Генератор векторов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК БО 156640(51)5 С 09 С 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО иЗОБРетениям и ОтнРытияПРИ ГКНТ СССР ТВУ РСКОМУ СВИДЕ(56) Авторское свидетельство СССР У 1300541, кл, С 09 С 1/08, 1985,Авторское свидетельство СССР У 1278926, кл, С 09 С 1/08, 1984. .(54) ГЕНЕРАТОР ВЕКТОРОВ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств вывода графической информации,Целью изобретения является повышение быстродействия и точности генератора векторов, Для этого в гене иы бло ия пар ра р введе ов отре 4, блок ирующииции, элор 9, эт И 14 счетмент 6 метрчикзадеИЛИ. к 5 коммут льтиплек ой элеме еме сожки,1, вт щими функциоратор векторь координатыной сетки, ю ьными связяпозволяет нетствую ми. Гене вычислят равномер л ск ющих минимальой линии, соеное отклонение от прям линяющей два произволь Последующая индикация плоскости, находящихся позволяет сделать лини ых узла сетки айденных точек в этих узлах,видимой. Уведостигается эа личение быстродеистсчет того, что всеоперации вынесены згенерации точек, 1 готовительные редежл цикла табл.45 4= 1 Х- Х,1,д, = у- у 1,ь = Да у а на первом, втором и третьем управляющих выходах - коды знаков соответствующих разностей:= в 1 дп(Х - Х 4) Д" = вЖп(У- У 4 ) У = в 18 п(Д - Д) Ф 55 Здесь адп(Х) - операция выделениязнака числа Х: Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано при построении устройств вывода графической информации.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности генератора векторов.На чертеже представлена структурная схема генератора векторов1 ОГенератор векторов содержит блок1 вычисления параметров отрезка, первый 2 и второй 3 реверсивные счетчики, суммирующий счетчик 4, блок 5коммутации, элемент 6 задержки, первый 7 и втоюй 8 сдвигающие регистры,мультиплексор 9, накапливающий сумматор 10, элемент 1 О 1 И 11, триггер 12,первый 13 и второй 14 элементы И.Позициями 15-18 обозначены соот ОветстАенно первый, второй, третий ичетвертый информационные входы генератора, позициями 19-2 1 - вход импульсов записи кода, вход импульсовпуска, вход тактовых импульсов генератора, позициями 22 и 23 - первыйи второй выходы генератора,Блок 1 вычисления параметровотрезка выполняет подготовительныеоперации для генерации линии, соединяюшеи точки плоскости ХУ 1 и ХУ .Сущность работы блока сводится к переносуу начала системы координат впервую граничную точку отрезка Х,У 1и вы числения параметров, характеризующих наклон линии к осям этой системы координат, На первый-четвертыйинформационные входы блока 1 поступают коды граничных точек отрезка Х 4 У 1,ХУ . На управляющий вход поступает 4 Осигнал Запись кодовВ результатеработы блока 1 на его первом-третьем информационных выходах формируются соответственно величины: 1, если Х (Оз 1 Вп(Х)О, если Х) О,Величины , ", 3 в совокупности характеризуют наклон линии в системе координат с центром в точке Х,У, .11 ричем сочетание величин Й , 3 у определяет один из четырех квадрантов введенной системы координат, в котором находится линия, а величина Х дополнительно характеризует положение линии относительно диагонали квадранта, Значения величин 4 ,определяют знак приращения координаты Х и У соответственно, Величина о определяет компоненту отрезка, имеющую наибольшее по абсолютной величине приращение,Блок управляется импульсом "Запись кодов , поступающим на вход устройства.Реверсивные счетчики 2 и 3 предназначены для приема начальной точки ХУ и модификации ее в процессе генерации координат точек, составляющих отрезок. Запись начальной точки ХУ 4 в счетчики 2 и 3 осуществляется по импульсу Запись кодов , Режим счета каждого счетчика определяется значением величин д, 3Суммирующий счетчик 4 предназначен для ограничения количества генерируемых точек. Перед началом счета в в него записывается число генерируемых точек, равное наибольшей иэ величин ю, Ь1Блок 5 коммутации предназначен для информационного согласования выходов блока 1 с входом регистра 8, установочным входом счетчика 4 и третьим входом мультиплексора 9, а также выходов элементов И 13 и 14 со счетными входами счетчиков 2 и 3, Блок 5 коммутации управляется сигналом с третьего выхода блока 1 (код знака величины Д ). Когда на управляющем входе 5-9 блока 5 присутствует сигнал логического нуля, информация с первого- четвертого информационных входов (5-1-5-4) поступает соответственно на первый-четвертый выходы (5-5-5-8). При поступлении на управляющий вход сигнала логической единицы в блоке 5 осуществляется переключение входа 5" 1 на выход 5-6,входа 5-2 на выход 5-5, входа 5-3 на выход 5-8, входа 5-4 на выход 5-7.5 15Сдвиг;ццчис регистры 7 ц Я предназначены лчя хранения величин -2 Д и 2 ш.