Цифровой интерполятор

(21) (22) (46) (71) мени тики (72) В 35о Красного Значеской киберне 88. 8)детельсВ 19/1оматизарешениола", 1(53) (56) У 57 во СССР1975. ия прозадач.80, с.96 сс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ К АВТОРСКОМУ С 3882150/24-,2411.04.8523.09,86БюлОрдена Трудовинститут 1 техниАН БССРВ.С.Давейнис621.503.55 (ОАвторское сви599, кл. С 05олов С.А. Авта граФического(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах программного управления и управляющих машин, в частности в устройствах отображения графической информа. ции на экране электроннолучевой трубки или на графопостроителе.Цель изобретения - повьппение быстродействия и упрощение устройства.Цифровой интерполятор содержит пятьрегистров, блок сравнения, блок постоянной памяти, три блока мультиплексоров, генератор импульсов, два триггера, элемент задержки, элементы И,2 И-ИЛИ, три счетчика и два дешифратора. Данный цифровой интерполяторпозволяет повысить производитель-ность подготовки информации дляуправляющих программ устройств счисловым программным обеспечением,ускорить вывод графической информации на устройства отображения, Приэтом равномерное поступление импульсов по координатам позволяет отказаться от дополнительных узлов модуляции яркости луча ЭЛТ в зависимости от величин приращений, улучшает динамические характеристикисистем программного обеспечения.2 ил12592 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в различныхсистемах программного управления иуправляющих машин, в частности вустройствах отображения графическойинформации на экране электроннолуче,вой трубки (ЭЛТ) или на графопостроителе,Цель изобретения " повышение Обыстродействия и упрощение устройства,На фиг, 1 представлена блок-схемаинтерполятора; на Фиг.2 - пример интерполяции прямой.Цифровой интерполятор содержитпервый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 регистры, пятый сдвиговыйрегистр 5, блок 6 сравнения блок 7постоянной памяти, первый 8, второй9 и третий 10 блоки мультиплексоров,генератор 11 импульсов, первый 12и второй 13 триггеры, элемент 14 задержки, первый 15, четвертый 16,5шестой 17, третий 18, пятый 19, второй 20 и седьмой 21 элементы И,третий 22, первый 23 и,второй 24счетчики импульсов, третий 25, первый 26 и второй 27 дешифраторы, первый 28 и второй 29 элементы 2 И-ИЛИ.Работа устройства основана на том,что всякую прямую можно представитьне как непрерывную последовательностьматематических; точек, а как область,образованную множеством непосредст- З 5венно примыкающих один к другомурастр-элементов. Набор периодическиповторяющихся чисел, каждое из которых показывает количество растрэлементов в строке (столбце), назы Овают характеристикой Фасада прямой(Х), Минимальную длину отрезка прямой, на которой выявляется ее характеристика фасада, считают базисомполного изображения пряиой, При этомбазис полного изображения прямойсостоит из последовательности толькодвух отличающихся на единицу чисел,На вход устройства в регистры и 2 поступают значения ЬХ и Ь У прямой, которую нужно проинтерполировать. Выходы регистров 1 и 2 соедине-, ны с адресныии входами постоянного запоминающего устройства 7. В зависимости от значениЯ Ь Х и Ь У на выхо" дах постоянного запоминающего устройства устанавливаются значения чисел, составляющие характеристику Фа 7 2сада прямой и последовательности следования этих чисел при образовании базиса полного изображения прямой.По сигналу "Пуск" через блоки 8 и 9 мультиплексоров под управлением блока 6 сравнения значения ЬХ и Ь У заносятся в счетчики 23 и 24 импульсов. Блок 6 сравнения имеет два выхода. Например, если ЬХЬ У, то на первом выходе высокий уровень, на втором - низкий, при Ь ХЬ У на первом выходе - низкий уровень, а на втором - высокий. При этом в счетчик 24 импульсов записывается большая координата (длиниая ось), а в счетчик импульсов 23 - меньшая (короткая ось). Сигналом "Пуск" счетчик 22 импульсов устанавливается в исходное состояние и синхронно с работой генератора тактовых импульсов первый триггер 12 устанавливается вСледующий тактовый импульс устанавливает в "1" второй триггер 13, проходит через первый элемент И 15 и записывает в третий 3, четвертый .4 и пятый 5 регистры информацию с выходов постоянного запоминающего устройства. В третий 3 и четвертый 4 регистры записываются числа, определяющие характеристику фасада прямой, а в сдвиговый регистр 5 -ф последовательность следования чисел фасада для образования базиса полного иэображения прямой, При этом указанная последовательность следования чисел фасада повторяется до окончания интерполяции прямой с данным фасадом.