Запоминающее устройство

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 94 11/00 ЕГО)ЯКАЯ д ,14 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИк двтоесном свидетяпьствм ПОТЕКА 28-исследоцинскогоадскийим.В,прильяС.П.Калинин, в и Ю.Г.Стерлин (088.8) свидетельство ССС О 11 С 1/00, 198 видетельство СССР О 11 С 11/00, 198 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный научнотельский институт медиборостроения и Ленингрротехнический институтнова (Ленина)(54) ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении запоминаю" щих устройств для телевизионных систем анализа изображений, Целью изобретения является устранение потерь информации при записи. Устройство содержит генератор тактовых импульсов,ЯО 1413674 А 1 блок элементов И"НЕ, преобразователь кода, первый и второй сумматоры, адресный счетчик, адресный блок,группу накопителей по числу разрядовзаписываемой информации, формирова"тель строб-сигнала, первый и второйгенераторы одиночных импульсов, блокформирования сигнала записи. В устройстве обращение к элементам памятипроисходит непрерывно в течение всего кадра от генератора тактовых импульсов и не зависит от режима работы счетчика адреса считывания, чтоисключает потери информации при эа"писи в асинхронном режиме, даже если обращение приходится на моментстрочного гашения, когда указанныйс .етчик "не считает". Благодаря управляемой задержке записываемой видеоинформации эта информация начинает поступать в буфер строго с началом цикла обращения, что исключаетее потерю в синхронном режиме записи фрагмента иэображения, 2 з.п.ф-лы, 7 ил.,1413674 Х - Мразям ссааян аг. 7 Составитель О.Ис Техред А, Кравчук орректор Л,Пата аковская едакто Подписи аказ 3791/54 ета СССРрытий д, 4 ушск изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проект аоектная 4 Ти ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, ЖИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении запоминающихустройств для телевизионных системанализа изображений,Целью изобретения является устранение потерь информации при записи,На фиг. представлена структурнаясхема запоминающего устройства; нафиг.2 и 3 " схемы предпочтительныхвариантов выполнения коммутаторов иформирователя строб-сигнала соответственно; на фиг. 4 " примеры (а) вы 1бора с помощью прямоугольной рамкизаписываемого фрагмента изображения,(б) компоновки на экране изображений 10 15 си/считьвания, первый 25 и второй 26 50 управляющие входы, входные 271 - 27 и выходные 28, - 28 информационные шины.Генератор 1 тактовых импульсов выполнен в виде задающего генерато" ра с частотой 1/, счетчика, выходы соответствующих разрядов которого определяют период следования указанных сигналов, и Формирователей, задающих 55 этого фрагмента, записанных в различные моменты времени; на Фиг, 5 - вре" менные диаграммы формирования адреса 20 в синхронных режимах считьвания и записи; на фиг. 6 - временные соотношения сигнала "Запись" и записьваемой видеоинформации в режиме синхронной записи фрагмента; на фиг. 7 - табли" ца истинности преобразователя кода.Запоминающее устройство (фиг.1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, блок 2 элементов И-НЕ, преобразователь 3 кода, первый 4 и второй 5 30 сумматоры,адресный счетчик 6, состоящий иэ счетчика. 6, по строке и счетчика 6 по кадру, мультиплексор 7, группу накопителей 8, - 81, (К - число разрядов записываемой информации), состоящих иэ.блоков 9 - 9 памяти (и - целое число), первого 10 и второго 11 регистров сдвига, коммутаторов 12, - 12, дополнительного регистра 13 сдвига и мультиплексора 40 14, Формирователь 15 строб-сигнала, первый 16 и второй 17 генераторы одиночных импульсов, блок 18 формирова,ния сигнала записи, состоящий из элемента И 19, дешифратора 20 и элементов 21 - 21 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ Илиу шины 22 координат строб-сигнала, шины 23 начальной установки режима записи, адресные шины 24 асинхронной запиих длительность, причем сигналы С 2,ЧЗ, Ч 4 снимаются с соответствующихразрядных выходов счетчика, Каждыйиз коммутаторов 12 (Фиг.2) содержитэлемент ИЛИ 29 и элемент НЕ 30, подключенный к его выходу, а также четыре элемента И 31 - 34 и подключенный к их выходам элемент ИЛИ 35, выход которого является выхЬдом коммутатора.