Устройство для отображения графическойиНфОРМАции HA эКРАНЕ элТ Советский патент 1981 года по МПК G09G1/08 

1

Изобретение относится к (автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в устройствах визуального отображения графической информации на экране ЭЛТ.

Известнр устройство для отображения графической информации на экране ЭЛТ, содержащее регистры, элементы сравнения, и интеграторы fl .

Недостаток этого устройства состоит в том, что его функциональные, возможности позволяют .отображать только векторы и не позволяют отображать окружности и дуги определенных радиусов, т.е. имеют ограниченные функционал ьные возможности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому йвляется устройство для отображения графической информации на экране ЭЛТ, содержащее три регистра кодов координат, причем информационные входы первого и второго регистров кодов координат являются соответствующими входами устройства управляющий вход третьего регистра кодов координат соединен с соответствующим выходом блока управления, а информационный вход - с выходом первого регистра кодов координат.

два регистра кодов приращений координат, выходы которых соединены со входами первого и второго преобразователей код-аналог соответственно и соответствующими входами блока управления, третий преобразователь код-аналог, вход которого подключен к выходу третьего регистра кодовкоординат, два интегратора, первые

0 входы которых соединены с выходами первого и второго преобразователей код-аналог.соответственно, первые входы - с первыми бходами первого и второго элементов сравнения соответ5ственно, а вторые входы - с выходами первой и второй груйп элементов И соответственно, первые выходы интеграторов соединены с соответствующими входами элеи ентов сравнения, второй

0 выход первого интегратора подключен к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых соединены с соответствующим. выходом блока управления, второй выход второго

5 интегратора через инвертор подключен к первым входам элементов И второй группы, вторые взводы которых соединены с соответствующим выходом блока управления, вторые входы.элементов 0 сравнения подключены к соответствующему выходу блока, управления, а третий вход первого элемента сравнения соединен с выходом третьего преобразователя код-аналог 2.

Однако в данном устройстве невозмоисно совместить формирование синусоидальных напряжений для отображения дуг и окружностей с формированием линейных функций времени для отображения векторов, а следовательно, невозможно формировать местоположение дуги или окружности, что снижает функциональные возможности устройства, так как не позволяет формировать дуги с центром вне поля экрана, а также увеличивает общее время отображения дуг и окружностей, так как требуется дополнительное время на форгушрование центра дуги или окружности, что приводит к снижению быстродействия, а следойательно, снижает информационную емкость экрана, которая является важной характеристикой устройств отображения графической информации. Кроме того, зависимость скорости движения луча по экрану ЭЛТ от радиуса дуги или окружности ухудшает качество отображения графической информации, которое выражается в ухудшении стыковки между элементами чертежа и неравномерности в яркости, а также накладывает ограничение на инерционные свойства отклоняющей системы.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит три дешифратора, причем вход первого дешифратора является соответствующим входом устройства, а выход соединен с соответствующим входом блока управления и управляющими входами регистров кодов координат и регистров кодов приращений координат, два регистра задания квадранта и скорости перемещения луча, причем информационны вход первого регистра задания квадранта и скорости перемещения луча является соответствукщим входом устройства, а выход подключен ко входу второго регистра задания квадранта и скорости перемещения луча, выход которого соединен с соответствукщим входом блока управления, управляквдие входы регистров задания квадранта и скорости перемещения луча подключены к выходу первого дешифратора, два регистра команд, причем вход первого регистра команд является соответствунлдим входом устройства, первый выход первого регистра команд соединен с первым входом второго регистра комаяд, а второй выход со входом второго, дешифратора, первы выход которого соединен со вторым входом второго регистра. команд, а второй выход - с соответствующим ; входом блока управления, управляющие

входы регистров команд подключены к выходу первого.дешифратора, а первый выход второго регистра команд соединен со входом третьего дешифратора, выход которого подключен к соответствующему.входу блока управления, два регистра сдвига, первые (ВХОДЫ которых являются соответствующими входами устройства, вторые входы соединены с выходом первого дешифратора, входы сдвига подключены к соответствующим выходам блока управления, а выходы соединены с соответствующими входами блока управления и со входами соответствукхцих регистров кодов приращений координат, четвертый регистр кодов координат, информационный вход которого подключен к выходу второго регистра кодов координат, управлягадий вход к соответствующему выходу блока управления, а выход через четвертый преобразователь код-аналог соединен с третьим входом второго элемента сравнения, третью и четвертую, группы элементов И, информационные входы которых соединены с выходами третьего и четвертого преобразователей коданалог соответственно, управляющие входы - с соответствующими выходами блока управления, а выходы соединены с третьими входами первого и второго интеграторов соответственно и элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходам первого и второго элементов сравнения соответственно/ третий вход соединен с соответствующим входом блока управления и подключен ко второму выходу второго регистра команд, а- выход соединен с соответствующим входом блока управления, соответствующий выход которого является выходом устройства.

