Генератор векторов

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств для отображения графической информации . Целью изобретения является повышение точности и быстродействия генератора векторов. Для этого дополнительно введены элементы ИСКЛОЧА10ЩЕЕ ИЛИ 19, . 20, сумматор 2 1, блок 22 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ 23 и дешифратор 24 с необходимыми связями. Логические элементы и дешифратор позволяют в некоторых тактах построения вектора изменять одновременно координаты X-и У текущей точки, что сокращает количество необходимых для построения вектора тактов при одновременном уменьшении погрешности аппроксимации вектора. 4 ил. JuEl Ш сл с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (IQ) SU(и!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3918420/24-24 (22) 20,05.85 (46) 30.03,87, Бкл, ¹ 12 (71) Донецкий политехнический институт (72) Е. А. Башков, В. П, Боюн и В. А. Лисовин (53) 681. 327, 11 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹- 525980, кл. G 09 G 1/08, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1010646, кл, G 09 G 1/08, 1981. (54) ГЕНЕРАТОР ВЕКТОРОВ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств

4 ь (51) 4 С 09 С 1/08, С 06 .F 3/14 для отображения графической информации, Целью изобретения является повышение точности и быстродействия генератора векторов ° Для этого дополнительно введены элементы ИСКЛ10ЧА10ЩЕЕ ИЛИ 19, . 20, сумматор 21, блок 22 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ 23 и дешифратор 24 с необходимыми связями. Логические элементы и дешифратор позволяют в некоторых тактах построения вектора изменять одновременно координаты Х-и У текущей точки, что сокращает количество необходимых для построения вектора тактов при одновременном уменьшении погрешности аппроксимации вектора. 4 ил.

Уь у Jerry> 1 3 выход 36 = (вх30) (вх31)4-(вх32ф((вх33)+ (вх34)+ (вх35) ) (1) выход 37 =(вх30))(вх31))(вх32)1 ((вх33 + вх34 + вх35)) (2) выход 50 =(вх44)сФ(вх45)4(вх46)сф((вх47 + вх48 + вх49)) (3) выход 51 =(вх44)с((вх45) (вх46)ф((вх47 + вх48 + вх49)) (4) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств для отображения графической информации, Целью изобретения является повышение точности и быстродействия генератора векторов.

На фиг, 1 представлена структурная схема генератора векторов; на фиг, 2 — структурная схема первого дешифратора; на фиг, 3 — структурная схема второго дешифратора; на фиг. 4 — примеры генерации некоторых векторов.

Генератор векторов содержит ре- версивный счетчик 1 с параллельной записью координаты Х первой граничной точки вектора, реверсивный счетчик 2 с параллельной записью координаты У первой граничной точки вектора, первый сумматор 3, второй сумматор 4, регистр 5 координаты Х второй граничной точки вектора, регистр

6 координаты У второй граничной точки вектора, регистр 7 приращений координаты Х вектора, регистр 8 приращений. координаты У вектора, первый элемент 9 сравнения с нулем, второй

Сигнал с выхода 50 дешифратора

24 вызывает увеличение на единицу, а сигнал с выхода 51 — уменьшение на единицу содержимого реверсивного

Реверсивные счетчики 1 и 2 (фиг. 1) с параллельной записью предназначены для приема и модификации в процессе генерации координат Х и У, первичной граничной точки вектора, Эти координаты во время работы устройства меняются, постоянно приближаясь к координатам Х и Y второй граничной точки вектора, которые записываются в приемные регистры 5 и

6. Сумматоры 3 и 4 необходимы для вычисления приращений ЬХ и АУ, которые подаются на регистры 7 и 8 приращений и на элементы 9 и 10 сравнения с нулем. Элемент 20 ИСКЛЮЧАКЩЕЕ ИЛИ, элемент 23 НЕ, блок 22

00541 2 элемент 10 сравнения с нулем, элемент

) 1 И, триггер 12, накапливающий регистр 13, первый дешифратор 14, третий сумматор 15, первый элемент )6

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый блок 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, коммутатор ! 8, второй элемент 19 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, третий элемент 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ„четвертый сумматор 21, второй блок 22 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент 23 НЕ, второй дешифратор 24, Первый дешифратор 14 (фиг. 2) содержит элементы 25 и 26 ИЛИ-НЕ, элементы 27 и 28 И, элемент 29 НЕ, Дешифратор 14 имеет входы 30-35 и выходы 36 и 37. Второй дешифратор 24 содержит элементы 38 и 39 НЕ, элементы 40, 41 ИЛИ-НЕ, элементы 42,43 И, 20 Дешифратор 24 имеет входы 44-49 и выходы 50 и 5) .

