Устройство для ввода изображения в эвм

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения для ввода информации в ЭВМ. Техническим результатом изобретения является повышение скорости ввода изображения в ЭВМ. Устройство для ввода изображения в ЭВМ содержит блок управления, регистр приема, блок буферной памяти, счетчик адреса, блок связи с ЭВМ, АЦП, первый и второй блоки канальных передатчиков. Ввод видеоинформации в ЭВМ осуществляется последовательно чтением каждого байта, записанного в блок буферной памяти. 2 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения для ввода информации в ЭВМ.

Известно устройство для ввода изображения в электронную вычислительную машину (А. С. N 1226434 СССР, кл. G 06 P 3/02, 1986 г., Бюл. N 15), содержащее электронно-лучевую трубку, блок управления сканированием, интенсивностью и апертурой электронного луча, блок оптического преобразования, блок анализа изображения, блок фотоэлектронных умножителей, блок преобразования напряжения в код, блок умножения, блок оперативной памяти, сумматор, генератор синхроимпульсов, блок управления режимом перестройки апертуры, включающий схему сравнения и два ключа, формирователь управляющих сигналов, усилитель, два регулируемых источника постоянного тока, двухпозиционный переключатель, шунтирующий элемент, формирователи сигналов, управляющих перестройкой апертуры в блоке, отклоняющую систему, фокусирующую систему, управляющий электрод и информационные и управляющие шины. Недостатком этого устройства является сложная аппаратная реализация.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для ввода изображения в ЭВМ (А.С. N 1432494 СССР, кл. G 06 F 3/00, 1988 г., Бюл. N 39), содержащее регистр сдвига, блок управления, счетчик бит, регистр приема, счетчик адреса, формирователь импульсов, блок буферной памяти, блок канальных приемопередатчиков, блок связи с ЭВМ. Недостатком этого устройства является невысокое быстродействие, т.к. для ввода изображения в ЭВМ необходимо передавать устройству адрес каждого вводимого элемента изображения.

Технической задачей устройства является повышение скорости ввода изображения в ЭВМ.

Техническая задача решается тем, что в устройство для ввода изображения в ЭВМ, содержащее блок управления, регистр приема, блок буферной памяти, счетчик адреса, блок связи с ЭВМ, причем первая группа входов блока управления является группой входов устройства для подключения к управляющим шинам телекамеры, выходы счетчика адреса соединены с адресными входами блока буферной памяти, введены АЦП, первый и второй блоки канальных передатчиков, причем вход АЦП является входом устройства для подключения к информационному выходу телекамеры, информационные выходы АЦП соединены с информационными входами регистра приема, информационные выходы которого подключены к информационным входам-выходам блока буферной памяти и информационным входам первого блока канальных передатчиков, информационные выходы которого соединены с информационными выходами второго блока канальных передатчиков и являются группой выходов устройства для подключения к информационной шине ЭВМ, первый вход блока управления соединен со входом стробирования АЦП, третий вход блока управления соединен с информационным входом второго блока канальных передатчиков, вторая группа входов блока управления соединена с третьей группой выходов блока связи с ЭВМ, первый выход блока управления соединен с первым управляющим входом регистра приема, второй и третий выходы блока управления подключены к первому и второму управляющим входам блока буферной памяти соответственно, четвертый выход блока управления соединен со вторым управляющим входом регистра приема и первым управляющим входом счетчика адреса, второй управляющий вход которого подключен к пятому выходу блока управления, управляющие входы блока связи с ЭВМ являются входами устройства для подключения к управляющим шинам ЭВМ, первая и вторая группа выходов блока связи с ЭВМ подключена к управляющим входам первого и второго блока канальных передатчиков соответственно.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена структурная схема устройства для ввода изображения в ЭВМ, а на фиг. 2 представлена схема блока управления.

