Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах для отображения графической иг ормации в системах управления и обработки данных. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства, которая достигается введением второго счетчика точек , второго, третьего и четвертого блоков коммутации, третьего и четвертого блоков памяти и соответствующих функциональных связей, т.к. любое заполнение первого блока памяти приводит к заполнению второго блока памяти, а при записи в третий блок памяти заполняется четвертый блок памяти и . наоборот. При таком копировании маео S сива графических данных осуществляет (Л ся динамическое переключение для отображения соответствующих блоков без мерцания и разрыва изображения на ЭЛТ. 7 ил.,2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„.Я0„„! 265838 д11 4 G 09 С 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3748485/24-24 (22) 04.06.84 (46) 23 ° 10.86. Бюл. Р 39 (7 1) Иинский радиотехнический институт (72) А.Н.Дмитриев, А.Н.Иорозевич и А.Е.Леусенко (53) 681.327.11 (088.8) (56) Соловейчик И.Е. Электронные устройства отображения информации. 1975, с. 10.

Телевизионные методы я устройства для отображения информации. Под ред.

N.È.Кривошеева. И.: 1975, с.8 1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРИАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах для отображения графической информации в системах управления и обработки данных.

Цель изобретения — повышение быстро-" действия устройства, которая достигается введением второго счетчика точек, второго, третьего и четвертого блоков коммутации, третьего и четвертого блоков памяти и соответствукицих функциональных связей, т.к. любое заполнение первого блока памяти приводит к заполнению второго блока памяти, а при записи в третий блок памяти за полняется четвертый блок памяти и наоборот. При таком копировании мас- Я сина графических данных осуществляется динамическое переключение для отображения соответствующих блоков без .мерцания и разрыва изображения на

ЭЛТ. 7 ил.,2 табл.

Изобретение относится к вычисли— тельной технике и может быть использовано в устройствах отображения графической информации в системах управления и обработки данных.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг.1 представлена .структурная схема устройства;,на фиг.2 — структурная схема блока управления; на фиг.3 -1О структурная схема блока синхронизации; на фиг.4 — структурная схема блока сравнения; на фиг.5 и 6 — временные диаграммы работы устройства; на фиг.7 — диаграмма, поясняющая принципы отображения графика на экране электронно-лучевой трубки.

Устройство содержит первый блок 1 памяти, блок 2 сравнения, счетчик 3 строк, первый 4 и второй 5 счетчики точек, первый 6, второй 7, третий 8 и четвертый 9 блоки коммутации, третий 0, второй 11 и четвертый 12 блоки памяти, блок 13 управления, блок

14 синхронизации, регистр 15 данных и ЭЛТ 16.

Блок 13 управления содержит триггер 17, дешифратор 18, элемент 19

ИЛИ, элементы 20 и 21 И-ИЛИ, триггер 22, одновибраторы 23-26, регистр

27 и триггер 28.

Блок 14 синхронизации содержит счетчики 29 и 30, дешифраторы 3 1 и

32, элементы 33-37 И, элемент 38 ИЛИ, .одновибратор 39 и генератор 40 тактовых импульсов.

Блок 2 сравнения содержит элемент

41 сравнения, элементы 42 и 43 HE

ИСКЛЮЧАНЦЕЕ-ИЛИ, элементы 44 и 45

ИЛИ, триггеры 46-48 и элемент 49 сравнения.

Устройство работает следующим образом.

Пусть необходимо отобразить график зависимости у = f(х) (фиг.7), тогда в блоках 1, 10, 11и 12 памяти должны быть записаны дискретные отсчеты графика по последовательным адресам 1,2,...,N. Положим для определенности разрешающую способность по оси абсцисс — Н точек, по оси ординат — Ч точек (или линий телевизионного растра). Тогда разрядность блоков 1, 10, 11 и 12 памяти составит

V = )Ь>д Ч(, где 1х(означает ближайшее целое, большее X . В первом 1 и втором 10 блоках памяти хранятся отсчеты, в третьем 11 и четвертом 12 хранятся нечетные отсчеты графика.