и ( йй)оотве тстне н цо, Последцие получаютгц и результате записи со сдвигом цлево зцачФциц Я и ш 1 п(Я бу)) поступающих на входы регистров. Особенностью регистра 7 является то, что в его знаковом разряде постепенно находится код знакаМультиплексор 9 предназначен для подачи на вход накапливающего сумматора 1 О одной из трех величин, находящихся на его входах. Причем если триггер 12 находится в сброшенном состоянии, то на выход поступает информация с третьего входа мультиплексора. Если триггер 12 находится в единичном состоянии, то выдача информации с третьего входа мультиплексора блокируется и управление осуществля-, ется сигналом с инверсного выхода знакового разряда накапливающего сумматора 10. При этом по сигналу логического нуля (значение сумматора отрицательно) через мультиплексор на информационный вход сумматора проходит значение, хранящееся в регистре 8. Если на выходе сумматора уста,навливается сигнал логической единицы, то на выход мультиплексора поступает содержимое регистра 7,Накапливающий сумматор 10 предназначен для сложения и хранения вели- .чин, поступающих на его информационный вход. Суммирование выполняетсяпри поступлении импульса на управляющий вход, Обнуление сумматора происходит по импульсу Запись кодов",Элемент 6 задержки предназначендля согласования момента записи данных в блоки генератора с моментомокончания вычисления этих данныхв блоке 1 и появлением их на соответствующих выходах блока 5,Остальные элементы схемы являются стандартными узлами вычислительной техники,Генератор работает следукнцим образом.На информационные входы 15-18 генератора поступают коды величин Х,У, Х,У соответственно. Одновре менно на управляющий вход 19 генератора поступает сигнал цЗапись кодов", По этому сигналу в блоке 1 выполняются вычисления величин Й,и выделение знаковых разрядов Ю, , Г . Одновременно по сигналупоказано соответствие между входами и выходами в зависимости от зна 25 чения Д,Входы 5-2 5-330 5-1 5-4 0 5-5 5-6 5-7 , 5-8 1 5-6 5-5 5-8 5-7 35Значения таблицы соответствуютномерам выходов блока 5,Сигналом Запись кодов , задержанным в элементе 6 задержки на вре мя, необходимое для выполнения вычислений в блоке 1 и переходных процессов в блоке 5, разрешается запись в регистры 7 и 8 кодов, поступающих с четвертого выхода 1-8 блока 1 45 и с второго выхода 5-6 блока 5. Запись в регистры 7 и 8 производитсясо сдвигом на один разряд влево. Приэтом в знаковый разряд регистра 7заносится код знака "- . В результа те в регистр 7 записывается значение-2 Ь, а в регистр 8 - значение2 ндп(Лх,йу). Одновременно этим жесигналом с первого выхода 5-5 блока5 в счетчик 4 заносится значение чис.ла вычисляемых точек, равное шах(4 к1 у ). Кроме того, через элемент ИЛИ11 сигнал "Запись кодов" поступаетца управляющий вход накапливающегосумматора 1 О, разрешая операцию сум 66 ч 01 6"Запись кодов обнуляется накапливающий сумматор 10 и производится запись значений Х, У в реверсивцыесчетчики 2 и 3 соответственно; Послезавершения вычислений в блоке 1 наего выходах появляются значения ,5, О К, Ю соответственно.1Управляющими сигналами Х и 8 с О пятого и шестого выходов блока 1 устанавливается режим счета реверсивных счетчиков 2 и 3. Причем сигналлогической единицы устанавливаетсоответствующий счетчик в режим об ратного счета, а сигнал логическогонуля - в режим прямого счета. Установленный режим счета сохраняетсядо конца вычислений всех точек отрезкае20 Величина 8 с третьего выхода блока 1 поступает на управляющий вход5-9 блока 5 коммутации. В таблице5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 мир 1 нцция. Ноаколку триггер 12 находитГ я н сброшенном состоянии, сигнал лоического нуля разрешает прохождение 1 цчформации с третьего входамультиплексора 9 на вход накапливающего сумматора 1 О и, кроме того,блокирует прохождение сигнала черезэлемент И 14, Таким образом, в сумматоре н начальный момент времени находится пах(Д, Йу), На этом нсеподготовительные операции заканчиваются.При поступлении сигнала "Пуск" на вход 20 триггер 12 устанавливается в единичное состояние, При этом сигнал логической единицы блокирует прохождение ицформации на выход мультиплексора 9 с его третьего входа Одцовремеццо этим же сигналом разрешается прохождение через элемент И 13 тактовой частоты с входа 21 генератора, Тактовая частота поступает через блок 5 на один из реверсинных счетчиков в соответствии с описанной выше схемой коммутации. Одновременно через элемент ЮИ 11 импульсы тактовой частоты поступают на управляющий вход сумматора 10, разрешая тем самым выполнение операции суммирования величины, поступившей на информационный вход, с содержимым сумматора. Выборка очередного слагаемого осуществляется с помощью мультиплексора 9 в зависимости от знака суммы, Если в предыдущем такте сумма была отрицательной, то н текущем такте слагаемое выбирается из регистра 8, в противном случае из регистра 7, Одновременно с инверсного выхода знакового разряда сумматора сигнал через элемент И 14 поступает на вход 5-3 блока 5 и, далее, ца один из реверсивных счетчиков, При этом сигналы тактовой частоты и знакового разряда сумматора 10 поступают на разные счетчики.