формирователь 15 строб-сигнала(Фиг.З) содержит четыре счетчика36 - 39, два триггера 40,41, элементИ 42 и сдвиговый регистр 43, Информационные входы счетчиков 36 - 39подключены к шинам 22 координатстроб"сигнала, установочные входысчетчиков 36,37 и реверсивные счетные входы счетчиков 38, 39 подключены к первому выходу генератора(Фиг,1 ), Установочные входы счетчиков 38, 39 подключены к второму выходу генератора 1. Реверсивные счет-"ные входы счетчиков Зб, 37 подключе"ны к четвертому выходу генератора 1,Основным режимом работы ЗУ является синхронный режим считьвания. Вэтом режиме ЗУ работает основноевремя, обеспечивая считывание видеоинформации синхронно с развертками,телевизионного индикатора, Одновременно обеспечивается регенерация бло.ков 9 - 9 памяти, в качестве которых, как правило, используются элементы памяти динамического типа,В режиме записи цикличность обра"щения к элементам памяти сохраняется такой же, как при синхронном счи"тьвании. В этом случае формируетсясигнал записи длительностью одинцикл обращения в асинхронном режимепоэлементной записи или длительностьюв несколько циклов, число которыхнеобходимо для записи видеоинформации, ограниченной строб-сигналом, всинхронном режиме записи. Адресацияв этих случаях задается на адресныхшинах устройства или адресным счетчи"ком соответственно.Синхронная работа ЗУ со стыкуемы"ми с ним телевизионными датчиками ииндикатором (на Фиг.1 не показаны)обеспечивается единым генератором 1тактовых импульсов, Формирующим сле"дующие последовательности импульсов:строчной (ССИ) и кадровой (КСИ)синхронизации разверток датчика и индикатора;Т, с периодом следования, равнымС 1 с периодом следования равнымТ,/и; .С 2 с периодом следования, равнымЧЗ и Ч 4 с периодом следования,равным 2 Т , скважностью равной 2,причем ЧЗ - инверсный Ч 4, 10Это обеспечивает цикличное обращение к элементам памяти независимоот работы адресного счетчика, состояние которого задает только адрес обращения. 15Как и в известном устройстве, ге"нератор 1 тактовых импульсов выполненв виде задающего генератора с часто"той 1/ счетчика, выходы соответствующих разрядов которого определяют 20период следования укаэанных сигналов,и формирователей, задающих их длительность, причем сигналы С 2, ЧЗ, Ч 4снимаются с соответствующих разрядныхвыходов счетчика, 25Устройство работает следующим об-разом.Синхронный режим считывания,Адреса считывания, поступающие навходы А блоков 9, - 9 памяти через 30мультиплексор 7, задаются адреснымсчетчиком 6. Смена кодов производится импульсами Т, поступающими насчетный вход счетчика б и ССИ, поступающими на счетный вход счетчика6. При этом за счет предустановкиэтих счетчиков во время действия ССИи КСИ обращение к блокам памяти9, - 9 с нулевого адреса по кадруи по строке начинается после кадрового и строчного гашения, занимающегоопределенное время прямого хода кадра и строки.(сц 1Адресация по строке А в этомрежиме формируется (фиг.5) следующим образом. Уровнем Ф, установившимся (при отсутствии запускающегосигнала на управляющем входе 25) навыходе генератора 16 одиночных импульсов, закрываются все элементыИ-НЕ блока 2, и независимо от состояния шин 22 на всех их выходах устанавливается уровень "1". При уровне"0" на входе й преобразователя 3 независимо от состояния шин 23 на еговыходах "х" устанавливается некотосч 1рый ход х= А+ 1, При этом после суммирования в сумматоре 4 на информационных выходах счетчика 61 устанавливается код хб = А хнац, Этотсчссц)код Аво время ССИ (фиг.5 а) переписывается в счетчик 6, (фиг;5 г), после чего сам счетчик снова переводится в режим счета импульсов Тц (фиг.5 в). Через ш счетных импульсов (где ш = М - А , М - коэффициент пересчета счетчика 6,) и за Т до начала вывода