Устройство для отображения информации на экране электронно- лучевой трубки

 

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах ввода-вывода данных на телевизионном индикаторе для отображения алфавитно-цифровой, графической или полутоновой информации, а также при построении устройств отображения в автоматизированных системах управления и информационно-измерительных системах. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Это достигается введением блоков 6.2-6.л оперативной памяти, регистров I2..п сдвига, блоков 5 и 13 коммутации с соответствующими функциональными связями в предложенное устройство . В цикле работы, состоящем из L тактов отображения, выделяются L тактов считывания данных из блоков 6 памяти и один такт записи. Поскольку цикл повторяется в период прямых и обратных ходов луча по экрану электронно-лучевой трубки, время ожидания готовности к записи составляет L тактов считывания, что существенно меньше , чем в известных устройствах. I з. п. ф-лы, 5 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 б 09 G 1 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4053270/24-24 (22) 08.04.86 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (71) Минский радиотехнический HHcTHT) (72) А. H . Дмитриев и А. Н. Морозевич (53) 681.327.11 (088.8) (56) Современные методы н устройства отображения информации. / Под ред. М. И. Кривошеева и А. Я. Брейтбарда. М.: Радио и связь, 1981, с. 5.

Авторское свидетельство СССР № 963083, кл. G 09 G !/18, 1981, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ

ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ (57) Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах ввода-вывода данных на телевизионном индикаторе для отображения алфавитно-цифровой, графи„„SU 1 81584 А 1 ческой или полутоновой информации, а также при построении устройств отображения в автоматизированных системах управления н информационно-измерительных системах.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства. Это достигается введением блоков 6.2 — 6.п оперативной памяти, регистров 12.2 — 12.п сдвига, блоков 5 и 13 коммутации с соответствующими функциональными связями в предложенное устройство. В цикле работы, состоящем из L тактов отображения, выделяются L тактов считывания данных из блоков 6 памяти и один такт записи, Поскольку цикл повторяется в период прямых и обратных ходов луча по экрану электронно-лучевой трубки, время ожидания готовности к записи составляет

L тактов считывания, что существенно меньше, чем в известных устройствах. 1 з. и, ф-лы, 5 ил.

1381584

Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах ввода-вывода данных на телевизионном индикаторе для отображения алфавитно-цифровой, графической или полутоновой информации, а также при построении устройств отображения в автоматизированных системах управления и информа цион но-из мер ител ьных системах.

Цель изобретения повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — то же, блок управления; на фиг. 3 — — то же, регистр сдвига; на фиг. 4 временная диаграмма работы устройства; на фиг. 5 диаграмма работы стыковой памяти.

Устройство содержит регистр 1 данных, регистр 2 адреса, счетчики горизонтальной 3 и вертикальной 4 разверток, первый блок 5 коммутации, блоки 6 6п оперативной памяти, блок 7 управления, формирователь 8 видеосигнала, состоящий из регистра 9 и цифроаналогового преобразователя 10, элект ронно-лучевую трубку (ЭЛТ) 1, регистры

12 )2n сдвига и второй блок 13 коммутации. Блок 7 управления содержит память 14 точек, память !5 строк, регистр 16 точек, регистр 17 строк, элемент И 18, триггер 19, дешифратор 20 и генератор 21 импульсов.

Процесс отображения информации на экране телевизионного индикатора состоит из двух фаз; формирование кадра изображения и регенерация изображения. Г1од формированием изображения (кадра изображения) понимается заполнение блока памяти данными с целью последующего отображения на экране требуемой информации.

Скорость формирования изображения является важнейшей характеристикой устройства отображения, поскольку определяет быстродействие устройства в режиме работы с внешней по отношению к устройству отображения аппаратурой. Регенерация (возобновление) изображения — — процесс циклического считывания данных из блока памяти и формирования символов синхронно с движением луча по экрану. Частота регенерации выбирается из эргономичесKHx соображений и составляет /„=30 — 50 Гц.

Если растр телевизионного индикатора

HV, где Л количество точек по строке;

V --- количество строк, то длительность засветки одной точки

1 з=tr „, При этом обычно регламентируется период строчных синхронизирующих импульсов Т, и время обратного хода по строке а Т„где а коэффициент, показывающий, какую часть строчной развертки занимает обратный ход, а=0,15 — 0,25, а также период кадровых синхронизирующих импульсов T„ и время обратного хода по кадру р T„, где коэффициент, показывающий, какую часть кадровой развертки занимает обратный ход, р=0,05 — 0,1.

