Устройство для вывода графической информации Советский патент 1992 года по МПК G09G1/16 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может использоваться для вывода графической информации в системах автоматического проектирования и при обработке графических данных.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

На чертеже представлена структурная схема устройства для вывода графической информации.

Устройство для вывода графической информации содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2 точек, счетчик 3 строк, первый 4 и второй 5 дешифраторы, регистр 6 сдвига, первый 7 элемент И, первый 8 триггер, первый 9 сумматор, второй 10, третий 11, четвертый 12 и пятый 13 триггеры, телевизионный 14 индикатор, группу 15 элементов И, первый 16 счетчик импульсов, второй 17 сумматор, регистр 18 адреса, первый 19, второй 20, третий 21 и четвертый 22 регистры данных, первый 23, второй 24, третий 25 и четвертый 26 блоки сравнения, шестой 27 триггер, второй 28 и третий 29 элементы И, седьмой триггер 30, второй 31 счетчик импульсов, четвертый 32 элемент И, блок 33 памяти, коммутатор 34, восьмой 35 триггер, пятый 36 элемент И, группу шинных формирователей 37.

Следующими позициями обозначены 38 - шестой информационный вход, 39 - управляющие выходы, 40-адресный выход,

41- выход сигнала конца отображения,

42- управляющий вход устройства.

Устройство работает следующим образом (вербальное описание общего принципа функционирования устройства). Кадр разбивается на строки (2 строк в кадре), и каждая строка разбивается на 2е слов, каж- дое слово содержит 2Р точек, т.е. в целой строке содержится 2а точек.

Каждый кадр в памяти (их может содержаться много) имеет свой начальный адрес Анач. Поскольку каждый индивидуальный кадр может не занимать всего пространства телевизионного индикатора, для каждого кадра значения Ан, b - индивидуальны, однако для любого кадра справедливо выражение а р + с. Кроме того, поскольку кадр может начинаться не из верхнего левого угла экрана (как полный телевизионный кадр), то при выходе .информации данным устройством используются параметры К/ и Ку, соответственно отражающие величину смещения в словах выводимого изображения относительно левого края экрана и смещение в строках выводимого изображения относительно верхнего края экрана.

По окончании отображения очередного кадра устройство по сигналу на выходе 41 оповещает об этом ЭВМ. В том случае, когда новый кадр не отличается от ранее отображаемого (либо это тот же кадр, что и предыдущий, либо это один из имеющихся кадров памяти устройства, причем очередной кадр ЭВМ выводит на экран, совпадает с имеющимся в памяти устройства кадром), по управляющему входу 42 устройства ЭВМ сообщает об этом и вводит начальный адрес кадра, а далее вывод осуществляется устройством автономно, без обмена информацией (как данными, так и адресами) с ЭВМ, то есть, освобождаются на все время воспроизведения очередного кадра шины адресов и данных ЭВМ, что позволяет использовать их для выполнения других операций, тем самым значительно повысив производительность ЭВМ и связанных с. ней устройств в составе любой системы.

Если же новый кадр отличается от ранее воспроизведенного, то устройство осуществляет обмен данными с ЭВМ по формируемым адресам. При этом в устройстве по формируемым адресам осуществляется параллельная с процессом воспроизведения запись новой графической информации о новом кадре в блок памяти устройства, что обеспечивает в дальнейшем работу в автономном режиме.