видеоинформации на вы" ходах счетчика 6 устанавливается нулевой адрес А" = 1 Ф Ф.,Ф (фиг.5 г), Значение Авыбирается исходя иэсч)1 цлительности Т и указанных выше соображений вывода видеоинформации лосле строчного гашения (фиг.5 б),Аналогично формируется адресация по кадру Ау с помощью счетчика 6,Ссч)При каждом обращении, задаваемом генератором 1 тактовых импульсов, к блокам 9 - 9 памяти информация, выбранная из ячеек, поступает на разрядные входы Э, -Р регистров 10,11, работающих поочередно через Тц в режиме параллельной записи или режиме сдвига. Режим работы регистров задается сигналами ЧЗ, Ч 4 с генератора 1. По сигналу С 2, следующему в конце каждого цикла, выбранная из блоков 9 - 9 памяти информация (и сосед" них по строке элементов изображения) переписывается в один из регистров (10 или 11). Во время этого же цикла информация, записанная в другой ре" гкстр во время предыдущего цикла, выталкивается из него (с выхода стар" щего разряда) через коммутатор 12 на выходную шину 28 устройства. Во время очередного цикла на шину 28 выводится информация, выбранная в предыдущем цикле, Вывод ее из регистров 10,11 осуществляется сигналом С 1 генератора 1 со скоростью формирования телевизионного иэображения. Синхронный режим записи.В данном режиме инфармация на входных шинах 27, - 27 меняется синхронно с телевизионной разверткой через время Т и поступает, например, с выхода телекамеры через аналого-цифровой преобразователь (не показаны). В данный режим устройство переводится путем подачи импульса на первый управляющий вход 25. При этом запускается генератор 16, формирующий одиночный импульс длительностью в один кадр, Этот импульс переводит коммутаторы 12 - 12 в режим запи 1413674си, когда очередность переключениясигналами Ч 3, Ч 4 разрядных выходоврегистров 10 и 11 меняется на проти"вофаэную в отличие от синхронного ре 5жима считывания, т.е, иа выход коммутатора 12 подключается выход регистра 10, если в данном цикле регистр11 находится в режиме сдвига, и нао.- борот, При этом входная видеоинформация с шин 27 - 27, через регистр 13,мультиплексор 14, регистр 10 (или 11)и коммутаторы 12 - 12, поступает ввиде и отсчетов по строке на информационные входы блоков 9, - 9 памятии меняется на этик входах через каж"дые ТСигнал записи, поступающий на соответствующие входы Ж блоков 9 - 9,памяти, формируется следующим образом, В счетчики 36 - 39 Формировате- ля 15 (фиг.3) во время ССИ и КСИ соответственно переписываются координаты хд, х и уд, ув точек А и Взаписываемого фрагмента изображения 25(Фиг,4 а). Поскольку на реверсивныесчетные входы счетчиков 36 и 37 пос"тупакт импульсы строчной дискретизации с. периодом с, то через хд импульсов на выходе переноса счетчика36, а через х импульсов на выходепереноса счетчика 37 появляются импульсы, переключающие триггер 40,который формирует строб"сигнал построкам между точками растра с координатами х д и х . Аналогично триггер41 формирует строб-сигнал по кадрумежду строками с координатами уд иу . С выхода элемента И 42 пачка импульсов (один из которых изображен 40иа фиг.ба) - строб"сигнал Фрагментаизображения АВСЭ " поступает на инФормационный вход сдвигового регистра 43, на вход синхронизации которого поступают импульсы Т Благодарярегистру 43 выходной сигнал Формирователя 15 задерживается относительнокоординат точек А и В на время Т ++ рс (р = 1,п)Дополнительная, вотличие от известного устройства, задержка формирования строб-сигналана время Т в дальнейшем позволяетисключить йотерю информации при записи,С выхода формирователя 15 сигнал(фнг.бв) поступает в блок 18 формирования сигнала записи и через элемент И 19 во время текущего кадразаписи проходит на один из входов элементов ИСКЛЮЧАКЮЮЕ ИЛИ 21, - 21, Поскольку на выходе генератора 17 (при отсутствии запускающего сигнала на управляющем входе 26) в это время будет уровень Ф, то дешифратор 20 закрыт и на всех его выходах устанавливается уровень 1. Так как сигналы на обоих входах всех элементов 21, - 21 совпадают, то на их выходах формируется сигнал записи, действующий в продолжение всего строб- сигнала формирователя 15.