Устройство для отображения графической информации на экране цветного телевизионного индикатора

 

СОЮЗ C0ВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s G 09 6 1/28

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕГИЯ

К ПАТЕНТУ

ХРОМ%)ЕЧОЧБ Ю ЪМФ ERSC KXRll0WOIX29C5 . 44 ЮФ%Т Л Л ЪФЪЪЧРЯИЗ ЯИВ3 йФ 1:С И ЗМ % «ЮЗ!ЬТЕ %ВЯЛО СИЗ .Ф4МЯ ЮЛ Л . ЧФ» В\ ° (лз

pj (21) 4876208/24 (22) 22 1О.9О (46) 23.08.93. Бюл. M 31 (71) Обнинский институт атомной энергетики (72) В,А,Руденко, В.А,Левченко, В,В,Агриянц и Рл. В, Коже мя ко (73) Обнинский институт атомной энергетики (56) Авторское свидетельство СССР

M 1348873, кл. 6 06 К 11/00, 1986. (54)УСТРОЙСТВОДЛЯОТОБРАЖЕНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ

ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО ИНДИКАТОРА (Б7) Использование. области автоматики и вычислительной техники, вычислительные

„„Я,3„„1836719 АЗ комплексы систем -.. âòoìà Tèçèpoÿàí Hoão проектирования тренажеров и др. Сущность изобретения: устройство содеожит 1 блок связи (2), i блок коммутации (3), 1 блок регистра "opoE3 (4), гi", .:: :,,,:.. ;,<, if:i ко-логических блоков (51, группу блоков оперативной памяти (6), группу шинных формирователей (71,-группу регистров сдвига (8), 3 блок формирования цветовых составляюших (9), 1 вифроаналоговыи IO805p330DBTG!Ib (101, телевизионный индикатор (I1)., 1 6noK ynpaDления памятью(12), 1 блок формирования растра (1 ), 1 блок формирования маркеров (17), 1 блок считывания (18), 2 — 3-5-6 — 7-8-9 — 101 1, 2 — 4 — 3, 4 — 13 — 11, 13 — 17 — Э, 2 — 9, 13 — 2, 13—

12 — 6,4 — 12, 13 — 8, 7-3. 13 — 3. 4 ил.

1836719

Изобретение относится к области автомзтк ки t вычислительной техники, в частности, предназначено для использования в составе вы гислительных комплексов систем авгоматизированного проектирования тренажеров и др.

Цель изобретения — расширение области применения устройства эа счет расширения диапазона представления информации.

На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 —. схема блока коммутации; на фиг. 3 — схема блока управления м": р.храми; на фиг. 4 — схема блока видеоу«илителей

Позицией 1 обозначена микроЭВМ.

Устройство содержит блок 2 связи, блок

" коммутации, блок 4 регистров, группу

".îèôèåõèêo-логических блоков 5, группу блоков 6 оперативной памяти, группу шинных формирователей 7, группу. регистров 8 сдвига, блок 9 формирования цветовых составляющих, цифроаналоговый преобразовател; 1О (ЦАП), телевизионный индикатор

11, блок 12 управления памятью. блок 13 формирования растра, состоящий из узла 14 формирования временных соотношений, узла 15 управления разверткой и синхронизации и генератора 16 тактовых импульсов, блок 17 формирования маркеров, блок 18 считывания, который состоит из узла 19 управления световым лучом и светового пера )A

Телевизионный йндикатор 11 содержит бло"; 21 видеоусилителей и электронно-лучевую трубку 22 (ЭЛТ).

Позицией 23 обозначен вход-выход устдоиства.

Блок 3 коммутации предназначен на осноэании управляющей информации из блока 4 регистров формировать данные для записи в блоки 6, а также считывать эти данные и содержимое регистров со стороны микроЭВМ 1.

Блок 3 содержит мультиплексор 24 сдвига информации и мультиплексор 25 чтения данных.

Блок 17 формирования маркеров предназначен для формирования на экране двух маркеров, которые позволяют определить окно, в котором или вне которого выполняется "-.çòoèîìíçÿ функция. Перемещение маркеров осуществляется программно установкой соответствующих регистров в блоке

4 регистров, Блок 17 содержит первый логический узел 26., память 27, счетчик 28 строк маркера, счетчик 29 пикселей маркера, второй логический узел ЗО _#_ 0pHGBN6p3Top 31, Импульсы строк и импульсы пикселей поступают соответственно с узлов 15 и 14 блока 13.

