Устройство для формирования изображений

.вСЕСц" 3"М1 с;11:ЯЯ,4у ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЛЬСТВУ Ввй ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИ;(56) Патент США4564902,кл. б 06 Г 1/00, опублик. 986.Регвопа Сопрц 1 ег Нагдюаге. - ЯВ1 егепсе 1 лЬгагу. ТесЬпйса Ке(егепсе, 1 ВМ1984. 154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в сис.темах отображения графической и алфавитно-цифровой информации. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит блок 1 обработки и управления, блок 2 памяти программ, блок 3 памяти йзображений, блок 4 памяти символов,. блок 5 синхронизации, видеогенератор 6, блок 7 регистров сдвига,.знакогенератор 9, дешифратор О адреса, блок 11 формирования видеосигнала, выход которого является выходом видеосигнала устройства, блок 16 управления доступом, который осуществляет бесконфликтное взаимодействие блока 1 и видеогенератора 6 с блоками 3 и 4. Конструкция блоков 3 и 4 позволяет сократить количество операций, выполняемых блоком 1, и за счет этого повысить быстродействие, 3 ил.Изобретение относится к вычислительнойтехнике и может быть использовано для построения систем отображения графическойи алфавитно-цифровой информации,Цель изобретения - повышение быстродействия устройства,На фиг. 1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг. 2 и 3 - функциональные схемы блока памяти изображенийи блока памяти символов соответственно.Устройство содержит блок 1 обработки иуправления, блок 2 памяти программ, блок 3памяти изображений, блок 5 памяти символов, блок 5 синхронизации, видеогенератор 6, блок 7 регистров сдвига, регистр 8сдвига, знакогенератор 9, дешифратор 10адреса, блок 11 формирования видеосигнала,группу узлов 12 памяти, ключ 13, узел 14памяти, ключ 15, блок 16 управления доступом, регистр 7 цвета записи, регистр 18цвета чтения, узел 19 свертки, узел 20 элементов И-НЕ, дополнительный узел 21 памяти, триггер 22 и регистр 23 режима.Блок 16 управления доступом выполненпо известной схеме (авт. св. СССР М 1287167кл. 6 06 Г 12/16, 13/16, 1985).В случае использования в блоках 2 и 3динамических схем памяти необходимо ввести дополнительную связь с блоком 5, а вблоке 5 предусмотреть выработку соответствующих сигналов управления.Устройство работает следующим образом.Для формирования изображений необходимо производить различные операции надотдельными разрядами блока 3 памяти изображений. Этим занимается блок 1 обработкии управления, который производит выборкукоманд, указывающих порядок выполненияразличных операций над данными, из блока 2памяти программ. В процессе обработкиизображения необходимо на экране дисплеяпараллельно и независимо отображать также и некоторую алфавитно-цифровую информацию. Это достигается использованием блока 4 памяти символов, отличие которого отблока 3 памяти изображений заключается ваппаратном формировании графическогообразца символа, код которого хранится вблоке 4 памяти символов, через знакогенератор 9. На экран дисплея, представляк)щего собой электроннолучевую трубку (ЭЛТсо схемами развертки и управления, необходимо подавать информацию о яркости тойточки экрана, на которой в данный моментнаходился луч. Это требует жесткой привязки выдаваемой видеоинформации к началкадра в каждой из строк. Это достигаетсяпутсм синхронного сканирования блоков 3и 4 видеогенератора 6, преобразованием выдаваемых данных в последовательный формат с помощью регистра 8 сдвига и блока 7 регистров сдвига и выдачей сигналовсинхронизации разверток для ЭЛТ с ихврезкой в полный видеосигнал блоком 11 5 О 5 20 25 30 35 40 45 50 55 формирован и я видеосигнала. Необходи мость использования блока 7 регистров сдвига связана с тем, что в современных дисплеях используются цветные ЭЛТ с независимым управлением каждой из электронных пушек, отвечающих за свой цвет. Поэтому они и получают независимые видеосигналы из отдельных узлов 12 памяти блока 3. Каждый такой узел 12, отвечающий за свой цвет, называется видеоплоскостью или видеобанком.