Сохраняется установленный принцип работы ЗУ " непрерывное цикличное обращение к элементам памяти, при котором включение и выключение сигнала записи синхронизировано с циклами обращения.Чтобы согласовать во времени сигнап записи и установку входной видеоинформации на входах Э блоков 9, - 9 памяти, эта информация перед поступлением в регистр О (или 11) дополнительно задерживается на время р.(р = 1,ц) с помощью дополнительного регистра 3 и мультиплексора 14. Причем величина р определяется младшими разрядами координаты х, поступающими на управлюящие входы мультиплексора 14, благодаря чему на выход последнего подсоединяется соответствующий разряднык выход регист" ра 13.Таким образом, по сравнению с из" вестным устройством, в предлагаемом дополнительная задержка на Т Форми" рования сигнала записи позволяет организовать регулируемую задержку входной видеоинформации, что обеспечивает ее запись во все блоки 9, - 9памяти без пропуска в первом же цикле (фиг,бб,в), что, в свою очередь, исключает потерю информации при записи (фиг.6).Адреса записи, задаваемые счетчиком 6, формируются следующим образом. Предположим, фрагмент АСВЭ (фиг.4 а) иэображения необходимо записать,таким образом, чтобы при воспроизведении он оказался в левом верхнем уг" лу растра. Для этого нужно, чтобы к моменту начала записи, начиная от точки А, счетчик 6 установился в нулевое состояние. Это обеспечивает (аналогично режиму считывания) пред" установка счетчиков 6, и 6 во время ССИ и КСИ. Рассмотрим формирование адреса по строке - А " (фиг.5 д) иопределим, какой код х должен быть на выходах преобразователя 3 для выполнения указанного размещения видеоинформации в области памяти ЗУ. Так как счетчик 6 работает на суммирование то условие, при котором видеоинформация запишется, начиная с адреса х (в рассматриваемом случае х =,), следующее:10 Оп 1где АХ ЧРЦ- код начальной установкисчетчика 6 во времяССИ (фиг.5 д);х - координата х точки А вД Допдополнительном коде;сч 1А, как и в синхронном рех чач ф 20жиме считывания, обес"печивает начало адресации в видимой части экрана;хд - число импульсов, котод доп 25рые счетчик 6 должендосчитать до точки А;х - адрес в счетчике 6, скоторого должна начаться запись видеоинформа-ции от точки А,Учитывая, что хд, можно записать через обратный код хд, которыйформируется на соответствующих выходах блока 2 элементов И-НЕ, в видехд= хд + 1 и что задержка при 35считывании видеоинформации составляет Ть, а при записи, наоборот, происходит задержка на 2 Т записи отно"сительно входной видеоинформации,т,е, адресация по строке должна задаваться на 3 Тч позже, чем при считывании, выражение (1) следует записать=А 1 +х +х +13 45Х НРЧх х у 1х ИРЧ Отсюда следует, что на выходах преобразователя 3 кода должен быть код(сц 1х = А + х - 2, Аналогично для 50х начсч 1у, получаем у = А+ у + 1.Эти и другие значения х, у, найденные при ином расположении в области памяти ЗУ записываемого фрагмента (фиг.4 б), программируются в преоб разователе 3 кода, В таблице (фиг.7) применен пример такого программирования, даны значения входных и выходных кодов для синхронных режимов считывания и записи как целого кадра изображения, так и его фрагментов.Кроме рассмотренного примера записи фрагмента АСВР (фиг.4) в различные моменты времени (кадры) Сна фиг,7 отражены режимы записи полного кадра и по два полукадра с различной ориентацией. Режим записи(код а а, ) и номер записываемогокадра (код Ь Ь, ) задаются по шинам23 от внешнего устройства (на фиг.1не показано), например с переключателя, устанавливающего код а аи со счетчика кадров, задающего ЬЬ, Значения х и у вычисляются поприведенным на фиг. 7 формулам (сложение по модулю М и Б соответственно) и записываются в виде двоичногокода (на фиг. 7 опущен), Преобразователь 3 кода, заданный в табличнойформе, может быть выполнен, например,с помощью программируемого постоянного запоминающего устройства.