Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки Советский патент 1991 года по МПК G06F3/153 

СП

с

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения устройств отображения графической информации, например в цифровых осциллографах. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства, которая достигается введением счетчика координаты X, второго регистра координаты Y и соответствующих функциональных связей. Изобретение позволяет отображать форму исследуемого сигнала, делать отметки в характерных точках графика и с высокой скоростью менять информацию на экране, т. е. производить отображения в динамике. 2 ил.

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для построения устройств отображения графической информации, например в цифровых осциллографах.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - примеры структурной схемы преобразователя кодов.

Устройство содержит блок 1 управления, счетчик 2 координаты X, первый 3 и второй 4 регистры координаты Y, мультиплексор 5, блок 6 памяти, преобразователь 7 кодов, регистр 8 сдвига, регистр 9 вывода, регистр 10 ввода, шинный формирователь 11, блок 12 синхронизации, генератор 13 кадровой и строчной разверток, видеоусилитель 14, электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 15. На фиг. 1 позицией 16 обозначен микропроцессорный блок, позицией 17 блок микропрограммного управления, пози: цией 18 - управляющий регистр блока микропрограммного управления, позициями 19-22 - соответственно генератор тактовых импульсов, счетчик точек, счетчик строк, формирователь синхросигналов блока синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

Блок 17 микропрограммного управления представляющий собой распределитель сигналов на 16 тактов, постоянно формирует управляющие сигналы, определяющие цикл работы блока 6 памяти, который состоит из двух интервалов: постоянно имеющего место во время прямого хода строчной и кадровой развертки интервала подготовки отображаемой информации для выполнения регенерации изображения (во время об- ратного хода интервал подготовки отсутствует) и интервала времени для обрао

00

ю чэ ю

vl

ботки информации в блоке 6 памяти микропроцессорным блоком 16 по мере обращения.

В интервале подготовки отображаемой информации для регенерации блок 12 синхронизации определяет адрес отображаемого слова в блоке 6 памяти и производит обращение к нему через мультиплексор 5 с целью чтения очередного слова (двух байт) данных, которое в следующем цикле отображается на экране ЭЛТ 15. Считанная информация ЗУР заносится в регистр 8 сдвига, с помощью которого преобразуется в последовательность видеосигналов, поступающих на вход видеоусилителя 14. К моменту времени, когда информация регистра 8 последовательно преобразована в видеосигналы, блоком 12 синхронизации совместно с блоком 17 микропрограммного управления подготавливаются следующие два байта информации и заносятся в регистр 8, образуя таким образом непрерывную последовательность видеосигналов во время прямого хода разверток. На входы генератора 13 кадровой и строчной разверток из блока 12 синхронизации поступают синхронизирующие сигналы кадровой и строчной разверток.

Время преобразования слова данных в последовательность видеосигналов гораздо больше, чем время, необходимое для подготовки следующего слова, и поэтому остальное время цикла отображения отводится для обработки информации микропроцессорным блоком 16 в блоке 6 памяти, которая определяется заданием кода операции блоку 17 микропрограммного управления. Возможны следующие операции: запись байта в блок 6 памяти; чтение байта данных блока 6 памяти; установка любого бита в байте, находящегося в блоке 6 памяти, позволяющая произвести отображение одного элемента на экране ЭЛТ; очистка указанного бита в байте блока 6 памяти, производящая стирание одного элемента отображения; очистка-установка заданных битов информации, находящихся в блоке б памяти ЗУР, в результате которой в одном цикле отображения производится очистка одного бита информации и установка другого.

Микропроцессор, кроме указанных операций, производит обработку входной информации согласно алгоритмам работы устройства, представленным и оформленным в виде программного обеспечения, находящегося в блоке постоянной памяти микропроцессорного блока 16. Предполагается, что представленное устройство отображения используется в многомодульной

- системе, например восциллогоафе, где микропроцессор, наряду с задачей поддержке функционирования устройства отображения, выполняет такие же действия

по отношению к другим модулям, координирует их работу, при необходимости выполняя определенную последовательность действий при запуске, сборе, обработке информации, т. е. микропроцессор является

0 центральным управляющим элементом многомодульной системы, и действия, выполняемые в отношении устройства для отображения, являются лишь фрагментом в общем алгоритме работы системы.