В процессе формирования изображений основной операцией, производимой над памятью изображений, является операция зажигания-гашения точки. Все геометрические элементы на дисплеях такого типа (растровых), такие как вектор, окружность, прямоугольник и т. д., формируются как последовательность точек разного цвета. Установка какой-либо точки в заданный цвет требует проведения операций над несколькими, если не всеми, видеоплоскостями, так как для получения, к примеру., точки на экране белого цвета, нужно установить соответствующие разряды в состояние Активно всех видеоплоскостей, поскольку точка на экране светится белым цветом, если активированы три электронные пушки в ЭЛТ, засвечивающие красный, синий и зеленый люминофор.Узел 19 сверкти выполняют с применением программируемой логической матрицы (ПЛМ), имеюгцей 8 )( п + п входов и 8 вы. ходов. ПЛМ программируют так, чтобы реализовать функциюР,= (С 1,) 1(С 1;) 1(С" 91, ), (1) где Г, - выход соответствующего бита;1, - вход данного бита с видеоплоскости; С -- вход с регистра 18 цвета чтения.Штрихами вверху символа маркируется принадлежность к одной из видеоплоскостей.Функция Р; принимает значение либотам, где точка имеет цвет, совпадающий с цветом, задаваемым регистром 8 цвета чтения, либо О в том случае, если эти цвета не совпадают.При записи в блок 3 устанавливают цвет, которым производится запись точек путем занесения комбинации бит в регистр 17 цвета записи. Данные биты попадают на информационные входы всех узлов 12. При поступлении сигналы управления записью (режим записи задается уровнем 1) блокобработки и управления разрешает запись лишь в те точки видеоплоскостей - узлов 12, которым соответствуетв битах слова (байта), поступаюгцего с ключа 13, тем самым производится линейная селекция битов. Информация о цвете, заносимая в выбранные. биты каждой из плоскостей, определяется регистром 17 цвета записиПри чтении из узлов 12 сигнал из блоказапрещает запись в видеоп.оскости и цереводит все видеоплоскости в режим чтения их, разрешая выдачу результатов работы узла 19 свертки путем воздействия на вход Вы 14136475 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 борка разрешена ПЛМ узла 19 свертки. При этом выходы данных из всех узлов 12 памяти поступают на узел 19, который в соответствии с кодом цвета, поступающим из регистра 18 цвета чтения, производит операцию свертки по формуле (1), выдавая результат на шину данных блока 1 обработки и управления. Ключ 13 в соответствии с режимом работы (запись-чтение) осуществляет коммутацию сигналов, поступающих от блока 1 обработки и управления и узла 19 свертки.Рассмотрим процесс закраски некоторой замкнутой области. Обычно замкнутая область обводится вначале некоторой граничной линией заданного цвета (для примера, красного). После проведения оконтуривающей линии задается точка внутри замкнутой области, подлежащей закрашиванию, и указывается цвет, которым необходимо заполнить область внутри (например, фиолетовый). В обычных реализациях для проведения закраски восьми точек необходимо произвести восемь раз операцию чтения из и видеоплоскостей, т. е. 8 К п обращений к видеоплоскостям для определения цвета точки (например, красного), а также восемь раз операцию Чтение - модификация запись для п плоскостей, т. е. 16 Х п обращений для закраски выбранным цветом (фиолетовым) .Итого для закраски одного байта (8 битов) надо произвести 24 Х п операций (где п - число видеоплоскостей) обращения в группу узлов памяти.Г 1 ри использовании предлагаемого устройства для закраски 8 точек надо произвести запись в регистр 17 цвета записи комбинации битов, дающих фиолетовый цвет, а в регистре 18 цвета чтения - комбинацию битов, соответствующих граничному цвету (красному). Такая настройка дела. ется один раз в самом начале для всего цикла закраски. Далее для закраски 8 точек производится одно чтение целого байта, т. е. одно обращение, а также, если данный байт нулевой, что означает отсутствие точек с цветом границы (красной), инверсия .и запись этого же байта в группу узлов 12 памяти по тому же адресу, производя тем самым закраску всех 8 точек фиолетовым цветом, т. е. одно обращение.