Работа устройства в режиме, когда новый кадр отличается от кадров, имеющихся в блоке 33 памяти следующая. Генератор 1 импульсов формирует импульсы высокой частоты, соответствующей требуемой дискретизации растра экрана по горизонтали, которые поступают на вход счетчика 2 и на синхровход сдвигового регистра 6, осуществляя сдвиге нем информации, которая заносится в него параллельным кодом из памяти ЭВМ, Емкость регистра «равна разрядности слова памяти - 2. Коэффициент пересчета счетчика 2 точек соответствует телевизионному стандарту длительности телевизионной развертки. Сигнал с выхода старшего разряда счетчика 2 точек поступает на счетный вход счетчика 3 строк, который осуществляет пересчет строк изображения в кадре и имеет период пересчета, соответствующий длительности кадровой развертки - также стандартной. Сигналы с выходов счетчиков 2 и 3 поступают на входы первого и второго 4 и 5 дешифраторов. Первый дешифратор 4 формирует сигналы записи слова информации в сдвиговый регистр 6 (после вывода из регистра 6 очередного слова), переброса первого триггера 8, который разрешает прохождение видеосигнала регистра б через элемент

И 7 во время видимого хода луча кадровой и строчной развертки, и сигналы формирования строчного импульса, формируемого вторым триггером 10, импульса защитной строчной полосы, формируемого третьим триггером 11, кадрового импульса, формируемого триггером 12 и импульса кадровой защитной полосы, формируемого триггером 13. Полученные таким образом компоненты телевизионной синхросмеси, совместно с видеосигналом, поступающим от регистра 6 через элемент И 7, преобразуются сумматором 9 в стандартный телевизионный сигнал, поступающий на видеовход телевизионного индикатора 14. Сигналы с выходов дешифратора 5 поступают на элементы И 15, на которых под управлением этих сигналов, а также сигналов с триггеров 11 и 13, триггера 35 и элемента 29 И формируются сигналы запроса следующего слова от ЭВМ, причем запрос следующего слова памяти совмещен во времени со сдвигом предыдущего слова в регистр 6, При вводе нового (для устройства, т.е. не совпадающего ни с одним из имеющихся в блоке 33 памяти) кадра, триггер 35 находится в нулевом состоянии, т.е. от ЭВМ при новом кадре не поступает управляющего сигнала по входу 42, переводящего триггер 35 в единичное состояние. При этом положительный сигнал с инверсного выхода триггера 35, поступая на управляющий вход коммутатора 34, переключает его таким образом, что на выходы коммутатора коммутируются входы 38 от ЭВМ. Этот же сигнал, являясь управляющим для блока памяти 33, переключает его в режим записи. При этом при выводе очередного (рассматриваемого в данном случае) кадра графической информации в блок 33 записывается эта информация по адресам, формирование которых описывается ниже. Этот же сигнал (с инверсного выхода триггера 35) открывает формирователи 37, разрешая передачу в ЭВМ адресов запрашиваемых слов информации, и разрешает работу элементом 15 И, обеспечивая формирование запросных сигналов в ЭВМ на выдачу новых слоев информации по данному кадру.

Начальный адрес выводимого на экран массива АНач. заносится из ЭВМ в регистр адреса 18. В регистры данных 19-22 заносятся из ЭВМ (естественно, перед началом вывода информации по данному кадру) значения 2П, Кх, Ку, 2т

Код Кх в регистре 20 сравнивается в блоке 24 с кодом на выходе счетчика 2 точек. При совпадении этих кодов, импульс с выхода блока 24 устанавливает в 1 триггер 27. Аналогично, в блоке 25 сравниваются значения Ку и код на выходах счетчика

строк, при их совпадении CHI нал с выхода блока 25 устанавливает в 1 триггер 30. При единичных состояниях триггеров 27 и 30 сигналом с элемента 29 И разрешается про- 5 хождение импульсов на счет счетчика 16 через элемент 32 И, причем счетчик формирует часть адреса слова, запрашиваемого от ЭВМ. Сигналы с элемента 29 И формируют также разрешение на прохождение сигна0 лов запроса через элементы 15 И.

Адрес запрашиваемого слова имеет следующие составляющие: начальный адрес с регистра 18, и дополнительный адрес, формируемый счетчиками 16 и 31, которые

5 имеют соответственно а-р с и b двоичных разрядов. Результирующий адрес формируется на сумматоре 17 и через открытые шин- ные формирователи 37 поступает на адресный вход и адресную шину ЭВМ.