5 Для выполнения записи байта информации в блок 6 памяти микропроцессором производятся следующие операции: запись адреса байта данных в счетчик 2 координаты X и первый регистр 3 координаты Y по

0 шине данных микропроцессора (информационный вход-выход блока 1 управления); загрузка записываемых данных в регистр 10 ввода через шину данных; установка кода операции байтовой записи в управляющий

5 регистр 18 блока микропрограммного управления.

После получения кода указанной операции блок 17 микропрограммного управления в текущем или очередном цикле

0 отображения формирует управляющие сигналы, которые обеспечивают запись байта данных, находящегося в регистре 10 ввода, со/ г-пжимое которого передается на информационный вход блока 6 памяти. Адрес

5 ячейки, в которую производится запись байта, определяется содержимым регистра 3 и старшими разрядами счетчика 2. Запись байта данных в блок 6 памяти производится в интервале времени, предназначенном для

0 обработки информации микропроцессором. В конце указанного интервала управляющий регистр 18 устанавливается в исходное состояние. Время выполнения операции записи байта, как правило, равно половине

5 времени одного цикла отображения.

Для выполнения чтения байта из блока 6 памяти программно производятся следующие действия: загрузка адреса байта данных в счетчик 2 и регистр 3; установка кода

0 байтового чтения в управляющий регистр 18; чтение полученного байта данных из регистра 9 вывода в микропроцессор пд шине данных.

После получения кода операции байто5 вого чтения блок 17 микропрограммного управления в текущем или очередном цикле отображения генерирует управляющие сигналы, которые обеспечивают чтение байта данных из блока 6 памяти, передачу его на входы и запись в регистр 9 вывода. При

обращении к регистру 9 вывода с целью чтения данных его содержимое передается через шинный формирователь 11 на шину данных для последующего считывания в микропроцессор. В конце выполнения операции, как и в случае других операций, управляющий регистр 18 возвращается в исходное состояние, операции байтового чтения или записи используются для оперативного до.: ;упа к байту данных, находящегося в 6 памяти, например при выполнении его диагностики.

Для выполнения операции установки бита микропроцессором производятся следующие действия: запись адреса бита, определяемого координатами X и Y элемента отображения в счетчик 2 и регистр 3; установка в управляющий регистр 18 кода операции установки бита.

После получения указанного кода блок 17 микропрограммного управления в текущем или очередном цикле формирует управ- ляющие сигналы, которые обеспечивают чтение байта данных из блока 6 памяти, в котором находится указанный бит, передачу и запись в регистр 9 вывода, содержимое которого поступает на вход преобразователя 7 кода, преобразование преобразователем 7 байта, заключающееся в установке бита в единицу, определяемого младшими разрядами координаты X (остальные разряды байта данных передаются без изменения), и передачу на вход блока 6 памяти с последующей записью по указанному адресу. В данном случае выполняется цикл чтение-модификация -запись, при котором производятся чтение байта данных по определенному адресу, изменение его - битовая установка или очистка, запись полученного байта данных по прежнему адресу. При этом адрес байта определяется как конкатенация содержимого регистра 3 и старших разрядов счетчика 2. Младшая часть координаты X определяет номер бита в байте. После выполнения операции производится установка в исходное состояние управляющего регистра 18.

Для выполнения операции очистки бита микропроцессором выполняются действия, аналогичные для операции установки бита, за исключением того, что в управляющий регистр 18 заносится код операции битовой очистки, далее выполняются те же действия, что и при битовой установке. Отличие заключается в том, что преобразователь 7 кодов производит очистку бита в байте (установку в ноль) определяемого состоянием младших разрядов счетчика 2, Таким образом обеспечивается выполнение цикла чтение-модификация-запись.

Преобразователь 7 кодов работает в од ном из следующих режимов: передачи содержимого регистра 9 вывода на вход блока 5 памяти с установкой в единицу опредолен- 5 ного бита содержимого регистра 9 вывода; передачи содержимого регистра 9 выводл на вход блока 6 памяти с очисткой определенного бита содержимого регистра 9 вывода.

0Режимы установки и очистки битов используются для выполнения действий по отображению некоторых графических элементов, например маркеров на отображаемом -сигнале, при изменении положения

5 которых необходимо выполнить операции по очистке и установке нескольких элементов отображения.

Для выполнения режима установки бита в ноль или единицу отводится шесть так0 тов в цикле отображения, для режима записи или чтения байта данных - три такта, для подготовки данных для регенерации используются также три такта.