Режим поэлементной записи (асинхронный режим обращения),В данном режиме запись инициируется путем подачи сигнала на второйуправляющий вход 26 ЗУ и может бытьпроизведена в любой момент временинезависимо от работы счетчика 6, какэто было для известного устройства.При поступлении запускающего сигналана генератор 17 последний формируетодиночный импульс длительностью Тсинхронизованный с циклами обращенияк блокам 9, - 9 памяти. На времядействия этого импульса, т,е. в очередном цикле обращения, на адресныевходы А блоков 9, - 9 памяти с ад"ресных шин 24 через мультиплексор 7устанавливается адрес, по которомупроисходит запись. Импульс записиформируется в блоке 18 ф открываетсядешифратор 20 и на одном из его выходов, соответствующем младшим разря"дам адреса записи, устанавливаетсяпотенциал ф, от которого срабатываетодин из элементов 21 - 21 (так какна их вторые входы также подан уровень 4 от закрытого элемента И 19).Таким образом, импульс записи поступает только на один из блоков9 - 9 памяти, Записываемая информа.ция с шин 21 - 21 через регистр13, мультиплексор 14 поступает на информационные входы регистров 10,11.Поскольку в предшествующем циклузаписи цикле ЗУ находилось в режимесчитывания, то эта информация вдвигается в тот из регистров, которыйнаходился в режиме сдвига. К началуцикла записи во всех его разрядах установится записываемая информация,На время цикла записи коммутаторы12 - 12 переключаются и подключаютвыходы этого регистра к информационным входам Р, всех блоков 9, - 9памяти, в один иэ которых и производится запись,Коммутаторы 12, - 12 выполнены(фиг.2) и работают так же, как икоммутаторы прототипа, В режиме считывания, когда сигналы с выходов генераторов 16 и 17 отсутствуют, на выходе элемента ИЛИ 29 устанавливаетсяуровень ф , а на выходе элементаНЕ 30 - "1". Поочередно, в соответ-.ствии с сигналами 73 и 74 выходы регистров 10 и 11 подключаются на вы"ход коммутатора 12 через элементыИ 31 и 32 соответственно. Во времязаписи уровень "1" с выхода элементаИЛИ 29 открывает элементы И 33 и 34(элементы И 31 и 32 закрываются), че"реэ которые и осуществляется коммутация выходов регистров 10,11, но впротивофазе по отношению к режимусчитывания. 30 35 45 50 55 Формула изобретения 1, Запоминающее устройство, содержащее блок элементов И-НЕ; первые Организация непрерывного циклического обращения к элементам памяти позволяет производить поэлементную запись в асинхронном режиме в любой момент времени при этом в отличие от известного устройства потери информации не происходят даже в том случае, когда обращение приходится на период строчного и кадрового гашений.В синхронном режиме записи фрагментов изображения введение управляемой задержки видеоинформации также позволяет устранить ее потерю. Благодаря этому появилась возможность устанавливать границы записываемого Фрагмента по строке с точностью до одного, а не до п элементов изображения, как было для известного устройства во избежание потерь информации. входы которых являются входами координат строб-сигнала устройства, а выходы подключены к входам первой группы первого и второго сумматоров, входы второй группы которых соединены с соответствующими выходами преобразователя кода, информационные входы которого являются входами начальной установки режима записиустройства, адресный счетчик соответствующие информационные входы которого подключены к выходам первого и второго сумматоров, первый установочный вход и второй счетный входы адресного счетчика соединены с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй и третий выходы которого годключены соответственно квторому установочному и первому счетному входам адресного счетчика, выходы которого соединены с информационнымн входами первой группы мультиплексора, информационные входы вто" рой группы которого являются адресными входами устройства, а выходы подключены к адресным входам накопителей, количество которых соответствует разрядности устройства, выходыгенератора тактовых импульсов с первого