Устройство для ввода изображения в ЭВМ содержит АЦП 1, блок управления 2, регистр приема 3, блок буферной памяти 4, счетчик адреса 5, блоки 6 и 7 канальных передатчиков, блок связи с ЭВМ 8, шину данных 9, шину управляющих сигналов 10, информационный 11, и управляющие 13 входы, причем первая группа входов блока управления 2 является группой входов устройства для подключения к управляющим шинам 12 телекамеры, выходы счетчика адреса 5 соединены с адресными входами блока буферной памяти 4, вход АЦП 1 является входом устройства для подключения к информационному выходу 11 телекамеры, информационные выходы АЦП 1 соединены с информационными входами регистра приема 3, информационные выходы которого подключены к информационным входам-выходам блока буферной памяти 4 и информационным входам первого блока канальных передатчиков 6, информационные выходы которого соединены с информационными выходами второго блока канальных передатчиков 7 и являются группой выходов 9 устройства для подключения к информационной шине ЭВМ, первый вход блока управления 2 соединен со входом стробирования АЦП 1, третий вход блока управления 2 соединен с информационным входом второго блока канальных передатчиков 7, вторая группа входов блока управления 2 соединена с третьей группой выходов блока связи с ЭВМ 8, первый выход блока управления 2 соединен с первым управляющим входом регистра приема 3, второй и третий выходы блока управления 2 подключены к первому и второму управляющим входам блока буферной памяти 4 соответственно, четвертый выход блока управления 2 соединен со вторым управляющим входом регистра приема 3 и первым управляющим входом счетчика адреса 5, второй управляющий вход которого подключен к пятому выходу блока управления 2, управляющие входы блока связи с ЭВМ 8 являются входами 10 устройства для подключения к управляющим шинам ЭВМ, первая и вторая группа выходов блока связи с ЭВМ 8 подключена к управляющим входам первого 6 и второго 7 блока канальных передатчиков соответственно.

АЦП 1 предназначен для преобразования аналогового видеосигнала, поступающего с информационного выхода 11 телекамеры в цифровой, параллельный 8-разрядный код.

Блок управления 2 предназначен для управления приемом одного кадра телевизионного изображения. Блок управления содержит первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16 и пятый 22 элементы НЕ, первый 17 и второй 26 элементы И, элемент И-ИЛИ-НЕ 18, первый 19, второй 20 и третий 21 триггеры, элемент И-НЕ 23, первый 24, второй 25, третий 27 и четвертый 28 элементы ИЛИ, причем выходы второго 14, третьего 15 и четвертого 16 элементов НЕ, прямой выход первого триггера 19, объединенный с первым входом третьего элемента ИЛИ 27, подключены ко входам первого элемента И в элементе И-ИЛИ-НЕ 18, инверсный выход первого триггера 19, объединенный со вторым входом четвертого элемента ИЛИ 28, подключен ко второму входу второго элемента И в элементе И-ИЛИ-НЕ 18, выход которого подключен ко вторым входам третьего 27 и четвертого 28 элементов ИЛИ, вход первого элемента НЕ 13 соединен с первым входом первого элемента И 17, входом сброса третьего триггера 21 и вторым входом второго элемента И 26, вход четвертого элемента НЕ 16 соединен со вторым входом элемента И-НЕ 23, прямой выход второго триггера 20 соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 24, выход которого подключен к установочному входу первого триггера 19, инверсный выход второго триггера 20 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 25, выход которого подключен ко входу сброса первого триггера 19, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ 13, прямой выход третьего триггера 21 подключен ко входу пятого элемента НЕ 22, чей выход соединен со вторым входом первого элемента И 17, выход которого подключен ко входу сброса второго триггера 20, инверсный выход третьего триггера 21 соединен с его информационным входом и с первым входом элемента И-НЕ 23, выход которого объединен со вторым входом первого элемента ИЛИ 24, вторым входом второго элемента ИЛИ 25 и первым входом второго элемента И 26, кроме того, входы второго 14, третьего 15 и четвертого 16 элементов НЕ образуют первую группу входов блока управления 2, первый вход второго элемента И в элементе И-ИЛИ-НЕ 18, вход первого элемента НЕ 13, установочный вход второго триггера 20 и счетный вход третьего триггера 21 образуют вторую группу входов блока управления 2, а выход элемента И-ИЛИ-НБ 18, инверсный выход первого триггера 19, выходы третьего 27 и четвертого 28 элементов ИЛИ и выход второго элемента И 26 являются выходами блока управления 2.

Блок буферной памяти 4 предназначен для запоминания и хранения введенного кадра телевизионного изображения. Блок содержит один статический запоминающий элемент.

Блоки 6 и 7 канальных передатчиков предназначены для передачи информации в канал ЭВМ и состоят из двух восьмиразрядных передатчиков каждый.

Блок связи с ЭВМ 8 предназначен для организации обмена информации устройства для ввода изображения в ЭВМ с ЭВМ, в его функции входят дешифрация адреса и выполнение канальной операции "Ввод".

Устройство работает следующим образом. Устройство для ввода изображения в ЭВМ работает в двух режимах: ввод информации от телекамеры в блок буферной памяти 4 и передача информации в ЭВМ.