Для режима очистки-установки битов

5 микропроцессор выполняет следующие действия: запись Y-координаты бита, подлежащего очистке, в регистр 3 (значение Х-ког ординаты остается прежним); загрузку Y-координаты бита, подлежащего установ0 ке, в регистр 4; установку в управляющий регистр 18 кода операции, указывающего на выполнение режима очистки-установки битов.

После получения указанного кода блок

5 17 микропрограммного управления формирует сигналы, необходимые для выполнения режима очистки бита (установки в ноль), определяемого содержимым регистра 3 и счетчика 2, а затем в этом же цикле отображения

0 производят установку бита в единицу с координатами, определяемыми содержимым регистра 4 и счетчика 2. Таким образом, указанный режим представляет собой режим по очистке и установке битов, выполня5 емых последовательно в одном цикле отображения и занимающих 12 тактов. В конце выполнения данной операции происходит увеличение на единицу значения счет- чика 2, тем самым обеспечивается

0 возможность проведения вышеперечисленных действий над элементами отображения с другой Х-координатой. Данный режим наиболее эффективен для выполнения смены отображаемой информации.

5 Таким образом, введение счетчика 2 и регистра 4 позволяет одновременно загружать в регистры 3 и 4 для одного цикла отображения Y-координаты элементов, подлежащих стиранию и установке (Х-коорди- ната элементов формируется аппаратно с

помощью счетчика 2). За счет этого повышается быстродействие устройства.

Формула изобретения Устройство .для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), содержащее блок управления, первый регистр координаты Y, мультиплексор, блок памяти, преобразователь кодов, регистр вывода, регистр ввода, шинный формирователь, регистр сдвига, генератор кадровой и строчной разверток, блок синхронизации, видеоусилитель, информационный вход которого соединен с выходом регистра сдвига, информационные входы которого соедине- 1 ны с выходами блока памяти, адресные входы которого соединены с выходами мультиплексора, первые информационные входы которого соединены с первым и вторым выходами блока синхронизации, третий и четвертый выходы которого соединены с синхровходами генератора кадровой и строчной разверток, выходы которого соединены с отклоняющей системой ЭЛТ, модулятор которой подключен к выходу видеоусилителя, вторые информационные входы мультиплексора соединены с выходом первого регистра координаты Y, выход преобразователя кодов подключен к информационному входу блока памяти, соединенному с выходом регистра ввода, информационный вход которого соединен с информационным входом первого регистра координаты Y, подключен к информационному входу-выходу блока управления, информационный вход которого является информационным входом устройства, информационный вход преобразователя кодов подключен к выходу регистра вывода, соединенному с информационным входом шинного формирователя, выход которого подключен к информационным входам-выходам устройства, информационные входы регистра вывода соединены с выходами

блока памяти, управляющие чходн второго соединены с выходами группы бпоо ления, тактовый, адресный и первый и п п- рой управляющие входы котип-i

соединены соответственно с пятым, i/ec тым и седьмым выходами синх-рсни зации и выходом мультиппексора, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления второй

и третий выходы которого подключены к первому и второму управляющим входам первого регистра координаты Y, первый и второй управляющие входы преобразователя кодов соединены с четвертым и пятым

выходами блока управления, шестой выход которого соединен с первым управляющим входом регистра вывода, второй управляющий вход которого подключен к выходу мультиплексора, седьмой выход блока управления подключен к управляющему входу регистра сдвига, тактовый вход которого соединен с пя гым выходом блока синхронизации, управляющий вход шинного формирователя соединен с восьмым выходом блока управления, девятый и десятый выходцы которого соединены с первым и вторым управляющими входами регистра вво- дл отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно содержит

счетчик координаты X и второй регистр координаты Y, выходы которых соединены с вторым информационными входами муль- тип/ гора, выходы счетчика коодинаты X соединены с адресными входами преобразоеателя кодов, информационные входы счетчика координаты X и второю регистра координаты Y соединены с информационным входом-выходом блока управления, одиннадцатый и двенадцатый выходы которого соединены с управляющим и тактовыми входами счетчика координаты X, первый и второй управляющие входы второго регистра координаты Y соединены с тринадцатым и третьим выходами блока управления.

- -Цд-1§

мш1Т- -

-,1

ф

жхЈ.. K 4

-8 S

§

I

I

4

Ъ Cfr

1л

Ni

/.662891