Устройство для отображения информации на экране электронно- лучевой трубки

 

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к информационно-обучающим устройствам на базе микропроцессоров и микроЭВМ, и может быть использовано для отображения статической и динамической информации , ,-в том числе алфавитно-цифровой , графической и произвольносимвольной . Цель изобретения - упрощение устройства за счет уменьшения объема блока памяти - достигается введением дополнительных регистров, коммутаторов, сумматора, блока сопряжения , счетчиков. 3 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (II) А1 (5D 4 С 09 С 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,. 13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3250951/24-24 (22) 12.03.81 (46) 07,12.86. Бюл. Р 45 (72) О.С.Горбачев; А.Ф.Иоффе, А.О.Петров, Н,Н.Петрова, Ю.И.Торгов и В.С.Хорин (53) 681. 327. 11 (088. 8) (56) 1. Соловейчик И.Е. Дисплеи в системах с ЭВМ вЂ” Советское радио,1979.

2. Патент СНА )}} 4119955, кл. 340/324 А, опублик. 1978. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ

ТРУБКИ (57) Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к информационно-обучающим устройствам на базе микропроцессоров и микроЭВИ и может быть использовано для отображения статической и динамической информации, .;в том числе алфавитно-цифровой графической и произвольносимвольной. Цель изобретения — упрощение устройства за счет уменьшения объема блока памяти — достигается введением дополнительных регистров, коммутаторов, сумматора, блока сопряжения, счетчиков.,3 ил., 1 табл.

1275520

Недостатком известного устройства является то, что при возрастании числа отображаемых объектов прямо пропорционально возрастает объем оборуИзобретение относится к вычислительной технике, а именно к информационно-обучающим устройствам на базе микропроцессоров и микроЭВМ, и может быть использовано для отображения S статической и динамической информации, в том числе алфавитно-цифровой, графической и произвольно-символьной.

Известны устройства для отображения информации на экране электроннолучевой трубки (1J .

Однако подобные устройства предназначены только для отображения статической информации и при исполь- зовании их для отображения произвольных динамических объектов объем оборудования памяти и схем управления существенно возрастает.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст- 20 ройство, содержащее массивы ОЗУ для хранения информации о требуемом положении объектов по координатам Х и У, ОЗУ, в котором содержатся адреса объектов в ПЗУ, масштаб и цвет объектов, ПЗУ, в котором хранится информация о содержании объектов, первый и второй счетчики, фиксирующие положение луча на экране соответственно по координатам У и Х, первый и второй регистры требуемого расположения объектов по координатам У и

Х соответственно, первую и вторую схемы сравнения положения электронного луча с требуемым расположением объектов соответственно по координа-: там У и Х и видеосумматор. Известное устройство обеспечивает отображение .одновременно большого числа объектов в любом месте на экране электроннолучевой трубки. Компараторы производят сравнения содержимого цифровых счетчиков, фиксирующих положение луча на экране, и требуемого расположения объекта. В случае совпадения иэ массива ОЗУ, характеризующего вид объекта, выделяется модифицированный адрес объекта в ПЗУ, его цвет и масштаб. В ПЗУ каждый объект характеризуется девятиразрядными словами: восемь 0 разрядов каждого слова определяют строку объекта, а девятый разряд используется для сигнализации об окончании выборки объекта (2) . дования (объем памяти), так как для каждого отображаемого объекта должны быть записаны в ОЗУ координаты Х и

У и его адрес в ПЗУ.

Цель изобретения — упрощение устройства за счет уменьшения объема блока памяти.

Цель достигается тем, что устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее первый блок сопряжения, выход которого соединен с информационной шиной блока памяти, первый счетчик и первый регистр, второй счетчик и второй регистр, выходы которых соединены с входами первой и второй схем сравнения соответственно, и видеосумматор, также содержит третий и четвертый регистры, первый и второй коммутаторы, сумматор, второй блок сопряжения и третий и четвертый счетчики, первые входы которых соединены с выходами первой и второй схем сравнения соответственно, вторые входы соединены с первыми входами первого и второго счетчиков соответственно, первый вход второго счетчика соединен с вторым входом первого счетчика, а выходы третьего и четвертого счетчиков соединены с первым и вторым входами первого коммутатора, выход которого соединен с адресной шиной блока памяти, информационная шина которого соединена с вторым блоком сопряжения, выход которого соединен с входами первого, .второго, третьего и четвертого регистров и первым входом видеосумматора, второй вход которого соединен с третьим входом первого коммутатора, первым входом второго блока сопря" жения и выходом второго коммутатора, первый вход которого соединен с вы .ходом третьего регистра, а второй 1. вход — с первым выходом четвертого регистра, второй выход которого соедийен с четвертым входом первого коммутатора и входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго блока сопряжения, третий вход видеосумматора соединен с вторым входом второго счетчика.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — структурная схема видеосумматора, на фиг. .3 — символ на экране телевизора.

