 1 координаты X и регистра 2 координаты Y, регистр 3 Формата и регистр 4 данных, уп- равлгющие входы которых соединены вместе и являются входом Чтение устройства, а выходы - соответственно выходами Формат и Данные устройства, первый мультиплексор 5. первый вход которого является входом Формат устройства, второй мультиплексор 6, первый вход которого является входом Данные устройства, блок 7 памяти данных, шифратор 8, блоки 9i-9n управления доступом к данным, первые управляющие входы которых соединены с первым управляющим входом блока 7 памяти данных и подключены к входу Запись устройства, вторые управляющие входы соединены с вторым управляющим входом блока 7 памяти данных и управляющими входами первого 5 и второго 6 мультиплексоров и подключены к входу Тип обращения устройства, блоки 10i-10n признаков

v

е

о го

&

ю

ON

hO

занятости,- инермационные входы которых объединены и являются входом Запись/стирание устройства, адресные входы соединены с входом Запись устройства, и третий мультиплексор 11. выход которого является выходом Признак занятости устройства, а управляющий вход является выходом Формат устройства, дешифратор 12.

Каждый из блоков 9i-9n управления доступом к данным содержит элемент ИЛИ 13, элемент НЕ 14, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15, элементы ИЛИ 16 и 17, блок 18 памяти, элементы И 19, 20.

Регистры 1 и 2 координат X и Y соответственно предназначены для хранения координат ячейки памяти запоминающего устройства, к которой производится обращение с целью записи или считывания дан- ных. Регистр 3 формата служит для хранения текущего значения формата записываемых или считываемых из запоминающего устройства данных. Регистр 4 данных служит для временного хранения считываемых или записываемых данных.

Мультиплексоры 5 и 6 в зависимости от значения сигнала на вход Тип обращения устройства (если О - выполняется запись данных, 1 - чтение) коммутируют на вход регистра 3 формата и регистра 4 данных либо считывают из запоминающего устройства.

Блок 7 памяти данных служит для хранения записанных в запоминающее устройство данных.

Шифратор 8 формирует из унитарного кода, поступающего на его вход, значения формата считываемых данных.

Дешифратор 12 на основе поступающего на его вход значения формата формирует унитарный код, отдельные разряды которого поступают на информационные входы блоков 18 памяти в качестве признаков однородности.

Блоки управления доступом к данным предназначены для хранения информации о форматах данных, записанных в запоминающее устройство, и соответствующего управления адресацией блока 7 памяти данных. При этом каждый из блоков управления реализует один из возможных форматов доступа, причем блок 9i управления доступом реализует формат с наименьшим размером блока данных, а блок 9п формат с наибольшим размером блока данных, равным 1 /4 объема всего блока 7 памяти данных.

Блок 18 памяти хранит однобитовые признаки однородности для всех данных соответствующего формата при этом однородность блока данных задается 1. В блоке 9п управления доступом блок 18 памяти является фактически триггером, хранящим признак однородности для всего блока 7

памяти данных.

Элементы И 19, 20 и ИЛИ 13. НЕ 14 образуют коммутатор, который в зависимости от сигнала на входе Тип обращения коммутирует на выход элемента ИЛИ 13

признак однородности, записываемый в блок 18 памяти, если производится запись данных, либо считываемой из блока 18 памяти признака однородности, если производится чтение. Другая функция состоит в

том, что элементы образуют приоритетную цепочку, запрещающую появление О на выходах всех элементов ИЛИ 13 блоков 9j

управления доступом (1 1m - 1), если на

выходе элемента ИЛИ 13 блока управления

доступом (2 m п) появился единичный признак однородности. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 15 единичный сигнал формируется только в том случае; если на выходе элемента ИЛИ 13 данного блока

управления доступом единица появилась на приоритетной цепочке впервые. На соответствующих выходах остальных блоков управления доступом будут формироваться О. Полученный таким образом код (унитарный)

поступает на вход шифратора 8.

Элементы ИЛИ 16 и 17 связаны с блоком 7 памяти данных таким образом, что если с выхода элемента ИЛИ 13 поступает нулевой сигнал, то значения адресных разрядов проходят на выход элемента ИЛИ 16 и элемента ИЛИ 17 без изменения, а если поступает единичный сигнал, являющийся признаком однородности, то значения всех адресных разрядов устанавливаются равными единице. Таким образом, если некоторый блок данных является однородным, то соответствующее значение данных записывается в ячейку с адресом, максимальным для данного блока данных.

5Блоки 10i-10n хранят однобитовые признаки занятости для всех блоков данных соответствующего формата, при этом занятость блока данных задается 1. В зависимости от сигнала Запись на входе

0 устройства на выходах блоков 10i-10n признаков занятости формируются признаки занятости для блоков данных, к которым произведено обращение при записи данных. Причем, если признак занятости для

5 определенного формата данных равен Г, то признаки занятости форматов большей размерности также равны 1.

Мультиплексор 11 в зависимости от формата данных коммутирует на выход устройства признак занятости для данного формата.

Запоминающее устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии во всех ячейках блоков 18 памяти каждого из блоков 9i-9n управления доступом к данным записаны нулевые значения. На фиг. 1 и 2 цепи исходной установки в нуль не показаны. Исходное обнуление блоков 18 памяти может быть выполнено записью некоторого знлчения в каждую ячейку запоминающего устройства в формат F 0, если F - значение формата доступа. При этом для обнуления блоков признаков занятости на вход Запись/стирание устанавливается значение О.