Блок 21 видеоусилителей предназначен для преобразования сигнала в стандартный для данной ЭЛТ 22 и содержит предварительный токовый усилитель — корректор 32 и усилитель 33 мощности.

Блок 4, 12, 3 и группы блоков 5, 6 и 7

1О представляют собой механизм автономных функций и предназначен для производства некоторых операций с изображением без участия процессора.

Устройство работает следующим обра15 эом, В основе работы устройства лежит способ отображения точек на экране ЭЛТ 22 с помощью системы телевизионной развертки. В этой системе гелевизионный луч ска2О нирует экран по строкам, формируя светящиеся с различной интенсивностью точки по каждому из трех лучей, Информация о каждой точке, раэворачиваемой на экране, содержится в блоках 6, 25 Эта информация является адресом, поступающим в блок 9 и определяющим из какой ячейки в блоке 9 следует считывать информацию об интенсивности свечения точки по каждому иэ лучей. Эта информация в свою

3О очередь, в виде 9-ти разрядного кода (no три бита на каждый цвет) поступает на ЦАП 10, на выходе которого получается аналоговый сигнал, соответствующий 8-му степени яркости.по каждому из цветов. Таким образом

35 цвет точки на экране определяется суммарнйм свечением трех лучей, каждый из которых светится с одной из восьми возможных степеней яркости. Занесение информации со стороны микроЭВМ 1 в блоки 6 и в блок

4О 9 производится программно. Блок 9 — это один регистр на шине микроЭВМ 1, младшие шесть разрядов которого определяют адрес, а следующие 9-ть разрядов — интенсивность свечения по каждому лучу. Блок 6

45 — это оперативная память емкость 384 К

16-разрядных слов. Вся эта память разбита на 6-ть линеек по 64 К слов каждая. Каждая линейка условно разбита на 16-ть "окон" по

4 К слова каждое. Адресное пространство

50 внутри "окна" отображается как часть собственного адресного пространства микроЭВМ 1 и обращение к ячейкам блоков 6 внутри "окна" происходит также, как к собственной памяти микроЭВМ 1. Переключе55 ние номера "окна" и номера линейки производится установкой соответствующих разрядов в регистре управления адресом блока 4.

Цикл записи в блок 6 оперативной памя" ти.

1836719

В регистр управления адресам блока 4 заносятся разряды разрез ения записи s линейку и номер., "окна", в которое следует

/ произвести запись, Далее процесс выставляет на шину адрес ячейки, в которую следует произвести запись (этот адрес фиксируется в регистре адреса блока 4) и данные, сопрово>кдаемые сигналом запись.

Адрес ячейки с регистра адреса поступает в блок 12, из которого мул ьтиплексированный адрес и сигналы управления поступают на соответствующую линейку блока 6. Данные с шины через бло, 3 и блоки 5 поступают на информационные входы блоков 6 и записываются в них. После этого блок 12 выдает на шину сигнал "ОТВЕТ" и цикл записи завершается.

Цикл чтения из блоков 6.

Адресная. часть этого цикла полностью идентична циклу записи, Мультиплексированный адрес и сигналы HAS и САЗ поступают на блоки 6 и производят выборку соответствующей ячейки, Информация с выходов блоков 6 через шинные формирователи 7 поступает на вход регистра данных чтения и фиксируется в нем, Далее информация через мультиплексоры чтения и на шинные формирователи 7 поступает на шину микроЭВМ 1, Цикл чтения завершается выдачей на шину сигнала "ОТВЕТ" от блока

12. МикроЗВМ 1 типа МС 1201 прецнаэначена для построения иэображения на основании команд получаемых из центральной

ЭВМ или от алфавитно-цифрового дисплея.

Связь микроЗВМ 1 с центральной 3BVi может осуществляться либо через интерфейс

ИРПС, имеющийся в составе микроЭВМ 1, либо через любой стандартный модуль связи для микроЭВМ "Электроника-60" (ИРПР, УПО, СПИ-15 и др.). Связь микроЭВМ 1 с устройством осуществляется через стандартный интерфейс О-BNS.