0 Адресные выходы счетчиков 16 и 31 поступают соответственно на вторые входы блоков сравнения 23 и 26, где сравниваются соответственно со значениями 2 и 2т, задающими размеры изображения. При сов5 падении выходного кода счетчиков 16 с 2П на выходе блока 23 образуется сигнал, сбрасывающий в нулевое состояние триггер 27 и счетчик 16, Этот же импульс, проходя через открытый сигналом с триггера 30 элемент

0 28, инкрементирует содержимое счетчика 26. При совпадении кода счетчика 31 с 2т, на выходе блока 26 формируется импульс, который сбрасывает в нулевое состояние триггер 30 и счетчик 31.

5 Одновременно с записью в регистр нового слова данных сигналом с соответствующего выхода дешифратора 4, соединенного с синхровходом регистра, осуществляется запись по требуемому адре0 су этого информационного слова в блок памяти 33, в котором по окончании данного кадра сформирована необходимая информация об этом кадре для его автономного воспроизведения.

5 В следующем (любом) кадре цикл установки и сброса триггеров 27 и 30 повторяется аналогичным образом.

Рассмотрим далее режим автономной работы устройства, когда требуется вывести

0 на экран информацию об одном из старых кадров, информация с которых уже имеется в памяти устройства (в блоке 33).

При этом ЭВМ по управляющему входу 42 устройства выдает сигнал, устанавлива5 ющий триггер 35 в единичное состояние. При этом коммутатор переключается сигналом с триггера 35 (его инверсного выхода) в состояние, когда на выходы коммутатора коммутируются выходы блока памяти 33. Блок памяти 33 переводится тем же сигналом в режим считывания. Этим же сигналом закрываются формирователи 37, отключаясь от шины адресов ЭВМ, и элементы 15 И, которые в течение данного кадра не выдают запросы в ЭВМ о новой информации. Остальная работа происходит аналогично, причем и в автономном режиме работы устройства от ЭВМ поступает информация о размерах и расположении кадра в регистры 18-22. Отличие от режима приема информации из ЭВМ заключается в том, что в данном режиме информация поступает от блока памяти 33.

По окончании отображения данного кадра (в автономном режиме) сигнал с триггера 13, проходя через открытый сигналом с прямого выхода триггера 35 элемент 36 И выдает разрешающий сигнал на запрос в ЭВМ информации о новом кадре.

Переход из режима в режим может осуществляться в любой момент времени между любыми двумя смежными отображаемыми кадрами.

Таким образом, устройство за счет обеспечения режима автономной работы при отображении кадров, не отличающихся от имеющихся в местной памяти, позволяет значительно разгрузить шины адреса и данных ЭВМ, что позволяет в свою очередь значительно повысить производительность ЭВМ и системы в целом за счет сокращения обращений к ЭВМ в процессе воспроизведения графической информации,

Формула изобретения Устройство для вывода графической информации, содержащее генератор импульсов, выход которого соединен со счетным входом счетчика точек, выход переполнения которого подключен к счетному входу точек строк, первый и второй дешифраторы, регистр сдвига, с первого по четвертый элементы И, с первого по седьмой триггеры, первый и второй сумматоры, группу элементов И, регистр адреса, с первого по четвертый регистры данных и с первого по четвертый блоки сравнения, первый выход счетчика точек подключен к первому выходу первого и входу второго дешифраторов, второй выход - с первым входом четвертого элемента И, а третий выход - к первому входу второго блока сравнения, первый выход счетчика строк соединен с вторым входом первого дешифратора, а второй выход -- с первым входом третьего блока сравнения, информационные входы регистра адреса и регистров данных являются соответственно с первого по пятый информационными входами устройства, управляющие входы регистра адреса и первого

регистра данных являются соответственно первым и вторым управляющими входами устройства, третьим управляющим входом которого являются управляющие входы