Для записи в запоминающее устройство информации, представляющей собой изображение, состоящее из, например, закрашенных многоугольников, которые могут перекрываться, накладываясь друг на друга, генерацию необходимо начинать с наиболее приоритетной области (например, наиболее близких к наблюдателю граней при отображении трехмерных объектов). При этом процесс записи осуществляется следующим образом. На входе Тип обращения устройства устанавливается уровень О, переключающий блоки 9i-9n управления доступом, блок 7 памяти данных и мультиплексоры 5 и 6 на прием входной информации. Затем соответствующие значения заносятся в регистры 1 и 2 координат X и Y соответственно, регистр 4 данных и регистр 3 формата. В соответствии со значением формата дешифратор 12 вырабатывает при F 1 единичное значение на одном из выходов, например на выходе (1 m S n). С помощью схем блоков 9i-9m управления доступом на m адресных входах, соответствующих младшим разрядам адреса, блока 7 памяти данных устанавливаются единичные значения во всех разрядах адреса и, таким образом, осуществляется адресация к той ячейке памяти, адрес которой является максимальным для соответствующего данному формату блока данных. По сигналу на входе Запись устройства в указанную ячейку записывается значение данных, а в блоке 18 памяти блока 9т фиксируется формат путем занесения по соответствующему адресу единичного признака однородности. В остальных блоках управления доступом записываются О. В блоках 10i-10n признаков занятости записываются единичные признаки для форматов данных, имеющих в себе ячейку памяти, в которую записаны данные, зафиксированные признаком однородности. На этом запись слова данных в запоминающее устройство заканчивается. Следующая запись возможна при условии, что признак занятости для блоков памяти 5 формата, в котором происходит обращение, по соответствующему адресу будет иметь значение О.

Для чтения данных из запоминающего устройства на вход Тип обращения уста- 10 навливается уровень 1, переключающий блоки управления доступом, блок 7 памяти данных и мультиплексоры 5 и 6 на чтение данных из устройства. В регистры 1 и 2 координат X и Y соответственно заносят- 15 ся координаты считываемой ячейки памяти, в соответствии с которыми из блоков управления доступом считываются значения признаков однородности и, если среди них есть хотя бы один единичный признак,

0 при помощи элементов 16 и 17 ИЛИ в каждом из блоков управления доступом (т - номер наиболее приоритетного из тех блоков управления доступом, из которых были считаны единичные значения) соответ5 ствующим образом корректируется значение адреса, поступающее на адресные входы блока 7 памяти данных. При этом из блока 7 памяти данных будет считано значение не из начально адресуемой ячейки, а из

0 той, адрес которой является максимальным для того блока однородных данных, к которому принадлежит начально адресуемая ячейка. По сигналу на входе Чтение устройства произойдет запись считанного зна5 чения данных в регистр 4 данных, сформированного блоками управления доступом и шифратором 8 значения формата - в регистр 3 формата. На этом чтение заканчивается. Значение формата F.

0 1 говорит о том, что считанное из запоминающего устройства значение данных присвоено группе соседних ячеек памяти, в состав которой входит и адресуемая ячейка, причем на размер группы однозначно ука5 зывает считанное значение формата. Необходимость считывания значений, записанных в остальные ячейки при этом отпадает.

Суммарная емкость блоков 10 призна0 ков занятости будет небольшой по сравнению с емкостями блоков 7 памяти данных и будет равна суммарной емкости памяти блоков управления доступом к данным. В примере на фиг. 3-5 представлен про5 цесс последовательного формирования фрагмента изображения, состоящего из перекрывающихся областей А, В и С. Первой записывается область А (фиг. 3). Так как для данного фрагмента изображения в целом в исходном состоянии признак занятости отсутствует, то запись области А производится без дополнительного анализа признаков занятости. При записи области В (фиг. 4) полный анализ признаков занятости делается только для тех участков, на которых имеет место несовпадение признаков занятости и однородности. Аналогично происходит при записи области С (фиг. 5). При этом многократно сокращается время анализа признаков занятости и, соответственно, повышается быстродействие запоминающего устройства.

Таким образом, при сравнительно небольших дополнительных аппаратурных затратах предложенное устройство позволяет с более высокой скоростью записывать перекрывающиеся массивы информации, поступающие в виде данных различного формата, что при работе с двумерными изображениями позволяет повысить суммарное быстродействие запоминающего устройства за счет сокращения времени на анализ уже сформированной части изображения при записи новых областей, которые

смогут перекрываться с ранее записанными.

Формула изобретения Запоминающее устройство с многоформатным доступом к данным по авт. св. № 1355997, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в него введены третий мультиплексор и N блоков признаков занятости,

информационные входы которых объединены и являются входом Запись/стирание устройства, адресные входы блоков признаков занятости соединены с выходами соответствующих разрядов регистра адреса,

управляющие входы блоков признаков занятости подключены к входу Запись устройства, выходы блоков признаков занятости подключены к информационным входам третьего мультиплексора, управляющий вход которого соединен с выходом ре- гистра формата, выход третьего мультиплексора является выходом Признак занятости устройства.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения блоков памяти с повышенным быстродействием для систем обработки, распознавания и генерации изображения. Цель изобретения - повышение быстродействия запоминающего устройства с много- форматным доступом к данным за счет обеспечения ускоренной записи перекрывающихся массивов информации, поступающих в оиде данных различного формата. Устройство позволяет повысить суммарное быстродейстиие за счет сокращения времени на анализ уже сформированной части изображения при записи новых областей, которые смогут перекрываться с ранее записанными. 5 ил.

warn Кпподинпта У

Координатах

Запись/ у Стиранием

Тип обращения данные I X JT1

пз

Фиг.З