По сравнению с прототипом быстродействие проведения подобной операции предлагаемым устройством увеличивается в 12 Х и раз.Требование жесткой привязки, выдаваембго устройством формирования изображения видеосигнала к положению луча на экране достигается лишь при жестко заданной постоянной скорости сканирования, видео- плоскости видеопамяти изображений и символов. В то же время необходимо обеспечить доступ к блокам 3 и 4 памяти со стороны блока 1 обработки и управления. Такой бесконфликтный доступ осунествляется с использованием блока 15 управления доступом. На него заводятся адреса от вцдеогенератора 6 и блока 1 обработки ц управления, а функционирует оц так, что каждое из устройств, запрашиваюгццх доступ к общей для ццх памяти, получает его без влияния на другое. Для организации возможности доступа к различным подсистемам памяти используется дешифратор 1 О, причем для расширения адресуемых устройств в него может быть введен регистр 25, позволяющий задавать расширенные адресные пространства по шине данных. В блоке 4 памяти символов используется дополнительный узел 21 памяти, в котором хранится атрибут символа. В некоторых системах атрибут символа, код которого хранится в узле 14 памяти отвечает за инверсию (черный символ на белол поле белый символ ца черном поле), за мигание и т. д. Однако, так как разрядность шины данных блоков 1 обработки и управления обычно кратна восьми, то для работы с битом атрибута необходимо производить двойное обращение к памяти символов. Чтобы избежать этого и вводятся триггер 22 и регистр 23 режима. Предположим, необходимо вывести на экран строку символов с погашенным битом атрибута. Для этого вначале производится запись в регистр 23 режима так, чтобы на входы сброса и установки триггера подавались сигналы, безусловно устанавливающие его в состояние Сброшено (О). Тогда все последующие операции записи в узел 14 прину дител ьно записывают в допол н ител ьны й узел 21 памяти О, что соответствует установке в О всех записанных символов. Аналогично происходит процесс записи, если триггер 22 принудительно установить в состояние 1, но при этом значение бита атрибута равно 1. Если путем записи соответствующего кода в регистр 23 установить триггер 22 в состояние загрузки по информационному входу, то он будет запоминать на каждом цикле чтения значение атрибута, а при цикле записи переписывать в узел 21 памяти атрибут. Тем самым при операции Скроллирования, заключающейся в подвижке ца одну строку вверх всех символов, операции отдельной переписки атрибутом символов исключаются, так как атрц. буты переписываются совместно с символом.Таким образом, увеличение быстродействия устройства достигается за счет увеличения скорости осуществления операций в блоках памяти изображений 3 ц символов 4. Одновременно с этим осуществляется бесконфликтный обмен через блоки 3 и 4 со ло. роны блока 1 обработки и управления и видеогенератора 6, что повышает информа. тивность изображения.Формула изобретени Устройство для формирования изображе. ний, содержащее блок обработки и управления, блок памяти программ, блок памяти изображений, блок памяти символов, блок синхронизации, видеогенератор, блок регистров сдвига, регистр сдвига, знакогенератор, лсшифратор адреса, блок формирования видеосигнала, выход которого является выхслом видеосигнала устройства, первый и второй выходы блока синхронизации полканцены к входам синхронизации блока обрыЕ тки и управления и видеогенератора соответственно, выхолы чтения и адреса блока обработки и управления полклкчецы к входам дешифратора адреса, выхолы которого подключены к входам Выбор кристаллы блока памяти программ, блока памяти изображений и блока памяти символов, и- формационный вход-выход блока обработки и управления подключен к информационным входам-выходам блока памяти программ, блока памяти изображений и блока памяти символов, выход символов которого подключен к первому адресному входу знакогенератора, вььход которого подключен к параллельному информационному входу регист. ра сдвига, последовательный выход которого подключен к первому информационному входу блока формирования видеосигнала, вььхол изображения б;ока памяти изо;. рыжеций подключен к параллельному информыьеиоццому вхо,еу блока регистров сдвига, выход которого подключен к второму информационному входу блока формирования вилсосцпьалов, первый выход вилеогецераьсре ьцлключец к входам управления сдвигом олокы регистров сдвига и регьктры слвигы, второй выход и выход старши.