На чертеже представлена блок-схема устройства для отображения графической -информации на экране ЭЛТ.

Схема содержит первый дешифратор 1, первый регистр 2 задания квадранта и скорости перемещения луча, второй регистр 3 задания квадранта и скорости перемещения луча, первый регистр 4 команд, второй деишфратор 5, второй регистр 6 команд, первый регистр 7 сдвига, второй регистр 8 сдвига, первый регистр 9 кодов приращений координат, второй регистр 10 кодов приращений координат, первый преобразователь 11 код-аналог, второй преобразователь 12 код-аналог, третий преобразователд) 13 код-аналог четвертый преобразователь 14 коданалог, первый регистр 15 кодов координат, второй регистр 16 кодов координат, третий регистр 17 кодов координат, четвертый регистр 18 кодов координат, третий деишфратор 19, блок 20 управления, первый интегратор 21, второй интегратор 22, первый элемент 23 сравнения, второй элемент 24 сравнения, первую группу элементов И 25, вторую группу элементов И 26, третью группу элементо И 27, четвертую группу элементов И 28, инвертор 29 и элемент ИЛIi 30. Устройство работает следующим об разом. Задается вектор из центрального ;устройства управления- по шинам данных в виде кодов приращений по коор динатам X и У, которые принимаются на первый и второй регистры 7 и 8 сдвига соответственно, где происход их нормализация сдвигом под управлением блока 20 управления. Координ ты конечной точки вектора принимаются на первый и второй регистры 15 и 16 кодов координат. При появлении микроопераций Пуск происходит перепись нормализованных кодов приращ ний на первый и второй регистры 9 и 10 кодов приращений координат соответственно, первый 21 и второй 22 интеграторы переводятся в режим интегрирования, отключением третьих входов задания начальных условий через третью 27 и чет вертую 28 группы элементов И от третьего 13 и четвертого 14 преобразователей код-аналог соответственно. Происходит перепись кодов конечной точки вектора на третий 17 и четвертый Г8 регистры кодов координат и на выходах третьего 13 и четвертого 14 преобразователей код-аналог появляется напряжение, соответствующее этим кодам. Происходит формирование вектора с яркостью, определяемой третьим Дешифратором 19 управления яркостью и блоком 20 управления. Окончание .формирования вектора определяется выбранным элементом сравнения, на первый 23 из которых подается текущее значение координаты X от первого интегратора 21 и напряжение с третьего преобразователя 13 код-аналог, а на второй элемент 24 сравнения - текущее значение координаты У от второго интегратора 22 и напряжение с четвертого преобразователя 14 код-аналог. Выбор элемента сравнения осуществляется блоком 22 управления по знаку прира щения X и У и при наличии единицы в старшем разряде нормализованного кода приращения X, У, что позволяет использовать сигнал сравнения от координаты, скорость изменения которой наибольшая, и повысить точность определения конца формирования векто ра, а, следовательно, и качество стыковки векторов. Сигнал сравнения через элемент ИЛИ 30 воздействует на блок 20 управления, который переводит первый 21 и второй 22 интеграторы в режим фиксации решения по входам задания начальных условий подачей напряжения, соответствующего кодам конечной координаты.с третьегс 13 и четвертого 14 преобразователя код-аналог через третью 27 и четвертую 28 группы элементов И соответственно. Формирование дуг и окружностей происходит следукщим образом. Получение синусоидальных напряжений с необходимым сдвигом фазы происходит путем решения аналоговым способом линейного дифференциального уравнения: .O, при t, н к 1 луч перемещается по круговой траектории. Размер радиуса определяется положением начальной точки и центра. Начальная точка дуга или окружности определяется состоянием интеграторов 21 и 22, находящихся в режиме фикссиии решения по входам задания начальных условий по кодам на третьем регистре 17 кодов координат от предыд тдего сформированного элемента. Поэтому для построения дуги или окружности на регистры 7 и 8 сдвиге принимаются лишь координаты центра Хц, Уц соответственно, на первый 15 и второй 16 регистры кодов координат коды конечной координаты Х, У или ОКРУЖЕ1ОСТИ. Радиус дуги или окружности вычисляется устройством в процессе решения уравнения 1, что позволяет отображать дуги с центром вне поля экрана и, тем самым, расширяет технические возможности при формировании графической информации . Для получения наилучшего качества отображения на первый регистр 2 задания квадрата и скорости перемещения луча принимается четырехразрядный код, два младших разряда которого задают код скорости движения луча по экрану ЭЛТ, а два старших разряда - четверть, в которой происходит сравнение и знак координаты, по которой происходит сравнение. При появлении микрооперации Пуск происходит перепись кодов X и У с регистров 7 и 8 сдвига на первый 9 и второй 10 регистры кодов приращений координат соответственно, кодов X и У с первого 15 и второго 16 регистров кодов координат на третий 17 и четвертый 18 регистры кодов координат соответственноJ кода признаков с первого регистра 2 задания квадранта и скорости перемещения луча на второй регистр 3 задания квадранта и скорости перемещения луча; запись кода комаадда и кода яркости на второй регистр 6 команд со второго дииифратора 5 и первого регистра 4 команд; блок 20 управления переводит первый 21 и второй 22 интеграторы в реасим интегрирования отключением входов задания начальных условий через третью 27 и четверную 28 группы элементов И от третьего 13 и четвертого 14 преобразователей код-аналог соответственно. .Кроме того, блок управления в зависимости от кода двух младших разрядов второго регистра 3 задания квадранта и скорости.перемещения луча, управляет подключением- выхода первого интегратора 21.через первую 25 . группу элементов И на вход второго интегратора 22, а выход второго интегратора 22 через инвертор 29. и вторую 26 группу элементов И на вход интегратора 21. Управление группами элементов .И 25 и 26 позволяет изменять круговую частоту синусоидальных напряжений счет дискретного изменения постоянных.интегрирования и таким образом,, что линейная скорость перемещения луча V UJT меняется в более узком диапазоне, обеспечивает лучшее качество формирования дуг и окружностей по точности стыковки элементов и яркости свечения . В соответствии с кодом двух старших разрядов второго регистра 3 задания квадранта и скорости перемещения луча блок 20 управления производит выбор элемента 23 или 24 сравнения из условия сравнения по наименшей координате к знаку большей координаты. Это увеличивает точность определения конца формирования дуг, так как выбирается координата с наибольшей скоростью изг ГененИя те- кущеГо значения. Сигналом сравнения от первого 23 или второго 24 элемента сравнения через элемент ИЛИ 30 и блок 20 управления первый 21 и второй 22 интеграторы переводятся в режим фиксации решения в соответствии с кодом конечной координаты, а блок 20 управления включает первую 25 к вторую,26 группы элементов И к управлению по выходу обращения к внешнему исполнительному устройству. Формирование дуги или окружности заканчивается выдачей сигнала о конце отработки по выходу обращения к внешнему устройству управления.