Блок 2 связи предназначен для логического и физического согласования сигналов интерфейса О-BNS с внутренними сигналами устройства, Он содержит магистральные приемопередатчики, регистр адреса, селектор адреса, схему управления прерыванием, дешифратор внутренних регистров устройства (на чертеже не показаны), Блок 3 коммутации представляет собой набор коммутаторов, которые на основании управляющей информации из блока 4 формируют данные для записи в блоки 6, а также позволяю.г считывать эти данные и содер>кимое регистров со стороны микро3ВМ 1.

Блок 4 регистров содержит регистр команд и состояния (РКС), регистр управления адресом (РУА). регистр сдвига экрана по Х

55 (PC3X}, регистр сдвига экрана гго Y (РC.ÇÓ). регистр координат маркера 1 (РКМ !) и регистр координат маркера 2 (РКЫ 2}, (На чертеже не показано}, Устройства содержит 6-ть блоков 5, Каждый иэ этих блоков позволяет осуществить 16-ть логических операций над данными, содержащимися в блоках 6 и данными, поступающими из блока 3. Эта дает воэможность накладывать иэображения, хранящееся в одном из блоков 6, на иэображение, хранящееся в другом блоке 6, вычитать эти изображения и т.д, Каждый из 6-ти блоков 6 представляет собой память емкостью 64 К 16-разрядных слов, в котором хранится информация аб иэобра>кении.

Шинные формирователи 7 предназначены для вь полнения функции "монтажное

ИЛИ" и позволя от осуществить передачу данных из блока 6 через блок 3, либо в микроЗВМ 1, либо в другой блок 6 по одним и тем >ке шинам дзинь х.

Регистры 8 сдвига преобразуют считанные из блоков 6 данные из параллельного кода в последовательный и передают их в блок 9 для отображения на экране, ВыходHb!8 данные оегистров 8 сдвига являются адресом в таблице подмены цвета.

Блок 9 представляет собой 9-ти разрядные ОЗУ (по 3 разряда на каждый цвет) емкостью 64 слова. Запись информации в этот блок со стороны микраЭВМ 1 производится как в регистр, имеющий на шине свой адрес.

На выходе блока 9 получае->ся 9-ти разрядный код (по 3 разряда на каждый цвет), определяющий интенсивность свечения по каждому лучу. Этот код передается на ЦАП 10.

ЦАП 10 преобразует код, поступающий из блока 9, в аналоговый сигнал и передает его на вход блока 2 1 видеоусилителей.

Блок 21 видеоусилителей преобразует сигнал в стандартный для данной ЭЛТ 22.

Блок 12 формирует мультиплексированный адрес для блоков 6, сигналы выбора строки и столбца, сигнал разрешения записи.

Генератор 16 тактовых импульсов формирует тактовые импульсы частотой 12,5

МГц, которые определя:от все временные соотношения работы устройства.

Блок 14 формирования временных соотношений определяет все временные соотношения работы устройства, цифры и арбитраж управления памятью разверткой, связь,о с шиной и т.д.

Блок 15 управления разверткой и синхронизацией формирует сигналы строчной и кадровой синхронизации, управляет затемнением и сдвигом экрана. Блок 17 формиро1836719

10

40 ванна маркеров формирует на экране два маркер», которые позволяют определить ок«о, ь котором или вне которого выполняется автономная функция, Перемещение маркеров осуществляется программной установкой соответствующих регистров в блоке 4 регистров, Узел 19 управления световым пером 20 содержит схему усиления сигнала от фотодатчика светового пера 18, схему определения координат пера и передачи их в микроЭВМ 1.

Усгройство содержит семь регистров, имеющих на шине свои фиксированные адреса.

Назначение разрядов регистра команд и состояния РКС приведено в табл. 1.

Назначение разрядов регистра управления адресом РУА приведено в табл, 3.

Таблица подмены цвета представляет собой регистр с адресом. Все разряды этого регистра считывают как "0". Формат ре-истра приведен в табл. 4.