Таким образом, на выходах 22 и 23 генератора с тактовой частотой формируются координаты точек, образующих линию.При переполнении счетчика 4 сигналом переполнения триггер 12 переводится в нулевое состояние и процесс вычислений заканчивается.Предла.гаемый генератор имеет более высокое быстродействие в связи с тем, что нсе подготовительные операции нри расчете координат последовательности точек генерируемой линии вынесецы за пречелы цикла расце гц координат очередной точки.Тем самым сокращается количествоопераций сло.кения и преобразованияв одном такте вычисления н 2-3 раза,что существенно уменьшает время затрачиваемое на вычисление каждой точки генерируемой линии,Кроме тово, генератор имеет высокую точность вычисления координатточек линии, Это снязано с тем, чтоприменяемый алгоритм нычислеция позволяет контролировать ошибку вычислений,Таким образом, генератор имеет высокое быстродействие и высокую точность вычислений координат точек генерируемой линии. Это позволяет использовать его в высококачественныхбыстродействующих системах вывода(отображения) графической информации,находя,цих нсе большее применениев системах автоматического проектирования и втоматизированных системах управления, работающих в реальном масштабе времени,Формула изобретения Генератор векторов, содержащий первый и второй ренерсивные счетчики, первый и второй сдвигающие регистры, первый элемент И, триггер, накапливающий сумматор, входы начальной установки первого и второго ренерсинных счетчиков являются первым и вторым информационными входами генератора, а выходы - первым и вторым выходами генератора, управляющий вход первого реверсивного счетчика является входом импульсов Записи кодов генератора, вход "Установка в " 1" триггера является входом импульсов пуска генератора, первый управляющий вход накапливающего сумматора соединен с входом импульсов записи кодов генератора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности генератора, он содержит блок вычисления параметров отрезков, блок коммутации, элемент задержки, мультиплексор, суммирующий счетчик, элемент ИЛИ, второй элемент И, первый и второй информационные и управляющий входы блока нычисления параметров отрезков соединены соответственно с первым и вторым информационными входами и входом импуль1566401 Составитель С. КаэаковТехред Л.Олийнык Редактор Н. Тупица Корректор Т, Палий Заказ 1224 Тираж 388 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 сов записи кодов генератора, третий и четвертый информационные входы блока вычисления параметров отрезков являются третьим и четвертым информационными входами генератора, первый,5 второй, третий и четвертый выходы блока вычисления параметров отрезков подключены соответственно к первому и второму информационным и управляющему входам блока коммутации и информационному входу первого сдвигающего регистра, выход которого подключен к первому информационному входу мультиплексора, второй и третий информационные входы которого соединены соответственно с выходом второго сдвигающего регистра и первым выходом блока коммутации, подключенным к входу начальной установки суммирующего счетчика, управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки, подключенным к первому входу элемента ИЛИ и к управляющим входам первого и второго сдви гающих регистров, информационный вход второго сдвигающего регистра соединен с вторым выходом блока коммутации, третий и четвертый выходы которого соепинены соответственно сосчетными входами второго и первогореверсивных счетчиков, входы режимасчета которых соединены с пятым ишестым выходами блока вычисления параметров отрезков, третий информационный вход блока коммутации соединенс выходом второго элемента И, первыйвход которого соединен с выходом накапливающего сумматора, подключеннымк первому управляющему входу мультиплексора, второй управляющий входкоторого соединен с выходом триггера,подключенным к второму входу второгоэлемента И и к первому входу первогоэлемента И, второй вход которого является входом тактовых импульсов генератора, выход первого элемента Иподключен к информационному входусуммирующего счетчика, к четвертомуинформационному входу блока коммутации и к второму входу элемента ИЛИ,выход которого подключен к второмууправляющему входу накапливающегосумматора, выкод суммирующего счетчика подключен к входу "Установка в