На фиг. 1-3 обозначены оперативное запоминающее устройство 1, объе-;

520

Узлы ус гройства связаны между собой следующим образом. Входы сброса счетчйков 7 и 18 подключены к входу

9 устройства, который соединен с выходом телевизионной кадровой развертки блок» синхронизации. Счетный вход счетчика 11 и последовательный вход видеосумматор» 45 подключены к входу

12 устройства, который соединен с выходом синхроимпульсов частотой

5,5 мГц блока синхронизации. Входы сброса счетчиков 11 и 17 и счетный вход 8 счетчика 7 подключены к входу

13 устройства, который соединен с выходом телевизионной строчной развертки блока синхронизации. Первый вход схемы 16 сравнения подключен к параллельному выходу счетчика 7, второй вход схемы 16 сравнения подключен к параллельному выходу регистра 10, а выход схемы 16 сравненияк счетному входу счетчика 18. Первый вход схемы 15 сравнения подключен к параллельному выходу счетчика

1 1 второй вход схемы 15 сравнения подключен к параллельному выходу регистра 14, а выход схемы 15 сравнения — к счетному входу счетчика 17, Параллельный выход счетчика 18 подключен к входам 21 и 22 адресного коммутатора 19, параллельный выход счетчика 17 - к входам 22-24 адресного коммутатора 19. Параллельный выход регистра 26 подключен к входу

37 коммутатора 35, параллельные выходы 31-33 регистра 30 — к входу 38 адресно-информационного коммутатора

35 вход 36 адресно-информационного коммутатора 35 — к шине земли нулевого потенциала (не показано). Выход 34 регистра 30 подключен к входу

25 адресного коммутатора 19 и к входу сумматора 40, выход сумматора 40 к входу 42 устройства сопряжения.

Внешняя адресная шина 47 подключена к входу 20 адресного коммутатора 19, з 1275 диняющее пять таблиц: таблицу 2 координат У в ОЗУ, таблицу 3 координат

X в ОЗУ, таблицу 4 "Кадр" в ОЗУ, таблицу 5 ".Вывод" в ОЗУ и таблицу 6

"Символы" в ОЗУ, счетчик 7, счетный вход 8 счетчика 7, вход 9 устройст ва, регистр 10, счетчик 11, входы 12 и 13 устройства, регистр 14, схемы

15 и 16 сравнения, счетчики 17 и 18, адресный коммутатор 19, вход 20 адрес.10 ного коммутатора 19 для обращения в

ОЗУ микропроцессора (не показан), входы 21-25 адресного коммутатора

19 для обращения в таблицы 2-6 соответственно, регистр 26, состоящий 15 из .>азрядов 27 исходной информации о цвете символа, разрядов 28 исходной информации о масштабе символа, разрядов 29 исходной информации о номере символа, регистр 30,. состоя- 20 щий из разрядов 31 текущей информации о цвете символа, разрядов 32 текущей информации о масштабе символа, разрядов 33 текущей информации о номере символа, разрядов 34 текущей ин-25 формации о номере строки символа, адресно-информационный коммутатор 35, вход 36 адресно-информационного ком мутатора 35 для передачи нулей, вход 37 адресно-информационного коммутатора 35 щи для передачи информации с регистра 26, вход 38 адресно-информационного комму-; татора 35 для передачи информации с раз- рядов 31-33 регистра 30, внутреняя адресно-информационная шина 39,сумматор

40, внутренняя информационная шина 41 блок 42 сопряжения, внешняя информационная шина 43, блок 44 сопряжения, видеосумматор 45, выход 46 устройства, внешняя адресная шина 47, регистры 48-51 и коммутатор 52.