Технико-экономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в сокращении времени для подготовки формирования дуги окружности Т tp + t , где t(f - время на формирование окружности дуги, t, - время на формирование идестоположения окружности (дуг) равное формированию вектора Обычно iff t , тогда Т 2,6t . Анализ показывает, что из общего количества элементов чертежа около 80S составляют вектора и около 20% окружности и дуги. Тогда относительная затрата времени на отображение/дуг и окружностей соста. . O.ei...„в|1т V 1,54 при формировании

Ь .

дуг и окружностей в устройстве, из

общего времени исключается время на формирование местоположения, тогда

; .6t,, „,S|,2,5 .o,e

5 это означает, что для формирования такого же количества элементов чертежа потребуется .на 60% времени меньше. Для дуг, где вр.емя рисования t определяется углом дуги о , этот

Q выигрыш еще больше. Это позволяет увеличи,ть информационную емкость (Экрана и повысить техническую эффективность графических дисплеев. Кроме того, стремление отображать графическую информацию большего формата, которая составляет около 60% всех черфехсей, вызывает изображение элементов.большего размера. Тогда изменение линейной скорости для радиусов, определяемых тремя старщиимдвоичными разрядами 2 8, Введение двух разрядов позволяет дискретно изменять скорость 2 4, что снижает изменение скорости .в два раза, а это повышает точность формирования дуг в 4 раза и снижает требования к инерционным свойствам отклоняющих систем, обеспечивает большую равномерность яркости. Таким образом, применение устройства в системах отображения графической информации позволяет отображать графическую информацию большей скорости и обеспечивает хорошее качество отображения на ЭЛТ с большим полем экрана.