Режим ввода информации от телекамеры в блок буферной памяти 4 В этом режиме видеоинформация, принимаемая от телекамеры, поступает в устройство и запоминается в блоке буферной памяти 4. Порядок выполнения операций следующий. После включения питания ЭВМ вырабатывает сигнал RESET, который, проходя через блок связи с ЭВМ 8, вызывает появление отрицательного импульса на втором входе второй группы входов блока управления 2. С помощью этого импульса в первый триггер 19 записывается логическая единица, постоянно присутствующая на его информационном входе, и осуществляется сброс второго 20 и третьего 21 триггеров. На выходе элемента И 26 появится отрицательный импульс, который сбросит счетчик адреса 5. Логическая единица, поступающая на один из входов первого элемента И в элементе И-ИЛИ-НЕ 18, с прямого выхода первого триггера 19 разрешает прохождение сигнала тактовой частоты (Tч) через элемент И-ИЛИ-НЕ 18 на управляющий вход регистра приема 3 и счетный вход счетчика адреса 5. Логический ноль, поступающий на второй вход четвертого элемента ИЛИ 28 с инверсного выхода первого триггера 19 также разрешает прохождение тактовой частоты через третий элемент ИЛИ 28 на управляющий записью вход блока буферной памяти 4. На управляющем выходом входе регистра приема 3 устанавливается логический ноль, поступающий с инверсного выхода первого триггера 19 и разрешающий выдачу информации, хранящуюся в регистре приема 3. Таким образом, устройство готово к записи информации в блок буферной памяти 4. Во время отрицательных кадрового (КГИ) и строчного (СГИ) импульсов по каждому отрицательному импульсу тактовой частоты осуществляется запись оцифрованных данных, полученных с выхода АЦП 1, в регистр приема 3 и появившихся на его выходе этих же данных в блок буферной памяти 4. По каждому положительному импульсу тактовой частоты осуществляется оцифровка новых данных в АЦП 1 и увеличение счетчика адреса 5 на единицу. Таким образом в блок буферной памяти 4 записывается весь кадр изображения. Запись текущего кадра заканчивается по приходу следующего кадрового импульса. В начале следующего кадра с помощью положительного импульса сигнала КГИ формируется отрицательный импульс на выходе элемента И 26, который осуществляет сброс счетчика адреса 5. Далее процесс записи повторяется.

Режим передачи информации в ЭВМ В этом режиме информация, записанная в блок буферной памяти 4, считывается ЭВМ при выполнении канальной операции "Ввод". В адресном пространстве ЭВМ устройство занимает три адреса. Для считывания информации, записанной в блок буферной памяти 4, ЭВМ выставляет на шину адреса AD 0..11 первый адрес и сигнал IOR, свидетельствующий о чтении информации по первому адресу. Блок связи с ЭВМ 8 дешифрирует первый адрес и сигнал IOR и подает сигнал логического нуля на установочный вход второго триггера 20, переключая его в единичное состояние, а также подает сигналы на управляющие входы второго блока канальных передатчиков 7, разрешая передачу КГИ на шину данных DA 0..7 ЭВМ. ЭВМ осуществляет проверку наличия положительного импульса КГИ, указывающего на окончание записи кадра изображения в блок буферной памяти 4. Как только появится положительный импульс сигнала КГИ, на выходе элемента И-НЕ 23 и соответственно на выходе второго элемента ИЛИ 25 появится отрицательный импульс, который сбросит первый триггер 19. Появившийся на входе левого элемента И в элементе И-ИЛИ-НЕ 18 логический ноль запретит прохождение сигнала Tч на управляющий вход регистра приема 3 и счетный вход счетчика адреса 5. Регистр приема 3 будет переведен в высокоимпедансное состояние. В результате чего запись информации в блок буферной памяти 4 будет запрещена.