Сигнал с выхода Зб дешифратора 14 вызывает увеличение на единицу, а сигнал с выхода 37 — уменьшение на единицу содержимого реверсивного счетчика 1. Появление сигналов на выходах 36 и 37 дешифратора 14 описывается следующими выр ажениями:

I счетчика 2. Появление сигналов на выходах 50 и 51 дешифратора 24 описывается следующими выражениями: элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и сумма,15 тор 21 выполняют вычисление разности абсолютных значений приращений Ó и ьХ, Если приращение лУ положительно, то на выходе сумматора будет получено выр ажение j 4 Y — 1 Ь Х (, 0 иначе — выражение ))Х (-) ЬУ), Элемент 19 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ предназначен для определения истинности условия

lhY(lhX l (5) и управления коммутатором 18, который управляется также и инверсным выходом знакового разряда накапливающего регистра 13, Если содержимое накапливающего регистра 13 не

130054 ) отрицательно, то коммутатор 18 пропускает на входы блока 17 элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ разность абсолютных значений приращений координат с вы— хода сумматора 21. Если содержимое накапливающего регистра 13 отрицательно и если условие. (5) выполняется, то на входы блока 17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с выхода коммутатора 18 поступает приращение b Y 10 иначе — приращение ЬХ, Элемент 11 И необходим для определения момента совпадения координат первой и второй граничных точек вектора, 15

Элемент 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, блок

17 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ служат для преобразования информации, поступающей с выхода коммутатора 18 в дополнительный код. 20

Триггер 12 управления предназначен для формирования цикла работы генератора векторов от момента прихода сигнала "Пуск на вход триггера 12 и до прихода сбрасывающего сиг- 25 нала с выхода элемента 11 И. В процессе работы генератора векторов по переднему фронту каждого внешнего тактового импульса дешифраторы 14 и

24 подают .суммирующий или вычнтающий 30 импульсы на управляющие входы реверсивных счетчиков 1 и 2 координат первой группы граничной точки вектора.

Распределение импульсов по выходам дешифратора 14 и 24 осуществля- 35 ется в зависимости от знака приращений, поступающих с выходов знаковых разрядов регистров 7 и 8 и от текущего знака, поступающего с инверсного выхода знакового разряда накапливаю- 40 щего регистра 13.

Если содержимое накапливающего регистра 13 положительно или равно нулю, то на сумматоре 15 осуществляется вычитание абсолютного значения 45 разности с выхода сумматора 21 из числа, находящегося в накапливающем регистре 13.

Если содержимое накапливающего регистра 13 отрицательно и условие (5) 50 выполняется, то сумматор 15 производит сложные числа находящегося в накапливающем регистре 13 с абсолютI ным значением приращения bY поступающего с выхода регистра 8, При не- 55 выполненном условии (5) и отрицательном содержимом накапливающего регистра 13 сумматора 15 осуществляется сложение числа из накапливающего регистра 13 с абсолютным значением при- ращения b X хранящегося в регистре 7.

По заднему фронту внешнего тактового импульса в накапливающем регистре 13 производится запись pes зультатов вычислений сумматора 15.

После прихода сбрасывающего сигнала с выхода элемента 11 И триггер

12 управления обнуляет накапливаюющий регистр 13 и запрещает появление на выходах дешифратора 14 и 24 суммирующих или вычитающих импульсов, Устройство работает следующим образом, На входы поступают знаки Х, У>

Х, У, которые по переднему фронту внешнего сигнала Запись кодов", поступающего на управляющий вход, заносятся в реверсивные счетчики 1 и 2 параллельной записью, а в приемные регистры 5 и 6 вводятся значения координат Х и Y первой и второй граничных точек. Сумматоры 3 и 4 производят вычисление hХ и д Y после чего сигнал "Запись кодов" снимается и своим задним фронтом производит запись приращения h.Х и

AY в соответствующие регистры 7 и 8 приращений, Если знаки приращений Ь Х и b Y совпадают, то с выхода элемента 23 НЕ потенциал логической единицы поступает на вход переноса сумматора 21 и на соответствующие входы блока 22 элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ в результате чего на второй вход сумматора

21 поступает проинвертированное значение приращения hX. Если .знаки приращений b Х и ЬУ не совпадают, то на выходе элемента 23 НЕ устанавливается потенциал логического нуля, благодаря чему на соответствующий вход сумматора 21 поступает приращение АХ беэ инверсии, Таким образом, на выходе сумматора 21 постоянно находится дополнительный код разности абсолютных значений приращений координат, знак которой поступает на .вход элемента

19.ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ для сравнения со знаком приращения.