Устройство реализовано на микросхемах серии К155 и К140, что показывает его реальную осуществляемость и повышенное быстродействие, определяемое техническими условиями на эти серии.

Формула изобретения

Устройство для отображения графической информсщии на экране ЭЛТ,

содержащее.три регистра кодов координат, причем информационные входы первого и второго регистров кодов координат являются соответствукяцими

входами устройства, управлякядий

вход третьего регистра код9в координат соединен с соответствующим выходом блока управления, а информационный вход - с -выходом первого

регистра кодов координат, два регистра кодов приращений координат, выходы которых соединены со входами первого и второго преобразователей код-аналог соответственно и соответствующими входами блока управления,

третий преобразователь код-аналог, вход которого подключен к выходу третьего регистра кодов координат, два. интегратора, первые входы которых соединены с выходами первого и

второго преобразователей код-аналог

соответственно, а вторые входы с выходами первой и второй групп элементов И соответственно, первые выходы интеграторов соединены с соответствугацими .входами элементов сравнения, второй выход первого интегратора подключен.к первым входам элементов И первой группы, вторые входы которых.соединены с соответствующим выходом блока управления, второй выход второго интегратора через инвертор подключен к пёрвыгл входам элементов И второй группы, вторые входы которых-соединены,с соответствующим выходом блока управ; 1ения у вторые входы элементов сравнения подключены к соответствующему выходу блока управления, а третий вход первого элемента сравнения соединен с выходом третьего преобразо вателя код-аналог, отличающееся тем, что, с целью повышени быстродействия,оно содержит три дешифратора, причем вход первого дешифратора является соответствующим входом устройства, а выход соединен с соответствующим входом блока управления и управляющими входами регистров кодов координат и регистров кодов приращений координат, два регистра задания квадранта и скорости перемещения луча, информационный вход первого регистра задания квадранта и скорости перемещения луча является соответствукадим входом устройства, а выход подключен ко входу второго регистра задания квадранта и скорост перемещения луча, выход которого соединен с соответствующим входом блока управления, управляющие входы регистров задания квадранта и скорости перемещения луча подключены к выходу первого дешифратора, два регистра команд, причем вход первого регистра команд является соответствующим входом устройства, первый выход первого регистра команд соединен с первым входом второго регистра команд, а второй выход - со входом второго дешифратора, первый выход которого соединен со вторым входом второго регистра команд, а второй выход - с соответствующим входом блока управле ния, управля.ющие входы регистров ко;манд подключены к выходу первого дешифратора а первый выход второго регистра команд соединен со входом третьего.дешифратора, выход которого подключен к соответствующему входу блока управления, два регистра сдвига, первые Bxojcffj которых являются соответствукяцими входами устройства, вторые входы соединены с выходом первого дешифратора, входаа сдвига

0 подключены к соответствующим- выходам блока управления, а вьаходы соединены с соответствующими входами блока управления и со входами соответствующих регистров кодов приращений коорди5нат, четвертый- регистр кодов координат, информационный вход которого подключен к выходу второго регистра кодов координат, управляющий вход к соответствующему выходу блока

Q управления, а выход через четвертый преобразователь код-аналог соединен с третьим входом второго элемента сравнения, третью и четвертую группы элементовИ, информационные входы которых соединены с выходами третьего и четвертого преобразователей коданалог соответственно, управляющие входы - с соответствующими выходами блока управления, а выходы соединены с Третьими входами первого и второго интеграторов соответственно и элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены к выходеил первого и второго элементов сравнения соответственно, третий вход соединен с соответствующим входом блока управления и подключен ко второму выходу второго регистра команд, а выход соединен с соответствукядим входом блока управления, соответствующий выход которого является выходом устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №432543, кл. G 06 К 15/20, 1974.

2.Авторское .свидетельство СССР по заявке 2529367/18-24,

кл. G 06 К 15/20, 21.09 ..77 (прототип).