833

Такая разбивка на четную и нечетную последовательности выполнена с цель;.з повышения скорости считывания отсчетов графика, что в конечном итоге повышает разрешающую способность по оси абсцисс. Так, разбиение на четную и нечетную последовательности позволяет повысить разрешающую способность графика в 2 раза. Следует отметить, что в блоках 1 и 10, 11 и 12 хранится единичная информация, т.е. четные отсчеты, записанные в блок 1 памяти, повторяются в том же порядке во втором блоке 10 памяти. Аналогично, нечетные отсчеты третьего 11 блока памяти повторяются в четвертом 12 блоке памяти. Одновременно на выход второго 7 и третьего 8 блоков коммутации сигналом с первого выхода блоKG 13 управления коммутируются информационные выходы первого 1 и третьего 11 или второго 10 и четвертого 12 блоков памяти. Таким образом, два блока памяти подключены для отображения, а два других блока находятся в состоянии готовности к приему новой информации. Объем каждого блока памяти составляет Н/2-разрядных слов.

Рассмотрим, как осуществляется ре1генерация иэображения. Пусть в начальный момент подключены для отображения первый 1 и третий 11 блоки памяти. Параллельную их адресацию осуществляет первый счетчик 4 точек, увеличивая свое состояние на единицу с приходом каждого импульса на его второй вход (фиг.5a). Состояние счетчика изменяется по положительному перепаду счетного импульса, В течение периода Т1 параллельно выбираются из памяти четный и нечетный отсчеты графика, обрабатываются в блоке 2 сравнения и по положительному фронту синхроимпульса видеосигналы четного отсчета и нечетного фиксируются в выходных триггерах блока 2 сравнения. Одновременно состояние первого счетчика 4 точек возрастает на единицу, а четвертым блоком 9 коммутации осуществляется динамическое переключение четного (период времени Т2) и нечетного (период времени ТЗ) видеосигналов на третий выход устройства.

Сигналами с четвертого и пятого . выходов блока 14 синхронизации осуществляется синхронизация строчной и кадровой разверток соответственно.

Этими же сигналами организуется счет

65833 отображения подключаются блоки, и

11 памяти. После этого в счетчике 5 точек фиксируется адрес ординаты графика, а код графического отсчета записывается в блоки 10 или 12 памяти по адресу счетчика 5 точек. Таким об разом, любое заполнение данными блока 1 памяти приводит к заполнению блока 11 памяти, при записи в блок 10 памяти заполняется блок 12 памяти и наоборот.. Такое копирование массива графических данных позволяет динамически переключать для отображения блоки 1 и 11, 10 и 12 памяти без мерцания и разрыва изображения на экране ЭЛТ 16.

По временной диаграмме (фиг.5а) оценим время записи графического отсчета в устройство

3 12 счетчика строк и его установка в 0 (по началу прямого хода кадровой развертки). Шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы блока 14 синхронизации осуществляют счет и установку в 0" второго 5 и первого 4 счетчиков точек.

Пусть необходимо записать в устройство и отобразить на экране электронно-лучевой трубки графический отсчет. Для этого на первый информа- 10 ционный вход устройства подается величина ординаты графика, на второй информационный вход — адрес ординаты.По сигналу с первого входа устройства код графического отсчета (ордината графи-15 ка) записывается в регистр 15 данных, адрес ординаты фиксируется во втором счетчике 5 точек, а с седьмого и девятого выходов блока 13 управления поступают сигналы записи в четный 10 jp или нечетный 12 блоки памяти. По окончании действия сигнала записи (фиг.5а) происходит переключение первого блока 6 коммутации таким образом, что на выход подключаются вы- 25 ходы первого счетчика 4 точек и в момент положительного перепада тактовой частоты во второй счетчик 5 точек за.писывается код первого счетчика 4 точек, увеличенный на единицу, а второй и третий блоки 7 и 8 коммутации переключаются для отображения информации из второго 10 и четвертого 12 блоков памяти. Такая перезапись содержимого первого счетчика 4 во вто3S рой счетчик 5 точек обеспечивает непрерывность изображения графика. Через время t„7 2 (rpe t.„период тактовых импульсов) первый блок 6 коммутации опять переключает адрес "о второго

40 информационного входа устройства на входы первого 4 и второго 5 счетчиков, сигналом с четвертого выхода блока 13 управления происходит запись адреса в первый счетчик- 4 точек, а сиг- 5 налами с шестого и восьмого выходов блока 13 управления организуется запись в блоки 1 или 11 памяти. После этого устройство остается в режиме ожидания прихода новых данных и отоб50 ражает записанную информацию. с с 2г. „+ 1,5t„, ва

Если в момент прихода сигнала записи отображались данные из второго

10 и четвертого 12 блоков памяти, то запись данных организуется в блоки 1 55 или 11 памяти, затем в счетчик 4 точек записывается очередное состояние счетчика 5 точек и одновременно для где t. — время импульса записи в

3w блоки 1, 10, 11 или 12 памяти; — период тактовых импульсов.