Время формирования изображения тесно связано с временными параметрами регенерации, поскольку в большинстве устройств отображения заполнение блока памяти возможно лишь в период обратного хода строчной и кадровой разверток, когда счетчики горизонтальной и вертикальной разверток не работают в режиме счета. В этом случае время формирования изображения и ф„— — t„ +Nt,„, i1

15 где 1,„, время i-го ожидания готовности блока памяти к приему информации;

N -- число знаков, выводимых на экран монитора (записываемых в блок памяти); время записи в блок памяти; к — количество временных интервалов ожидания готовности блока памяти к приему информации (количество ожиданий), 20

25 к=) --,- (, N!

35 тогда при каждом считывании очередного

50 слова данных остается резерв

1 р — 3 сч

Как правило, при отображении полутоновой информации время недостаточно для записи информации в блок памяти, т. е.

1,(1„„однако за Е-тактов можно искусственно создать

tp — Ltp)t„, число знаков, принимаемых блоком памяти за один сеанс связи;

30 )х (— ближайшее целое число, большее х Таким образом, к= l, 2, ..., Л .

Время ожидания ,-(1 — а), если доступ организован в обратном ходе луча строчной развертки

T„(1 — P), если доступ организован в обратном ходе луча кадровой развертки.

Типовые значения t„и 1„, следующие:

t „,— l 00 — 200 нс;

t„=50 — 54 мкс или 18 — 19 мс.

В предложенном устройстве заполнение блока памяти осуществляется не только в период обратных, но и прямых ходов строчной и кадровой разверток.

Г1усть при считывании из блока памяти

45 слова данных, модулирующих яркость засветки одной точки экрана ЭЛТ, время считывания

138!584

15

Lt,,+ „,< !з, 20

30

40

Т,=V T„

50

М=) — " (, з=М з, з (2) 55 ближайшее целое того, для удобства

При этом считывание слова данных из блока памяти производится с частотой f„,=

= ) — =f> в течение L тактов отображе1 3 ния, затем один такт предоставляется для записи слова данных в блок памяти. После этого указанная процедура, состоящая из

L тактов отображения, повторяется. Чтобы в процессе записи информации в блок памяти регенерация изображения не нарушалась, необходимо в течение L тактов считать из блока памяти слов и отобразить их на экране

ЭЛТ, т. е. должно выполняться соотношение согласования записи, считывания и отображения (засветки):

Для выполнения этого соотношения служат регистры сдвига, организованные в виде промежуточной стековой памяти для хранения L -слов. Запись в регистры производится с частотой f,. а выборка — с частотой f .

Если стековая память организована по принципу FIFO (первый вошедший обслуживается первым), t„,=t„„a $t>(t,„(t>, то L (2, поскольку каждое записанное в стековую память слово данных будет извлечено для отображения, за исключением такта считывания, непосредственно предшествующего такту записи, когда возникает повторная запись в стековую память до извлечения оттуда данных (фиг. 5).

При t,.„)t>, используя известный прием повышения быстродействия — распараллелывание, можно снизить время считывания в М раз. Для этого устройство содержит блоки оперативной памяти, и при регенерации изображения из блоков памяти одновременно считываются информации о М— последовательно расположенных точках, записывается в регистры 12, каждый из которых содержит второй регистр 22, блок 23 коммутации, первый 24 регистр, а затем осуществляется последовательная ком м утация каждого слова данных с частотой для выдачи в цифроаналоговый преобразователь 10 и модуляции яркости луча ЭЛТ.

Таким образом, время формирования одной точки изображения в формуле (1) можно рассматривать как величину

tv= Mta, где tq — реальное время засветки одной точки изображения. Таким образом, величины М и L выбираются из следующих соотношений:

L=I — — " -(, tç — „ где символ )х(означает число, большее х. Кроме построения структуры величину М выбирают равной 2 тогда т=1одзМ.

Максимальное время ожидания готовности блока памяти к обмену при этом равно

L t,,„а время формирования кадра изображения составит

t)4 А 7- ч+ Nt п .

Выигрыш по быстродействию

At „— — t „— t „— — >1„,— NLl,.„.

1=(Например, при K=N=I, L 4, t„=54 мкс, t,.„=320 нс, Л/ф„— — 52,72 мкс.

Устройство работает следующим образом.

Регенерация изображения.

Ьлок 7 управления вырабатывает на пятом выходе прямоугольные импульсы (А) опорной частоты с периодом T=t,> (см. фиг. 1, 2). По положительному фронту импульсов А осуществляется увеличение на единицу содержимого счетчика 3 горизонтальной развертки, сигналом переполнения которого увеличивается на единицу содержимое счетчика 4 вертикальной развертки.