с разпялов ылреса вилеогенератора цо,еключецы к входу синхронизации блока формирования вилеосигцала и второму адресному в.соду знакогенератора соответственно, причем блок памяти изобракеций содержит груп:ьу узлов памяти, адресные вхолы которых соединены с адресными входами блока памяти изображений, и ключ, выход которого является информационным выходом блока памяти изображений, а блок памяти символов со. держит узел памяти, адресный вход которого является одноименным входом блока памяти символов, и клюц, информационный вход и выход которого соединены с выходом узла памяти и информационным выходом блока памяти символов соответственно, отлинаоьиеее тем, что, с целью повышения быстролействия, в него введены блок управления доступом, первььй и второй входы а;Ереса которого цоЛключецы к выходам аЛ- реса б, оке ооработкц и упреьвлеци Я и вы;еео 5 1 О )5 20 5 30 35 40 45 50 генератора соответственно, выход блока управления доступом подключен к входам адреса блока памяти изображений и блока памяти символов, выходь записи и чтения блока обработки и управления подключены к одцоимецнььм входам блока управления лостуцом, а в блок памяти изображений введены регистр цвета записи, регистр цвета чтения, узел свертки и узел элементов И-НЕ, причем в блоке памяти изооражеций разрялы ицформапионного входа регистра цвета записи и разряды информационного входа регистра цвета чтения соединены с соответствукппими разрялыми информационного входы блока памяти изображений, информационный вхол.выход которого соединен с выхолом ключа и первым входом узла элемец. тов И-НЕ, второй вход которого является первым вхолом записи олока памяти изображений и соединен с выходом управления выпьс ьк о,ока управления доступом, Выход К-го разряда (К= ), , Н, где Нразрядность лаццых) узла э.:ьехьентов И-НЕ цолклк- чец к входам разрешения -ьтения К-х секторов узлов памяти группы, разряды выхода регистра цвета записи подклюцены к информационныъ входам соответствуьощих узлов памяти группы, выходы которых образукт выход изображения блока памяти изображений и соединены с информационными входами первой группы узла свертки, информаьсионцые входы второй группы которого и выход соединены с выходом регистра цвета цтеция и информационным входом клю. ча соответственно, вход управления которого является вхолом чтения блока памяти ььзображеций и соединен с выходом управления чтением блока управления доступом, вхол Выбор кристалла блока памяти изображений соелинен с входами записи регистров цвета записи и цвета цтеция, а в блок памяти символов введен дополнительный узел памя", и, триггер и регистр режима, причем в блоке памяти символов разряды информационного вхолы основного узла памяти соелынены с соответствующими разрядами информационного входа блока памяти символов, первый и второй выходы регистра режиа ьюлклочены к вхолам установки в О и 1 триггера соответственно, выхол которсго полключец к информационному входу дополнительного узлыпамяти, вход алреса и выхол когорого соединены с входом адреса блока памяти символов и информационным вхо. ЛОМ тРИьгГЕРа, ВХОД СИЦХРОНИЗаьЕИЦ КОТОРОГО является входом чтения блока памяти символов, вход Выбор кристалла которого соединен с вхолом зыьиси регистра режима, входы разрешеььия записи узлов памяти соел и цеы с в х оло м 3 е ц ц с и ол О к а и аи т и г и х- волов.43647 фон пра 5 яеиия чтениемОпока патти иг слт(р С. сриис ос. росктпая,Вход уп жуя за о памя Составитель (.,(шиковТекрел И. Верее КорТираж 704 1 олитста СССР по лслаги иаоорстсЖ - 35, Раушская иао., л. 4кое предприятие, г. Ужгород, ( Р(ь(а(с(ор . 11 с (и иска 5(3 к;(и 3788,:)3НИИ 11 И 1 ос(лзрствсииого ко11335, Москва,11 и и (ио.(ствсиио-полиграфичс