второго и третьего регистров данных, управляющий вход четвертого регистра данных является четвертым управляющим входом устройства, выходы с первого по четвертый регистров данных соединены соответствен0 но с первым входом первого блока сравнения, с вторым входом второго блока сравнения, с вторым входом третьего блока сравнения и первым входом четвертого блока сравнения, второй вход первого блока

5 сравнения соединен с выходом лервбго счетчика импульсов, подключенным к управляющему входу второго сумматора, первый информационный вход которого подключен к выходу второго счетчика им0 пульсов, соединенному с вторым входом четвертого блока сравнения, второй информационный вход - к выходу регистра адреса, выход первого блока сравнения , соединен с входами сброса первого счетчи5 ка импульсов и шестого триггера и первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом седьмого триггера и первого входа третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу

0 шестого триггера, выход третьего элемента И подключен к второму входу четвертого элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, выходы второго и третьего блоков

5 сравнения соединены с установочными входами соответственно шестого и седьмого триггеров, вход сброса седьмого триггера и вход сброса второго счетчика импульсов подключены к выходу четвертого блока

0 сравнения, выход второго элемента И соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, выход генератора импульсов подключен к синхровходу регистра сдвига, управляющий вход которого соединён с вы5 ходом первого дешифратора, выходы группы которого подключены к установочным входам с первого по плтый триггеров, выходы которых, кроме первого, соединены с входами группы первого сумматора, вход

0 которого подключен к выходу первого элемента И, входы которого соединены с выходами соответственно первого триггера и регистра сдвига, выход первого сумматора подключен к видеовходу телевизионного

5 индикатора, выходы второго дешифратора подключены к первым входам элементов И группы, вторые входы которых соединены с входом третьего элемента И, третьи и четвертые входы - к выходам соответственно третьего и пятого триггеров, выходы элементов И группы являются управляющими выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит блок памяти, коммутатор; восьмой триггер, пятый элемент И и группу шинных преобразователей, выходы второго сумматора соединены с информационными входами шинных формирователей группы и адресными входами блока памяти, управляющие входы которых подключены к инверсному выходу восьмого триггера, соединенному с пятыми входами элементов И группы и управляющим входом коммутатора, выходы шинных формирователей группы являются адресным выходом устройства, прямой выход восьмого тригге0

5

ра подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого соединен с выходом пятого триггера, а выход является выходом сигнала конца отображения устройства, вход сброса восьмого триггера со- единен с выходом четвертого блока сравнения, синхровход блока памяти подключен к выходу первого дешифратора, информационные входы блока памяти являются шестым информационным входом устройства, соединенным с первым информационным входом коммутатора, второй информационный вход которого подключен к выходу блока памяти, выход коммутатора соединен с информационным входом регистра сдвига.

Использование: автоматика и вычислительная техника, системы автоматического проектирования и обработка графических данных. Устройство содержит 1 генератор AMN ЬЦ Зал импульсов (1), 1 счетчик точек (2), 1 счетчик строк (3), 2 дешифратора (4 и 5), 1 регистр сдвига (6), 5 элементов И (7, 28, 29, 32, 36), 8 триггеров (8, 10, 11, 12, 13, 27. 30, 35) 2 сумматора (9, 17), 1 телевизионный индикатор (14), 1 группу элементов И (15), 2 счетчика импульсов (16, 31), регистр адреса (18), 4 регистра данных (19. 20, 21, 22), 4 блока сравнения (23,24,25,26), 1 блок памяти (33), 1 коммутатор (34), 1 группу шинных формирователей (37). 18-17-37,19-23-17, 23-27-29- 32-16-23, 16-17, 20-24-27-29-15, 21-25-30-29, 30-28-31-26-30, 26-31, 26-36-34-6-7-9-14, 22- 26. 31-17, 23-28, 1-2-3-4-8-7, 4-10-9, 4-11-9, 11-15,4-12-9,4-13-9, 13-36,35-36, 13-15,2-4, 2-5-15,2-24,2-32,3-25. 1 ил. W Ё VJ 00 со ел х| hO