Разрядность счетчика 3 определяется из соотношения и =(1одзН(, а коэффициент пересчета равен Н, Период строчной развертки в этом случае непосредственно связан с вепичиной И:

T,=Hi 3.

При этом для прямого хода по строке используется H(l — а) точек (коды О, 1, 2, ..., (1 — а)Н вЂ” 1 счетчика 3), а для обратного аН точек (коды (1 — n)H, (1 — а(И+1, Н вЂ” 1 счетчика 3).

Таким образом, импульс переполнения счетчика 3 возникает по окончании телевизионной строки и является счетным синхроимпульсом счетчика 4 вертикальной развертки. Счетчик 4 также суммирующий с коэффициентом пересчета V и разрядностью п4=11од2 (Период кадровой развертки соответствен но равен а для прямого и обратного ходов по кадру испо.пьзуются соответственно V(1 — P) строк (коды О, 1, 2, ..., (1 — 1 (— 1 счетчика 4) и PV строк (коды V(1 — II), V(1 — р)+1, V — 1 счетчика 4).

На основе кодов счетчиков 3 и 4, а также выходов блока 5 коммутации по положительному. фронту синхроимпульсов А блок 7 управления формирует следующие сигналы: кадровый синхронизирующий импульс T осуществляет запуск генератора формирования линейно изменяющегося напряжения по оси у ЭЛТ; строчный синхронизирующий импульс 5 осуществляет запуск генератора формирования линейно изменяющегося

1381584

30

55 напряжения по осН Л ЭЛТ (вдоль телевизионной строки); установка в «О» регистра 9 (V), формирук)щийся с началом обратного хода по строке, где нулевому состоянию регистра соответствует уровень темного ЭЛТ, т. е. в период обратного хода по строке осуществляется затемнение изображения; за пись в регистр 9 (Л ); управление первым блоком 5 коммутации (В) — сигнал представляет собой импульс, высокий уровень которого соотвеTcTB)ет коммутации на выход (О регистра 2 адреса (время 1„,), а низкий счетчиков 8 горизонтальной и 4 вертикальной разверток (время L t,,); установка в

«О» регистров 12 (Е): запись в регисгры !2 (С); коммутация F сигнал осуществляет адресацик> слова дынных, извлекаемого цз регистров 12; группу Hi tlilлов Б„выс<».нл? уровнем осу?цествляк>щих запись в соотц.тс?вующий (i-й) 6>.!îê 6. (.Инхронно с дццженц M луча llo экр,?н) из М-блоков i) o ill ыныется информация о модуляции яркос; ?луча ЭЛТ и по заднему фронту сигнала (. зыписын;1(тся в соотцетст вую?цие регистры 12. 3ат(м сигналом <3 oo)ществляется послсдователы?ыя KoMM) TB <ия выходов реt H(TpoB 12 через второй блок 1,3 коммутации ны вход регистры 9, куды с.?оц<> данных зын(>сится по переднему фронту oil! нала Л, з;псм носI ) tt;tBT в цифроанал< . >,I Iil преобразователь О, который Осугцес > 1<. I H(г мод)/л яцик) ? >) кости 1) >?а Э> (Т 1 1 в т(, к) Il(H

ТОЧк(.. (И? ti !.1 .4 l) сосТОИТ ИЗ Гр) ll lit>l I><- м.> ы,llllHx разряд(>ц «четчнка 8 Iоризонтылы?ой ры.?

B(.pTKH (фиГ. 4 ц р(м(littd B Диыгр > Ы л?(1, Н> палов для М==4, =- 3).

При агом il, I j)(>K< В временной,,ц«1(»,Mмы указаны ф >1>мы с >л?ого сигнала Б и i!»

+op Md>IH(»?!? i ii .. ii,!. коммутируемые им на выход; ц стрикс Л/> указан ном(р j)(> . ра 12, комм)тн() M;>»! 1 д;1.?цыи мол: выход BTopoi < .!<»

ммут;>ццн. 1« ке ук ti?dt««>»I(j> (>(I цл ры 12, из ко?(>(И>! извлекается и>?форм;I!! l!я J, iÿ Отобр; к(Учитывая iip»xl(p конкретной ре;>ли 3,!!! »1 регистров 12 (ill) фиг.,3), отметим, что ll(, рл

«1» соотцегс Гц) е? II(рвый регистр 24, II<>31((>)

«2» соот>)ет«ст 13)(1 цторой регистр 22, 1 (. i i ныл F, II() с > ?ц(. (Tt?v, является (иГна.l(>xi > ll. равд«ния блока 28 коммутации. В ст(оке