Устройство состоит из ОЗУ 1, таблицы которого необходимы для органиэации отображения информации на экране телевизора, счетчика 7, регист- 45 ра 10, счетчика 11 (позиций перемещения луча по телевизионной строке), регистра 14 (позиций), схемы 15 сравнения текущего и требуемого положений координаты Х (позиции), схемы

16 сравнения текущего и требуемого положений координаты У (строки), счетчика 17 (адреса) для обращения в таб» лицы 3-5, счетчика 18 (адреса) для обращения в таблицы 2 и 4, адресного 55 коммутатора 19, формирующего адреса для обращения в ОЗУ 1, регистра 26, принимающего информацию иэ таблицы 5, адреспо--информационного коммутатора

35, подключающего к шине 39 входы

36, 37 или 38, сумматора 40, который обеспечивает увеличение кода входной информации на единицу, блока 42 сопряжения. обеспечивающего передачу информации на шину 41 при считывании из ОЗУ 1, блока 44 сопряжения, обеспечивающего передачу информации в

ОЗУ 1 с шины 43, видеосумматора 45, формирующего сигнал изображения на выходе 46 у< тройства.

Видеосумматор 45 содержит регистр

48. для.приема и передачи информации в параллельном коде, регистр 49 сдви-40 га для приема информации в,параллельном коде и передачи этой информации в последовательном коде, регистр

50 для хранения ийформации о цвете фона экрана, регцртр 51 для хранения информации о цвете символа, выводимого в данный момент на экран телевизора, и коммутатор 52, Этот коммутатор подключает выход 46 в зависимости от кода на выходе регистра

49 или к выходу регистра 50, или к выходу регистра 51. Вход регистра

51 подключен к адресно-информационной шине 39, а входы регистров 48 и

50 подключены к информационной шине

41.

Устройство работает следующим образом.

S 1275 выход которого подключен к адресной шине ОЗУ 1, информационная шина ко торого подключена к блокам 42 и 44 сопряжения. Внешняя информационная шина 43 подключена к блоку 44 сопряжения

5 ,а внутренняя информационная шина 41 соединяет выход блока 42 сопряжения с входами регистров 10, 14, 26 и 30 и первым параллельным входой видеосумматора 45. Внутренняя адрес- 10 но-информационная шина 39 соединяет выход адресно-информационного комму-, татора 35 с входом блока 42 сопряжения, вторым параллельным входом видеосумматора 45 и входом 25 адресf5 ного коммутатора 19, выход .устройства 46 подключен к телевизору (не показан).

Счетчики 7, 11, 17 и 18 регистры

10, 14, 26 и 30, коммутаторы 19 и

35 являются обычными устройствами вычислительной техники и могут быть выполнены любым из известных стандартных способов. Их разрядность соответствует разрядности информации.

Блоки 42 и 44 сопряжения выполнены на микросхемах, которые являются параллельными двунаправленными формирователями сигналов для управления магистралями (шинами) в цифровых вы30 числительных устройствах и представляют собой 4-канальные коммутаторы, имеющие в каждом канале одну шину только для приема информации, одну шину только для выдачи и одну двунаправленную шину для приема и выда- З5 чи.

520 i

Допустим, что на экран телевизора необходимо вывести изображение символа (фиг ° 3). Будем считать, например, что формат разложения экрана

256х256 размер символа 16х16 элементов разложения. Символ может быть окрашен в семь цветов (3 разряда) и изменяться в масштабе в 2 или в 4 раза (2 разряда). Для простоты рассмотрения допустим, что на экран телевизора выводится черно-белый немасштабируемый символ. Тогда по адресной

47 и информационной 43 шинам процессор через блок 44 сопряжения записывает в ОЗУ 1 следующую информацию: в таблицу 2 в 1-ю ячейку — код

00000011, в таблицу 3 в 1-ю ячейку код 00000010 ; в таблицу 4 в ячейку1 с соответствующим адресом — код

00000000100+, в таблицу 5 по всем разрядам нули, в таблицу 6 — код, соответствующий структуре в матрице

16х16.

Таблицы 2 и 3 представляют собой упорядоченные по возрастанию массивы двоичных кодов координат узлов символов У и Х соответственно. Узлом символа называют верхний левый угол матрицы элементов разложения символа. В таблице 4 хранится информация о размещении объектов в данном кадре. При приведенных характеристиках экрана таблица 4 содержит 256 ячеек: в ячейки таблицы, соответствующие координатам Х и У объекта заносится информация о номере символа (адрес начала символа в таблице 6),его цвете и масштабе, а во все остальные ячейки заносится нулевая информация.

В таблицу 5 записывается полный адрес символа для обращения к таблице

6, который включает в себя номер строКи символа, его цвет и масштаб.

Данные, записанные в таблицу 5, необходимы для организации построчного вывода символа на экран телевизора.