Так как до прихода сигнала Пуск" триггер 12 управления и накапливающий регистр 13 находятся в нулевом состоянии, то на инверсном выходе 1300541 6

f5

30 знакового разряда накапливающего регистра 13, поступающего на соответствующий управляющий вход коммутатора 18 и на вход элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, установится потенциал логической единицы, в результате чего на выходе коммутатора 18 появляется разность абсолютных значений с выхода сумматора 21. Если эта разность не отрицательна, то под управлением элемента 16 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ на вход переноса сумматора поступает потенциал логической единицы, а на соответствующий информационный вход - инверсия исходной разности с выхода блока 17 элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Если разность абсолютных значений приращений, находящаяся на выходе сумматора 22, отрицательна, то на выходе элемента 16 ИСКПЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ установится потенциал логического нуля и на соответствующий вход сумматора 15 поступит информация без преобразования в блоке 17 элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, Таким образом, если содержимое накапливающего регистра 13 положительно или равно нулю, то сумматор

15 вычитает абсолютное значение выражения, находящегося на выходе сумматора 21, из содержимого накаплива" ющего регистра 13, С приходом на седьмой вход сигнала "Пуск" триггер 12 управления установится в единицу и с управляющего входа накапливающего регистра

13 снимается сигнал установки в нуль.

После этого по переднему фронту внешнего тактового импульса, если приращения йХ и ЬУ не равны нулю, дешифраторы 14 и 24 одновременно подают на управляющие входы реверсивных счетчиков ) и 2 суммирующие или вычитающие импульсы в зависимости от знаков приращений 6Х и ЬУ, Если приращение Ь Х или приращение 47 равно нулю, то на выходе элементов 9 или 10 сравнения с нулем появляется потенциал логической единицы, поступающий на соответствующий вход элемента 11 И и на вход соответствующе" го дешифратора 14 или 24, запрещая тем самым подачу импульсов на управляющие входы реверсивных счетчиков

1 или 2.

По заднему фронту внешнего тактового импульса информация с выхода сумматора 15 записывается в накапливающнй регистр 13. Если содержимое накапливающего регистра остается не отрицательным, то сумматор 15 вновь осуществляет вычитание абсолютного значения выражения с выхода сумматора 21 из содержимого накапливающего регистра 13, Если содержимое накапливающего регистра 13 стало отрицательным, и если на выходе. элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ находится потенциал логической единицы, что свидетельствует о выполнении условия (5), то коммутатор

l8 пропустит на свой выход приращение b Y с выхода регистра 8. При невыполнении условия (5) на выходе коммутатора 18 находится приращение ьХ.

Кроме того„при отрицательном содержимом накапливающего регистра 13 на соответствующий вход элемента 16

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ с инверсного выхода знакового разряда накапливающего регистра 13 поступает потенциал логического нуля, в результате чего сумматором 15 осуществляется сложение абсолютного значения приращения b Х или b.Y с выхода коммутатора 18 с содержимым накапливающего регистира 13, По пер едн е му фр он ту вне шн е го т актового импульса, если содержимое накапливающего регистра 13 отрицательно, управляющий сигнал появляется на одном из дешифраторов 14 или 24, При этом, если условие (5) выполняется, то управляющий сигнал суммирования или вычитания, в зависимости от знака приращения b,Х, поступает с выхода дешифратора 1 4 на соответствующий управляющий вход реверсивноro счетчика 1. При выполнении условия (5) на соответствующий управляющий вход реверсивного счетчика 2 поступает суммирующий или вычитающий сигнал с выхода дешифратора 24 в зависимости от знака приращения, В каждом такте в зависимости от знака числа в накапливающем регистре

13 производится либо вычитание абсолютного значения разности абсолютных значений приращении аХ u hY хранящихся в регистрах 7 и 8 приращений из числа в накапливающем регистре 13, и подача соответствующих суммирующих или вычитающих в зависимости от знаков приращений Ь Х и ЬУ импульсов на реверсивные счетчики 1 и 2, либо, если число в накапливающем регистре 1 3 отрицательно и выпол7 1 300541 няется условие J g Y! i 1д Х I, суммиро- с ванне абсолютного значения прираще- и ния дУ с числом в накапливающем . с регистре 13 и подача суммирующего в или вычитающего в зависимости от 5 знака h,Х импульса на реверсивный в счетчик 1, либо, если число в нам капливающем регистре 13 отрицатель- в но, а условие д Y 1д Х ) не выполня- в ется, то суммирование абсолютного 10 г значения приращения д X с числом в с накапливающем регистре 13 и подача суммирующего или вычитающего в за- P висимости от знака д7 импульса на т реверсивный счетчик 2. Цикл работы 15 р продолжается до поступления на эле- в мент 11 И сигналов с выходов элемен- т тов 9 и 10 сравнения с нулем, гово- в рящих о том, что текущие значения о дХ u hY стали равны нулю, т.е. те- 20 р кущие координаты Х и Y первой граничной точки, находящиеся в ревер- о сивных счетчиках 1 и 2, стали равны м координатам Х> и 7 второй граничной к точки, записанным в приемные регист- 25 л ры 5 и б. Элемент 11 И при этом х сбрасывает триггер 12 управления, на чем работа устройства заканчиваб ется, Фор мул а