«Отображение» врем(!! tloH диаграммы ) казан номер oIof>I>;tiKd(. Iî÷êH, а в с Г(>оке

«Видеосигца I» пример возможной формы сигнала мод)ляцни луча ЭЛТ. Если в ?н риод обра?цения группы М-точек приходит i«>B!орный импульс записи в регистры 12 (сигны I 6) то информация ц регистрах 12 с,.(цц гдеl ся и для отображения информация извл K I(òñ>? уже не из первого, а из второго регисгры до окончания отображения текущей группы

М точек. С началом отображения группы М точек информация извлекается опять из первого регистра 12, в котором к этому момеltT) будет находиться соответствующее слово данных.

По истечении L-тактов считывания из блоков 6 блок 5 коммутации переключает к их адресным входам выходы регистра 2 адреса, и осуществляется один такт записи, если io этого мом(нта возникло соответствук>щее требование (D) на входе записи устройства. В период такта записи регенерация изображения осуществляется данными, храня?цимися в ре?ил рах !2. Г1о истечении такта записи рассмотренная выше процедура повторяется. Описанная последовательность тактов повторяется как в период прямых, тык ц ц период обратных кодов луча

:-->.> (T. (()d:?ы обмена. (1)сть возникли неооходимость записать код яркости точки, соответствующей адресу

Л,. Гlри этом m-м iBд?пих разрядов адреса

Л,. 6)дут ) кызывать ном(р одного из блоков 6 памяти (М). В этом случае на входе данных (Р) устрой TBd устанавливается код яркости, цы выходе адреса (() -- код А„а на вход зыписц устройства (D) поступает импульс записи («!»), iio которому коды яркости и .4, зыцо«>пся в регистры 1 данных и 2 адре. а (чнп це?ственно.

<. появлением очередного уровня «1»

i!B цыхо.i(!3 блока 7 управления пы выход пери;н> 6.?Окы 5 коммутации коммутируется содержимое регистра 2 адреса, на выходе О

6 i(>K;i 7 управления формируется сигнал п>тоццосги приема кода, à на одном из вых<>доц !3, (ol!pB,?еляемом ны основе )n-млыдпцх разрядов А,) формируегся сигнал записи ц i-и блок 6. Од?н)временно может быть (. И я< (игна,? записи ны входе устройства, :1 >н> окончании записи сбрасывается сигнал !

1» 1?,с?ройстцо готово к цов(>й фазе обмены. (>лок 7 у»pdB.I(ния работает следук>щим (>6 (> . И) м. ! lы i?x<>;ii>i (.(и (:(3 блока 7 управления н >л) ï;Iê>T коды (че?чиков 3 горизонтальной

4 ц(р Гикыльцой р;I:?B(ðòoê. Эти входы яв.?я?< Гся iдресными для памяти 14 и памя1;>, l?;l t?I>Ixoldx K(>l<>pblx через время 1>1

НО(Л(И 3Л<Еti(. H HH 11ДР(>O(i ПОЯ ЦЛ HBT(Я И НфОРмыция. которая Ilo сHI нылам Л и А! соотцстственно .?аносится в регистры !б и 17. (.Tp) KI) pd информации в памяти 14 и 15

iы коны, ?то Iio адресу А., ц t-м разряде памяти

?ыписына «1» в том ".t) ÷;I(, если необходимо цы )-м»t»xu.?е регистры 16 или 17 выработать

Импульс в 4, момеlll Относительно нулевого ос?ояния (÷åò÷èêoâ г(>риз<» тальной и верi икал ьной разверток соответственно. Если

<1» записана по одному из адре<.ов, то длиельно«ть вырабатываемого импульса на цы ход(регистра 16 ooîòâåòoòâóåò (! 4 — — Т; г I 1 и< риод тактовых импу1bcoB; а на цы хо,(е регисгра 17 - соответственно /<т= .=7! T. Если единицы записаны по последовательным R-адресам, то длительности

1381584

Формула изобретения

Таким образом, в памяти 14 и 15 записано требуемое взаимное расположение синхронизирующих импульсов.

Импульс В, записи в i-й блок из группы блоков 6 памяти формируется следующим образом. Передним фронтом сигнала В в такте записи в триггер 19 заносится высокий уровень сигнала D, установленного на входе записи устройства. Выход триггера 19 стробирует дешифратор 20, на вход которого подаются m-младших разрядов регистра 2 адреса, коммутируемого в этот момент на выходы первого блока 5 коммутации. Таким образом на -м выходе дешифратора 20 формируется сигнал «!», если запись осуществляется в i-й блок из группы блоков 6. Число выходов дешифратора равно М. 3а время Т до окончания импульса В на вход сброса триггера 19 приходит импульс I установки

его в «О». Тем самым снимается сигнал В, и блоки 6, переводятся в режим считывания.