Эадержанный на половину периода следования на элементе 14 задержки тактовый импульс проходит через элемент И 7, элемент И 19 и поступает на вход управления параллельной записью в счетчик 22 импульсов. На вцходе третьего блока 10 мультиплексоров (входы параллельной записи счетчика 22 импульсов) установлено одно иэ чисел характеристики Фасада прямой, которое определяется старшим разрядом сдвигового регистра 5. Например, если в старшем разряде регистра 5 находится "1", то на выходе блока 10 мультиплексоров - первое число характеристики Фасада прямой, если "0 - то второе число.Допустим, нам необходимо проинтерполировать прямую ЬХ = 5, Ь У = 2.Характеристика Фасада такой прямойсоставит 2, 3В счетчик 24 импульсов (больпаякоордината) записывается число 5, всчетчик 23 импульсов (меньшая координата) - число 2.Счетчик 22 импульсов должен вначале отработать 2 импульса счетчика(значение первого числа фасада) ивыдать импульс конца счета (например, сформировать сигнал переноса).Первый импульс с элемента И 1 бпроходит на счетный вход счетчика 22 и элемент И 18.Так как значение счетчика 24 им- ц 5пульсов не равно нулю, имеется разрешение с дешифратора 27, импульс .с выхода элемента И 18 поступает навход счетчика 24, вычитая из егосодержимого единицу, а также проходит через элемент 2 И-ИЛИ 28 на выход устройства.Второй импульс проходит на счетчик 22, формируя импульс конца счета, и на элемент И 18, с выхода кото рого импульс поступает на вход счетчика 24, вычитая из его содержимогоединицу, и проходит через элемент2 И-ИЛИ 28 на выход устройства.Сигнал Конец счета со счетчика22 поступает на вход элемента И 20,с выхода которого (разрешение дешифратора 2 б, определяющего, что содержимое счетчика 23 не равно нулю) пос.тупает на вход счетчика 23, вычитая35из его содержимого единицу, а такжепроходит через элемент 2 И-ИЛИ 29 на выход устройства.Сигнал конец счета поступает также на регистр 5, осуществляя его40сдвиг. На выходе блока 10 мультиплексора устанавливается следующее числохарактеристики фасада прямой (в нашем примере - требование счета всчетчике 22, равное 3).45Так как на выходе дешифратора 25,дешифрнрующего состояние счетчика 22, имеется разрешающий уровень, импульс на элементе И 17, задержанный относительно основного импульса на половину периода, проходит через элемент И 19 и загружает счетчик 22.Следующие три тактовых импульсапроходят на счетный вход счетчика 22, через элемент И 18 - на выход 55 устройства (блок 28) и вычитают 3 единицы из счетчика 24, устанавливая его значение, равное нулю. Третий тактовый импульс данного счета формирует на выходе счетчика 22 сигнал конца счета, который проходит через элемент И 20 на вход устройства (блок 29) и вычитает единицу из содержимого счетчика 23. Значение счетчика 23 устанавливается равное ,нулю.Так как на входах элемента И 21 устанавливаются разрешающие уровни (значения счетчиков 23 и 24 равны нулю), импульс с выхода элемента И 17 проходит через элемент И 21, устанавливает в "0" триггеры 12 и 13.Процесс интерполирования окончен. На выход устройства через блок 28 прошло 5 импульсов (Х), а через блок 29 - 2 импульса (У).Как видно из описания работы устройства, его алгоритм работы очень простой и не требует дополнительных быстродействующих вычислительных блоков, сумматоров и т.п. Это значительно упрощает как само устройство, так и его обслуживание во время эксплуатации.Быстродействие интерполятора совпадает с частотой генератора тактовых импульсов и ограничено лишь используемой элементной базой.