К началу прямого хода развертки телевизионного кадра начальное состояние счетчиков нулевое, так как счетчики 7 и 18 обнуляются обратным ходом телевизионного кадра, а счетчики 11 и 17 обнуляются обратным ходом телевизионной строки. По началу прямого хода кадра формируется сигнал обращения к таблице 2 через вход

21 адресного коммутатора 19 и по адресу 0000> равному состоянию счетчика 18, на регистр 10 поинформацион7 1275 ной шине 41 из ОЗУ 1 поступает код . 00000011 . После этого осуществляется. запуск 5-тактовой серии управляющих импульсов. Выработка этой серии происходит по каждому обратному ходу телевизионной строки или по каждому сигналу со схемы 15 сравнения.

В 1-м такте по адресу, равному состоянию счетчика 17, происходит обращение,н таблицу 3 через вход 23 ад- 1О ресного коммутатора 19 и на регистр

14 по информационной шине 41 поступает код 00000010 . Во 2-м такте на регистре 26 из таблицы 4 поступает код содержащий разряды цвета 27, масштаба 28 и номера символа 29. В

3-м такте происходит обращение к таблице 5, и на регистр 30 записываются во все разряды 31-34 нули, так как до этого момента ни один объект на 2п экран не выводится. Перед 4-м и 5-м тактаьж необходимо определить — какую операцию производить далее (данные приведены в таблице). В рассматриваемом случае на регистре 30 25 нулевой код, на регистре 26 ненулевой код сигнал со схемы сравнения

16 ранен нулю.

Во время прямого хода нулевой те-, 30 левизионной строки никакая информа- . ция на экран не выводится. По обратному ходу 1-й строки происходит запуск новой 5-тактовой серии и работа устройства повторяется аналогичным образом. Во время прямого хода M

1"й и 2-й телевизионных строк также никакая информация не выводится.

По обратному ходу 3-й строки счетчик 7 устанавливается по входу 8 в состояние 00000011 . Равенство ко- 4О дов на счетчике 7 и регистре 10 приводит х срабатыванию схемы 16 сравнения, что изменяет условие работы устройства в 4-м и 5-м тактах. Теперь в 4-м такте происходит обраще- 4> иие в таблицу 6 по адресу 0001000000

В этом адресе 4 младших разрядов (0000 ) равны двоичному коду номера строки и поступают с разрядов 34 регистра 30. Шесть старших разрядов (000100 ) равны двоичному номеру символа и поступают с регистра 26 (согласно данным приведенным в таблице).

В конце 4-ro такта на видеосумматор

45 поступает нулевая строка выводи- 55 мого символа. В 5-м такте происходит запись двоичного кода номера символа (000100 ) в старшие разряды ячей520 8 ки таблицы 5. В четыре младших разряда этой же ячейки записывается код (0001 ), соответствующий инкрементированйому номеру строки объекта и поступающий с сумматора 40.

Во время прямого хода 3-й телевизионной строки, по сигналу со схемы

15 сравнения, которая срабатывает при равенстве кодов (00000010 ) на счетчике 11 и регистре 14 происходит синхронно с частотой синхроимпульсон выдвижение кода нулевой строки символа на экран телевизора.

По началу обратного хода 4-й телевизйонной строки происходит сброс сигнала со схемы 16 сравнения, по которому счетчик 18 перебрасывается н очередное состояние. Затем происходит запуск очередной 5-тактовой серии. В 1-м такте работа схемы повторяется, как и раньше. Во 2-м такте вследствие изменения состояния счетчика 18 на регистр 26 записывается нулевая информация, считанная из ячейки с адресом (00010000 ) из таблицы 4.

В 3-и такте на регистр 30 считывается информация о символе с инкрементиронанной строкой из соответствующей ячейки таблицы 5. В 4-м такте по адресу 0001000001z (cxapame разряды поступают с регистра 30) считывается на нидеосумматор 45 код 1-й строки символа. В 5-м такте происходит запись в таблицу 5 из регистра 30 кода номера выводимого символа и инкрементированной первой строки. Выдвижение первой строки символа на экран .. происходит но время прямого хода

4-й телевизионной строки по сигналу со схемы 15 сравнения.

Аналогично осуществляется вывод остальных 14-и строк данного симнола. При подготовке к выводу последней строки символа во время пятого такта происходит подключение адресно-информационного коммутатора 35 к входу 36, что обеспечивает запись в таблицу 5, в ячейку, где ранее хранилась информация о символе с инкрементиронанной строкой, нулей информации. Таким образом обеспечивается прекращение вынода на экран телевизора строк данного символа. Для организации движения данного символа по экрану необходимо запрограммировать микропроцессор на изменение

12755 кодов координат X и У в соответствующих ячейках таблиц 2 и 3.