Регистры 12 работают следующим образом. На вход первого регистра 24 подается код яркости точки, считываемый из блока 6 памяти. При подаче импульсов С записи в регистры 12 код заносится в первый регистр 24, а информация из первого регистра 24 переписывается во второй регистр 22.

Так осуществляется заполнение регистров 12 информацией. Выборка данных осуществляется путем коммутации выходов первого 24 или второго 22 регистров на выход через блок 23 сигналом Е Сброс регистров 24 и 22 осуществляется сигналом Е, в качестве которого может быть выбран или специальный сигнал, вырабатываемый блоком 7 управления, или как это показано в конкретном примере реализации блока 7 управления (фиг. 2), сигнал T.!. Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), содержащее блок оперативной памяти, информационный вход которого является информационным входом устройства, счетчики горизонтальной и вертикальной разверток, формирователь видеосигнала, управляющие входы которого соединены с первым и вторым выходами блока управления, выход формирователя видеосигнала является выходом устройства для подключения к модулятору ЭЛТ, третий и четвертый выходы блока управления являются выходами устройства для подключения к отклоняющей системе ЭЛТ, счетный вход счетчика горизонтальной развертки соединен с пятым выходом блока управления, выход переноса счетчика горизонтальной развертки соединен со счетным входом счетчика вертикальной развертки и управляющим входом блока

35 управления, выход блока оперативной памяти соединен с информационным BxoJoM регистра сдвига, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит дополнительные блоки оперативной памяти, дополнительные регистры сдвига, первый и второй блоки коммутации, выходы первого блока коммутации соединены с информационными входами блока управления и адресными входами блоков оперативной памяти, управляющий вход первого блока коммутации соединен с шестым выходом блока управления, информационные входы дополнительных блоков оперативной памяти соединены с первым информационным входом устройства, управляющие входы блоков оперативной памяти соединены с выходами первой группы блока управления, выходы дополнительных блоков оперативной памяти подключены к информационным входам дополнительных регистров сдвига, управляющие входы регистров сдвига соединены с выходами второй группы блока управления, а выходы — с информациоными входами второго блока коммутации, выход которого подключен к информационному входу формирователя видеосигнала, выходы счетчика горизонтальной развертки соединены с управляющими входами второго блока коммутации, адресными входами первой группы блока управления и информационными входами первой группы первого блока коммутации, вы оды счетчика вертикальной развертки соединены с адресными входами второй группы блока хиравления и информационными входами второй группы блока управления и информационными входами второй группы первого блока коммутации, информационные входы третьей группы которого являются адресным входом устройства, выходом готовности которого является седьмой выход блока управления.

2. Устройство по и. 1, от.шнающее я тем, что блок управления содержит генератор импульсов, выход которого является пятым выходом блока и соединен с уиравлякицим входом регистра точек, информационные входы которого подключены к выходам памяти точек, входы которого являются адресными входами второй группы блока, первый выход регистра точек является третьим выходом блока, одним из выходов второй группы которого являются второй и третий выходы регистра точек, четвертый выход которого является первым выходом блока, пятый выход регистра точек является ц1естым Bhlxoдом блока и соединен с в одом установки в «1» триггера, вход установки в «О» которого соединен с шестым выходом регистра точек, седьмой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу регистра строк, второй выход которого является чет1381584

10 вертым выходом и другим выходом второй группы блока, вторым выходом которого является выход элемента И, управляющий вход регистра строк является управляющим входом блока, информационные входы регистра строк соединены с выходами памяти строк, входы которых являются адресными (к no>5

Е(кдц 7) Ь(нпщ 7) входами первой группы блока, выход триггера является седьмым выходом блока и подключен к управляющему входу дешифратора, информационные входы которого являются информационными входами блока, выходы дешифратора являются выходами первой группы блока.

1381584

АР 723 7 7237123 7123 123Ч1237712377

1 1121 122 11111121 122 111 1 112

ОбР 1 23 4 5 6 7В 96 17207475 б770 9 272 3 25

Ваде

Фиг. 77

Запись 3 свеко1 я панях

Изменение uz cmeKofou помят

Фиг.5

Составитель Л. Васильев

Редактор М. Товтин Техред И. Верес Корректор О. К ндрик

Заказ 823/49 Тираж 459 Г1одписное

ВНИИПИ Гос а уд рственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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