Назначение разрядов при записи следующее: в разряды с ОО по 05 записывается адрес; в разряды Об, 07, ОЗ вЂ” код, определяющий интенсивность свечения точки по красному цве-ту, в разряды 09, 10 и 11 — код, определяющий ннлгенсивность свечения точки Ilo зеленому цвету; в разряды 12, 13 и 14 — код, определяющий вечения точки по синему цвету, Адрес — это кодовая комбинация, которая при считывании из ОЗУ вызовет свече ие точки заданными цветами с заданными интенсивностями, Например, при записи в регистр с адресом "167764" кода 044400 и обнуленных всех 6-ти линейках блоков 6 экран будет светиться белым цветом средней интенсивности, а при записи кода 007700— желтым цветом максимальной интенсивности, Если же, например, иэображение занести в первую линейку блоков 6 с номером

"О", а остальные линейки обнулить и записать в таблицу подмены цвета код 040401, то изображение будет высвечиваться на экране фиолетовым цветом средней интенсивности, Регистр координаты первого маркера (VKV >).

Формат регистра РКМ1 приведен в табл. 5.

Этот регистр доступен как для записи, так и чтения. При записи в регистр новой информации производит перемещение маркера "1" на экране, При появлении сигнала .Тотово" от светового пера из этого регистра считываются координаты светового пера, Регистр сдвига экрана по Х (РСЭХ).

Формат регистра приведен в табл, 6, Этот регистр доступен по записи и по чтению.

Регистр сдвига экрана по Y.

Младшие 10-ть разрядов этого регистра определяют количество бит, на которое сдвигается экран по Y. Остальные разряды не используются и считываются как "О", Доступен по записи и по чтению.

Регистр координат второго маркера (PKM2).. Формат регистра РКМ2 идентичен формату РКМ1. При записи в этот регистр происходит перемещение маркера "2" в точку экрана с указанными координатами. Доступен по записи и по чтению.

Совокупность блоков 4, 12, 3, 5, 6 и 7 представляет собой механизм автономных функций, который позволяет производить некоторые операции с изображением без участия процессора. Наличие такого механизма позволяет значительно быстрее произво25. дить, например, наложение изображения, содержащегося в одной линейке блоков 6 на изображение, содержащееся в другой линейке, так как при известном (традиционном) подходе для этого требуется прочитать содержимое обеих линеек в блоках 6 микроЭВМ, выполнить соответствующую логическую операцию над ними и записать результирующее изображение снова в блоки 6.

Механизм автономных функций позволяет выполнить операцию за один прямой ход кадровой развертки (20 м сек).

Перед запуском автономной функции следует установить маркерами "окно", внутри или вне которого будет выполняться автономная функция..Это производится записью координат маркеров в РКМ1 и

РКМ2, Область выполнения автономных функций определяется разрядом 00 регистра команд и состояния. Если он "0", то автономная функция выполняется внутри

"окна", если "1", то — вне "окна".

Далее в регистр управленил адресом заносится информация о том, из какой линей50 ки следует читать данные (12, 11, 10) и в какие линейки записывать результат (09-04), а также количество разрядов, на которое надо сдвинуть изображение в блоке

6 (14, 13).

После этого в регистр команд и состояния заносится код логической функции„которую следует выполнить с этими данными, Запуск механизма автономных функций производится по началу кадрового гасящего

1S36719

Таблица 1

Назначение

Раз я

КГИ. и0и в этом разряде указывает на обратный ход к дровой развер установленном разряде PKC 05 вызывает прерывание с вектором 31

Запасные

ТАФ. Установка в "1" этого разряда запускает выполнение автоном ции. При считывании всегда читается как и0".

Функция АЛУ. Определяет код функции, выполняемой блоком АЛУ с данными, Значение кодов функции приведено в таблице 2. Очищаются по сигналу сброс, аналогично очиогаготса раарлан 00, 00, 04. 03 10. 01, 00.! ° 1 511

"14, 130

10, 11

09, 08 импульса установкой в и1и разряда "12и регистра команд и состояния.

После запуска данные иэ выбранной ли нейки через мультиплексоры 25 сдвига поступают на вход одного из блоков 5, который выполняет данную логическую функцию и с его выхода результат поступает на входы всех линеек 6. Запись производится только в выбранные для записи линейки. К моменту окончания прямого хода кадровой развертки выполнение автономных функций завершается и на экране появляется уже модифицированное изображение. Следующий запуск механизма возможен только после окончания кадра. Предложенное устройство позволяет существенно расширить диапазон представления информации, кроме цифровых данных, графики, листограммы, поля, например температуры, технологические ñõåмы, для управления технологическими схемами.