Генератор векторов обладает более высоким быстродействием, чем известные устройства, Это достигается тем, что в некоторых тактах производится изменение координат Х и Y текущей точки одновременно, за счет чего для генерации вектора необходимо не более чем максимальное из величин 1д Х и дY) число тактовых импульсов. изобретения

Генератор векторов, содержащий реверсивные счетчики с параллельной записью координат Х и Y первой граничной точки вектора, информационные входы которых являются первыми информационными входами генератора, а выходы — информационными выходами генератора и подключены соответствен" но к первым информационным входам

50 первого и второго сумматоров, вторые информационные входы которых подключены к выходам соответствующих регистров координат Х и Y второй граничной точки вектора, информационные входы

55 которых являются вторыми информационными входами генератора, выходы первого и второго сумматоров соединены информационными входами регистров рирашений координат Х и Y вектора и информационными входами первого и торого элементов сравнения с нулем, ьгходы которых соединены соответстенно с первым и вторым входами элеента И, выход которого подключен к ходу сброса триггера, установочный ход которого является входом Пуск" енератора, выход триггера соединен первыми управляющими входами накапливающего регистра и первого дешифатора, вторые управляющие входы коорых являются тактовым входом генеатора, информационный вход накаплиающего регистра подключен к выходу ретьего сумматора, информационный ход которого подключен к информацинному выходу накапливающего региста, первый и второй управляющие входы третьего сумматора подключены сответственно к выходам первого элеента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первого блоа элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управяющий вход которого подключен к выоду первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, информационный вход первого лока ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен. к первому выходу коммутатора, первый и второй информационные входы которого подключены к первым выходам регистров приращений координат Х и Y вектора, второй выход коммутатора подключен к информационному входу пер-вого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, управляющий вход которого подключен к инверсному выходу знакового разряда накапливающего регистра, соединенному с первым управляющим входом коммутатора и третьим управляющим входом первого дешифратора, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим управлякицим входам реверсивного счетчика с параллельной записью координаты Х первой граничной точки вектора, первый и второй информационные входы первого дешифратора подключены соответственно к выходу первого элемента сравнения с нулем и с вторым выходом регистра приращений координаты Х вектора, управляющий вход которого является управляющим входом генератора, сое- диненным с третьими управляющими входами реверсивных счетчиков с параллельной записью координаты Х и Y первой граничной точки вектора, с управляющими входами регистров коор13005 динат X u Y второй граничной точки вектора и управляющими входами регистра приращений координаты Y вектора, о тли ч ающий с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия генер атора, он содержит второй и третий элементы ИСКЛЮЧАНКЕЕ ИЛИ, четвертый сумматор, второй блок элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент НЕ и второй дешифратор, пер- 1О вый и второй выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам реверсивного счетчика с параллельной записью координаты Y первой граничной точки вектора, первый 15 управляющий вход второго дешифратора подключен к выходу триггера, второй управляющий вход второго дешифратора соединен с тактовым входом генератора, третий управляющий вход 20 второго дешифратора подключен к инверсному входу знакового разряда накапливающего регистра, первый и второй информационные входы второго дешифратора подключены соответственно 25 к выходу второго элемента сравнения с нулем и к второму выходу регистра приращений координаты Y вектора, соединениому с информационными входа41 10 ми второго и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к четвертым управляющим входам первого и второго дешифраторов и к второму управляющему входу коммутатора, третий информационный вход которого подключен к первому выходу второго сумматора, второй выход которого подключен к второму информационному входу второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый информационный вход второго сумматора подключен к первому выходу регистра приращений координаты Y вектора, второй информационный вход второго сумматора подключен к выходу второго блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ, управляющий вход которого подключен к выходу элемента НЕ, соединенному с управляющим входом второго сумматора, информационный вход второго блока элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ подключен к первому выходу регистра приращений координаты Х вектора, второй выход которого подключен к второму информационному входу третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого подключен к входу элемента НЕ, 1300541

Составитель Л, Абросимов

Редактор H. Горват Техред А. Кравчук Корректор М, Шароши

Заказ 1155/51 Тираж 434 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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