по четвертый соединены с управ" ляющими входами формирователя строб- сигнала, установочные входы которого подключены к входам координат строб- сигнала устройства, первый генератор одиночных импульсов, первый вход которого является первым управляющим входом устройства, второй вход соединен с вторым выходом генератора тактовых импульсов, а выход первого генератора одиночных импульсов подключен к управляющему входу преобраэова" теля кода, к вторым входам блока элементов И-НЕ и первым управляющим вхо. дам накопителей, информационные входы и выходы которых являются информационными входами и выходами соответствующих разрядов устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройст" ва путем устранения потерь информации при записи, в него введены вто" рой генератор одиночных импульсов и блок Формирования сигнала записи, причем первый вход второго генератора одиночных импульсов является вто" рым управляющим входом устройства, второй вход соединен с третьим выходом генератора тактовых импульсов, 1413674а выход второго генератора одиночных импульсов подключен к вторым управляющим входам накопителей и к первому входу блока формирования сигнала записи, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами первого генератора одиночных импульсов и формирователя строб-сигнала, выходы блока формирования сиг" нала записи подключены к входам записи накопителей, управляющие входы с третьего по шестой которых соединены с выходами с четвертого по седь.мой генератора тактовых импульсов соответственно, установочные входы накопителей подключены к входам коор" динат строб"сигнала устройства, управляющий вход мультиплексора соединен с выходом второго генератора одиночных импульсов, входы группы блока формирования сигнала записи подключены к входам координат строб-сигнала устройства.1 2, Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что каждый из накопителей содержит группу блоков памяти, первый, второй и третий регистры сдвига, группу коммутаторов и мультиплексор, причем адресные вхо ды и входы записи блоков памя" ти подключены кф одноименным входам накопителя, выходы блоков памяти - к соответствующим информационным входам первого и второго регистров сдвига, одноименные выходы которых соединены с первым и вторым информационными входами соответствующих коммутаторов, выходы которых подключены к информационным входам соответствующих блоков памяти, первые синхровходы первого и второго регистров сдвига соединены с шестым управляющим входом накопителя, вторые синхровходы первого и второго регистров сдвига и синхровход третье 5 го регистра сдвига подключены к пя"тому управляющему входу накопителя,первые управляющие входы первого ивторого регистров сдвига соединеныс третьим и четвертым управляющими10 входами накопителя соответственно,вторые управляющие входы первого ивторого регистров сдвига подключенык выходу мультиплексора, управляю"щие входы которого соединены с установочными входами накопителя, а ин"формационные входы подключены к вы"ходам третьего регистра сдвига, уп"равляющий вход которого соединен синформационным входом накопителя,уп 20 равляющие входы коммутаторов подключены к управляющим входам накопителя с первого по четвертый, выход одного из коммутаторов подключен к выходу накопителя,25 3. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок формирования сигнала записи содержитэлемент И, дешифратор и группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем30 первые входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключены к выходу элемента И, входы которогосоединены с вторым и третьим входами блока формирования сигнала эапи"си, вторые входы элементов ИСКЛЮЧАЮ"ЩЕЕ ИЛИ подключены к соответствующимвыходам дешифратора, информационныевходы и управляющий вход которогосоединены с входами группы и первым40 управляющим входом блока формирования сигнала записи соответственно,выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ под"ключены к выходам блока формированиясигнала записи.