Зто же время является временем ожидания запроса обслуживания и составляет в макетном варианте устройстt2 200 + 1,5 90 = 535 (нс).

Блок управления работает следующим образом (фиг,2,5а).

По положительному Аронту сигнала записи с первого входа блока 13 управления в триггер 28 заносится мпадший разряд адреса, указывающии, в каком из блоков памяти (четные 1, 10 или нечетные 11, 12) происходит запись. Выбор конкретного блока осуществляется триггером 22. Таким образом, второй и третий входы дешифратора 18 определяют блок памяти, в который будет производиться запись, а с выходов дешифратора (шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы блока 13 управления) по стробу на первом входе дешифратора 18 через элемент

19 ИЛИ формируется сигнал записи в выбранный блок памяти. Условимся, что триггер 22 находится в состоянии единицы, если отображается содержимое блоков 10 и 12 памяти, триггер находится в состоянии нуля, если отображаются данные из блоков 1 и 11 памяти. Поэтому с приходом сигнала записи с первого входа блока 13 ул1265833

3 равления в зависимости от состояния триггера 22 через элементы 20, 21

И-ИЛИ формируются сигналы записи в счетчики 4 или 5 точек. По заднему фронту сигнала записи первым одновибратором 23 формируется короткий импульс записи в регистр 27. В старший разряд регистра 27 заносится единица, а в младший разряд записывается содержимое триггера 22. Регистр 27 1п осуществляет коммутацию блока 6 коммутации в соответствии с табл.1.

Установка старшего разряда (второй выход) регистра 27 разрешает работу одновибратора 24, формирующего 15

IIo фронту тактовых импульсов короткий импульс записи в счетчик 4 или 5 точек (через элементы 20 или 21 И-ИЛИ соответственно), установки триггера 17 в единичное состояние и пере- 2{) броса триггера 22 в противоположное состояние. Выход триггера 17 разрешает работу одновибратора 25, который по срезу тактового импульса формирует сигнал обнуления регистра 27 25 и запуска одновибратора 26, которьФ формирует импульс повторной записи в блок памяти, определяемый новым состоянием триггера 22.Соответствие сигналов записи блокам памяти приве- 3g дено в табл.2.

Ъ

Блок 14 синхронизации работает

=ледующим образом (фиг.3, 5б, 6).

Генератор 40 тактовых импульсов вырабатывает сигналы тактовой часто- 35 ты с периодом t„, которая последовательно делится первым 29 и вторым 30 счетчиками. Первый 31 и второй 32 дешифраторы дешифрируют состояния счетчиков и формируют соответственно сигналы строчных синхронизирующих импульсов (второй выход первого дешифратора 31), строба строки (первый выход первого дешифратора 31), кадровых синхронизирующих импульсов (первый выход второго дешифратора 32) и строба по кадру (второй выход второго дешифратора 32). Низкие уровни стробов по строке и по кадру являются гасящими импульсами. Элементы

36 и 37 и одновибратор 39 формируют сигналы установки нуля счетчиков 4 или 5 точек (выбирается счетчик, участвующий в данный момент в отоб,ражении графика), 55

Элементы 34 и 35 И-НЕ формируют импульсы счета счетчиков 4 или 5 точек (выбирается счетчик, участвующий б в отображении, выбор производится выходом триггера 27, подключаемым к входу блока 14 синхронизации). Элемент 33 И формирует тактовую последовательность для динамической коммутации четного и нечетного отсчета графика четвертым блоком 9 коммутации .

Блок 2 сравнения работает следующим образом (фиг.4-7) .

Первый 49 и второй 41 элементы сравнения формируют сигналы единичного уровня, когда код очередного выбранного из блоков памяти (1, 10, 11 или 12) отсчета меньше (первый выход) либо равен (второй выход) уров! ню разметки оси ординат, которому соответствует положение луча на экране. Такой уровень совпадает с инверсным.состоянием счетчика 3 строк, поскольку луч движется по экрану слева направо в направлении сверху вниз.