Формула изобретения

Устройство для отображения графической информации на экране цветного телевизионного индикатора, содержащее блок связи, первый вход-выход которого является выходом-входом устройства, блок коммутации, блок регистров, блок формирования цветовых составляющих, цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к видеовходу телевизионного индикатора, блок формирования растра, первый выход которого подключен к синхровходу телевизионного индикатора, блок считывания, блок управления памятью, выход которого соединен с управляющими входами блоков оперативной памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет расширение диапазона представления информации, устройство содержит группу шинных формирователей, группу регистров сдвига, блок формирования маркеров и группу арифметико-логических блоков, входы-выходы которого соединены с первым выходом-входом блока коммутации, второй выход-вход которого соединен с первым входом-выходом блока связи, второй вход-выход которого является входом-выхо5 дом устройства, первый выход блока связи соединен с входом блока регистров, первый выход которого соединен с входом блока регистров. первый выход которого соединен с первым у равляющим входом блока

10 коммутации, второй управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока формирования растра. третий выход которого подключен к управляющему входу блока формирования маркеров, вход-выход

15 которого соединен с выходом-входом блока считывания, а выход — с управляющим входом блока формирования цгетовых составляющих, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразовате20 ля, выходы арифметико-логических блоков группы соединены с адресными входами блоков оперативной памяти группы, управляющие входы которых подключены к выходу блока управления памятью, а выходы — к

25 информационным входам арифметико-логических блоков группы. входам шинных формирователей группы и информационным входам регистров сдвига, вы";îäû которых соединены с адресными входами блока фор30 мирования цветовых составляющих, информационный вход которого соединен с вторым выходом блока связи, управляющий вход которого подключен к четвертому выходу блока формирования растра, пятый вы35 ход которого соединен с управляющим входом блока управления памятью, а шестой выход — с управляющими входами регистров сдвига группы, второй выход блока регистров соединен с управляющими входа40 ми арифметико-логических блоков группы, . третий выход — с информационным входом блока управления памятью, а четвертый выход — с информационным входом блока фор. мирования растра, выходы шинных

45 формирователей подключены к информациoHHoi" входу блока коммутации.

1836719

Продолжение табл. 1

Назначение

Раз я

Готово, "1" в этом разряде укаэывает на то, что в регистре координат первого маркера PKM 1 данные о координатах светового пера достоверны. Сбрасывается при чтении PKM 1. При установленном разряде PKC 06 вызывает прерывание с вектором 310.

Разрешение прерывания от светового пера. Установка в "1" этого разряда разрешает прерывание с вектором 310.

Разрешение прерывания по концу кадра, Установка в "1" этого разряда разрешает прерывание с вектором 314.

Разрешение развертки. Установка в "1" этого разряда разрешает развертку изображения на экран.! 1

03, 02 Затемнение по Y..Эти разряды определяют тип затемнения экрана по вертикали.

01, 00 Зэ:емнеиие по Х. Эти разряды определяют тип затемнения экрана по горизонтали.

Таблица 2

1836719

Таблица 3

Назначение

Hoava aT0ro разряда е "1" включает aeyK e динамике. aïañHîA ды очища!отся по сигналу "Сброс". и разряды определяют количество раэоядов, на которое произвоиг содержимого памяти при автономных функциях. еделяет М платы ОЗУ, из которой следует читать данные.

1 и. Эти разряды определяют 4 линейки на плате. иэ которой сведуданные; разряде запрещает запись в линейку 6. разряде запрещает запись в линейку 5. разряде запрещает запись в линейку 4, разряде запрещает запись в линейку 3, разряде запрещает запись в линейку 2. разряде запрещает запись в линейку, Эти 4 разряда определяют номер "окна", к котрому идет отраже иси или чтению.

Таблица 4

Адрес

Та бл и да 5

12 1

1836719

Составитель И, Загинайко

Редактор Н. Козлова Техред М,Моргентал Корректор H.Påâcêàÿ

Заказ 3022 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r; Ужгород, ул.Гагарина, 101