Пример . Для организации отображения 256 объектов, используя предлагаемое устройство нужен сле- 5 дующий объем памяти; 16х8=128 бит массив хранения координат Х, 16х8=

128 бит — массив хранения координат

У," 16х16=256 бит — массив хранения. текущей информации об адресе объек- 10 та в ПЗУ, цвете, масштабе и номере выводимой строки объекта; 25бх12=

3072 бит — массив хранения информации об адресе объекта в ПЗУ, цвете и масштабе объекта. t$

Объем массива хранения информации о содержании каждого объекта зависит от количества разных объектов и при использовании предлагаемого или известного устройства одинаков, 20 поэтому объем этого массива можно не учитывать.

Таким образом, для организации отображения 256 объектов, используя предлагаемое устройство, необходимый объем памяти составляет 3584 бит.

При использовании известного устройства для вывода тех же 256 объектов нужен следующий объем памяти:

25бх8=,2048 бит — массив хранения ко- 30 ординат Х; 256х8=2048 бит — массив хранения координат У, 256х12=3072 бит — массив хранения информации об адресе объекта в ПЗУ, цвете и масштабе объекта. 35

Таким образом, без учета объема

ПЗУ объем памяти составит 7168 бит, что в два раза превышает объем памяти в случае использования предлагаемого устройства, При увеличении чис- 40 ла отображаемых объектов разница в объемах памяти увеличивается. Наряду с указанным техническим эффектом использование изобретения обеспечит значительный экономический эффект.

Ю

Для предварительной оценки последнего только в частных применениях, например. в перепрограммируемых телеиграх, можно предположить, что при вось мицветной окраске динамических объ=

:,ектов и общем разрешении экрана

256х256 элементов разложения для побитового дисплея требуется 192 микросхемы памяти К565РУ2 (емкость 1К бит) или 32 микросхемы памяти K565P73S5

20 10

{емкость 16К бит), а при использовании предлагаемого устройства требуется всего 16 микросхем памяти

К565РУ2.

Формула из обретения

Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее первый блок сопряжения, выход которого соединен с информационной шиной блока памяти, первый счетчик и первый регистр, второй счетчик и второй регистр, выходы которых соединены с входами первой и второй схем сравнения соответственно, и видеосумматор, о т л и—

° чающее с я тем, что, с целью упрощения устройства за счет уменьшения объема блока памяти, оно содержит третий и четвертый регистры, первый и второй коммутаторы, сумматор, второй блок сопряжения и третий и четвертый счетчики, первые входы которых соединены с выходами первой и второй схем сравнения соответственно, вторые входы соединены с первыми входами первого и второго счетчиков соответственно, первый вход второго счетчика соединен с вторым входом первого счетчика, а выходы третьего и четвертого счетчиков соединены с первым и вторым входами первого коммутатора, выход которого соединен с адресной шиной блока памяти, информационная шина которого соединена с вторым блоком сопряжения, выход которого соединен с входами первого, второго, третьего и четвертого регистров и первым входом видеосумматора, второй вход которого соединен с третьим входом первого коммутатора, первым входом второго блока сопряжения и выходом второго коммутатора, первый вход которого соединен с выходом третьего регистра, а второй вход - с первым выходом четвертого регистра, второй выход которого соединен с четвертым входом первого коммутатора и входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго блока сопряжения, третий вход видеосумматора соединен с вторым входом второго счетчика.

1275520

12 егистр,опеделяющий состояние

Информация

Примечание перация в

-м и 5-м на регистре

30 актах старших раз рядов адреса таблицы

То же

То,ке

30

30

ФО

0

ФО

Вывод объекта продолжается

То ае

0 со схемы на ре16 срав- гистре кения 26

Выдача так-Объект не товык им" выводится пульсов прекращается

Обращение Вывод объекв таблицу та продол6.Считыва- мается ние на видеосумматор

45.Модификация номера, строки в таблице 5

То же То ке

Выдача так-Объект не товых им» выводится пульсов прекращает ся..Обращено в Начинается таблицу 6. вывод новоСчитывание го объекта на видеосумматор 45, Модификация номера строки в таблице 5

1275520 иг,2

Составитель M.Íåìèðoâñêèé

Редактор И.Дербак Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Колб

Заказ 6567/45 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4