Чтобы отобразить график в виде участков со ступенчатой аппроксимацией опорных точек (фиг.7), результат сравнения четного отсчета со счетчиком 3 строк в текущем такте Т1 (фиг.5б) складывается по НЕ-модулю 2 с результатом сравнения нечетного отсчета со счетчиком 3 строк, полученным в предыдущем такте в третьем триггере 48, а результат сравнения нечетного отсчета со счетчиком 3 строк в текущем такте Т1 складывается по НЕ-модулю 2 с результатом сравнения четного отсчета со счетчиком 3 строк в этом же такте. Результаты операции НЕ-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (НЕ-сумма по модулю 2) собираются по ИЛИ с сигналами равенства уровню разметки оси ординат и записываются соответственно в первый 46 и второй 47 триггеры по. сигналам на вторых входах.

Этим же сигналом в третьем триггере 48 фиксируется результат сравнения нечетного отсчета с уровнем разметки оси ординат (со счетчиком 3 строк), необходимый для анализа в последующем такте Т2. Запись в триггеры осуществляется по фронту так,тового импульса, приходящего на первый вход блока 2 сравнения.

На фиг.7 поясняется принцип отображения графика на экране ЭЛТ, Здесь

y — реальная функция, v — дискретизованные значения графика в точках !

О, 1,2,...,6, у — линейная интерполяция дискретных отсчетов для отобра1265 жения. Нри этом заштрихованным областям соответствуют четные отсчеты, неэаштрихованным — нечетные отсчеты графиков. Штриховой линией указан вид графика, получаемый после элементов 49 и 4 1 сравнения (после элемента 49 получают четные отсчеты, после элемента 4 1 — нечетные) .

Формула изобретения

I0

Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), содер жащее первый и второй блоки памяти, 15 ,.блок сравнения, счетчик строк, первый счетчик точек, первый блок коммутации, блок синхронизации, блок управления, регистр данйых, один из входов которого является первым входом

20 устройства, причем первый вход блока управления соединен с другим входом регистра данных и является вторым входом устройства, выход регистра данных подключен к первым входам пер25 вого и второго блоков памяти, второй вход блока управления соединен с первым выходом блока синхронизации, третий вход блока управления является третьим входом устройства, первый

30 выход блока управления подключен к входу блока синхронизации, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков памяти, четвертый выход блока управления подключен к первому входу первого счетчика точек, второй и третий входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока синхронизации, четвертый и пятый выходы которого подключены соответственно к первым входам блока срав нения и первого блока коммутации, шестой и седьмой выходы блока синхронизации соединены соответственно с отклоняющей системой ЭЛТ и первым и вторым входами первого счетчика строк, причем шестой выход соединен с вторым входом блока сравнения,третий вход которого подключен к вьгходу счетчика строк, первый и второй выходы блока сравнения соединены соответственно с вторым и третьим входами первого блока коммутации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит второй счетчик точек, второй, третий и четверции выход подключ ен к регистра данных третьжч . входам четвертого блоков третьего и памяти.

Таблица1

Адрес разряда старший младший

Коммутируемая информация

Бторой информационный вход устройства

Счетчик 4 точек

Счетчик 5 точек

833 8 тый блоки коммутации, третий и четвертый блоки памяти, выходы которых подклкчены соответственно к первым входам второго и третьего блоков коммутации, выходы которых соединены с четвертым и пятым входами блока сравнения, первый выход блока управления соединен с вторыми входами второго и третьего блоков коммутации, третьи входы которых подключены соответственно к выходу первого и второго блоков памяти, пятый и шестой выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого блока коммутации, третий вход которого подключен к BbI— ходу второго счетчика точек, к первым входам третьего и четвертого блоков памяти, вторые входы которых соединены соответственно с седьмым и восьмым выходами блока управления, девятый выход которого подключен к первому входу второго счетчика точек,. выход первого счетчика точек соединен с четвертым входом четвер— того блока коммутации, пятый вход которого является четвертым входом устройства, Выход четвертого блока коммутации подключен к четвертому входу первого счетчика точек и второму входу второго счетчика точек, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с восьмым и девятым выходами блока синхрониза—

1265833

Таблица2

Продолжение табл.2

Выходы дешифрато— ра 18

Номер бло ка памяти

Номер бло ка памяти

5 второй вход третий вход третий вход второй вход ния

12

Выходы дешифрато ра 18

Номер выхода блока

13 управлеНомер выхода блока

13уравления

1265833

От

1265833

2б

Фиг. 7

Составитель В.Сметанин

Техред М.Ходанич Корректор A-0бРУчаР

Редактор П.Коссей

Заказ 5670/50 Тиран 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва-, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óàãîðîä, ул. Проектная, 4