Это позволяет повысить производительность подготовки информации для управляющих программ устройств с числовым программным обеспечением, ускорить вывод графической информации на устройства отображения. При этом равномерное поступление импульсов по коОрдинатам позволяет отказаться от дополнительных узлов модуляции яркости луча ЭЛТ в зависимости от величин приращений, улучшает динамические характеристики систем программного обеспечения.Улучшается также качество изображения на экране ЭЛТ за счет лучших динамических свойств интерполятора.Формула изобретенияЦиФровой интерполятор, содержащий первый, второй и третий регистры, блок сравнения и последовательно соединенные генератор йьнульсов, первый триггер, второй триггер, первый элемент И и четвертый регистр, а также второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, первый, второй и третий счетчики импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, 5 2592 с целью повьниения быстродействия и упрощения интерполятора, в него введены блок постоянной памяти, пятый регистр, три блока мультиплексоров, седьмой элемент И, элемент задержки, три дешифратора и два элемента 2 И-ИЛИ, выходы которых соединены с выходами цифрового интерполятора, первые входы - с выходами блока сравнения и с первыми входами соответственно первого и второго блоков мультиплексоров, вторые входы - с выходами соответственно второго и третьего элементов И и с первыми входами первого и второго счетчиков импульсов, вторые входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго блоков мультиплексоров, третьи входы - к второму входу первого триггера, к входу 20 Пуск цифрового интерполятора и к первому входу третьего счетчика импульсов, выходы первого и второгосчетчиков импульсов соединены с входами соответственно первого и втоРого дешифраторов, первые выходы которых подключены к первым входам соответственно второго и третьего элементов И, второй вход второго элемента И соединен с первым выходом третьего счетчика импульсов и с первым входом пятого регистра, второй вход которого соецинен с первым выходом блока постоянной памяти, третий вход - с первым входом третьего регистра, а выход - с первьв входом третьего35 блока мультиплексоров, второй вход которого соединен с выходом четвертого регчстра, третий вход - с выходом третьего регистра, а выход -40 с вторым входом третьего счетчика импульсов, подключенного третьим 1 гЬвходом к выходу четвертого элемента И и к второму входу третьего элемента И, а четверть 1 м входом - к выходу пятого элемента И, первый вход которого соединен с выходом третьего дешифратора, соединенного входом с вторым выходом третьего счетчика импульсов, второй вход пятого элемента И соединен с выходом шестого элемента И и с первым входом седьмого элемента И, вторые входы которого соединены с выходами первого и второго дешифраторов, а выход - с третьим входом первого триггера и с вторым входом второго триггера, третий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, к второму входу первого элемента И, к первому входу четвертого элемента И и через элемент задержки - к первому входу шестого элемента И, второй вход шестого и четвертого элементов И соединен с вторым выходом второго триггера, выход первого триггера подключен к третьему входу первого элемента И, выход первого регистра подключен к первому входу первого и второго блоков мультиплексоров, к первому входу блока сравнения и к первому входу блока постоянной памяти, а выход второго регистра - к второму входу первого и второго блоков мультиплексоров, к второму входу блока сравнения и .к второму входу блока постоянной памяти, входы первого и второго регистров соединены соответственно с первым и вторым входами цифрового интерполятора, а вторые выходы блока постоянной памяти соединены соответственно с вторыми входами третьего и четвертого регистров..ВНИИПИ Гос по делам 035, Иосква, дарственного зобретений и Ж" 35, Раушск Производст вени о-поли гр а 4 иче ск Ужгород, ул.Проектна