Далее ЭВМ осуществляет проверку наличия нулевого уровня сигнала КГИ, при появлении которого ЭВМ выставляет второй адрес на шину адреса AD 1..11 и сигнал IOR. Блок связи с ЭВМ 8 дешифрирует второй адрес и подает сигнал логической единицы на счетный вход третьего триггера 21, переводя его в единичное состояние, в результате чего происходит сброс второго триггера 20. Затем ЭВМ выставляет третий адрес на шину адреса AD 0..11 и формирует сигнал IOR, по которому осуществляется чтение одного байта информации из блока буферной памяти 4 через первый блок канальных передатчиков 6 по шине данных DA 0. . 7 9 в ЭВМ. При появлении сигнале IOR блок связи с ЭВМ 8 формирует импульсный сигнал, проходящий через элемент И-ИЛИ-НЕ 18, управляющий переключением счетчика адреса 5 и далее проходящий через элемент И 27, управляя чтением из блока буферной памяти 4. Процесс чтения данных повторяется до окончания считывания полного кадра, хранящегося в блоке буферной памяти 4. После считывания видеоинформации из блока буферной памяти 4 ЭВМ выставляет второй адрес на шину адреса AD 0..11 и сигнал IOR. В результате чего триггер 21 переключается в нулевое состояние. Далее первый пришедший КГИ, пройдя через элементы И-НЕ 23 и ИЛИ 24, переключит триггер 19 в единичное состояние, а появившийся отрицательный импульс на выходе элемента И 26 сбросит счетчик адреса 5, после чего устройство будет готово к записи видеоинформации в блок буферной памяти 4.

Таким образом, предложенное решение позволяет увеличить скорость считывания видеоинформации в ЭВМ из блока буферной памяти 4 за счет введения в устройство АЦП 1 первого 6 и второго 7 канальных передатчиков.

Формула изобретения

1. Устройство для ввода изображения в ЭВМ, содержащее блок управления, регистр приема, блок буферной памяти, счетчик адреса, блок связи с ЭВМ, причем первая группа входов блока управления является группой входов устройства для подключения к управляющим шинам телекамеры, выходы счетчика адреса соединены с адресными входами блока буферной памяти, отличающееся тем, что в устройство введены АЦП, первый и второй блоки канальных передатчиков, причем вход АЦП является входом устройства для подключения к информационному выходу телекамеры, информационные выходы АЦП соединены с информационными входами регистра приема, информационные выходы которого подключены к информационным входам-выходам блока буферной памяти и информационным входам первого блока канальных передатчиков, информационные выходы которого соединены с информационными выходами второго блока канальных передатчиков и являются группой выходов устройства для подключения к информационной шине ЭВМ, первый вход блока управления соединен со входом стробирования АЦП, третий вход блока управления соединен с информационным входом второго блока канальных передатчиков, вторая группа входов блока управления соединена с третьей группой выходов блока связи с ЭВМ, первый выход блока управления соединен с первым управляющим входом регистра приема, второй и третий выходы блока управления подключены к первому и второму управляющим входам блока буферной памяти соответственно, четвертый выход блока управления соединен со вторым управляющим входом регистра приема и первым управляющим входом счетчика адреса, второй управляющий вход которого подключен к пятому выходу блока управления, управляющие входы блока связи с ЭВМ являются входами устройства для подключения к управляющим шинам ЭВМ, первая и вторая группы выходов блока связи с ЭВМ подключены к управляющим входам первого и второго блоков канальных передатчиков соответственно.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы НЕ, первый и второй элементы И, элемент И-ИЛИ-НЕ, первый, второй и третий триггеры, элемент И-НЕ, первый, второй, третий и четвертый элементы ИЛИ, причем выходы второго, третьего и четвертого элементов НЕ, прямой выход первого триггера, объединенный с первым входом третьего элемента ИЛИ, подключены ко входам первого элемента И в элементе И-ИЛИ-НЕ, инверсный выход первого триггера, объединенный с первым входом четвертого элемента ИЛИ, подключен ко второму входу второго элемента И в элементе И-ИЛИ-НЕ, выход которого подключен ко вторым входам третьего и четвертого элементов ИЛИ, вход первого элемента НЕ соединен с первым входом первого элемента И, входом сброса третьего триггера и вторым входом второго элемента И, вход четвертого элемента НЕ соединен со вторым входом элемента И-НЕ, прямой выход второго триггера соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу первого триггера, инверсный выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен ко входу сброса первого триггера, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, прямой выход третьего триггера подключен ко входу пятого элемента НЕ, чей выход соединен со вторым входом первого элемента И, выход которого подключен ко входу сброса второго триггера, инверсный выход третьего триггера соединен с его информационным входом и с первым входом элемента И-НЕ, выход которого объединен со вторым входом первого элемента ИЛИ, вторым входом второго элемента ИЛИ и первым входом второго элемента И, кроме того, входы второго, третьего и четвертого элементов НЕ образуют первую группу входов блока управления, а первый вход второго элемента И в элементе И-ИЛИ-НЕ, вход первого элемента НЕ, установочный вход второго триггера и счетный вход третьего триггера образуют вторую группу входов блока управления, выход элемента И-ИЛИ-НЕ, инверсный выход первого триггера, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ, выход второго элемента И являются выходами блока управления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2