Устройство для ввода информации

9 (Ю ООЮЭ СОЮЕТСНИХ 06 ИЯ ТОМСКОМУ геЬ аког апд ватели, ся входо УДМРСТОЕННЮ КОМИТЕТ ОССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН АНИЕ ИЗОБРЕ(7.1) Ордена Ленина институт проблем управления(56) 1. Вгдйапа 1 Ч. 81 оЬойа Р. Т айдсЕу 1. Ашойц 1 аг п 1 вдоп зувйеш Ызресй 1 оп, аайег 1 а 1 в Ьапй 11 п 8 аззеаЬ 1 у. - Ргос 11 1 пй. Сопй. "Агй 1 г 1 сда 1 1 пйе 1118 епсе апй 1 пГогаай 1- оп соп йго 1 зув й еаз ой гоЬой з", 1982, Зшо 1 еп 1 се, р. 24-29.2. Волков В,М., Иванов А.А. Методы преобразования и обработки видеоинформации для систем искусственного зрения роботов. - "Электронная промьппленность", 1981, й 10-. с. 9-14 (прототип).(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ, содержащее блок сопряжения, блок индикации, видеоусилитель, дискриминатор, формирователь импульсов, блок сдвиговых регистров и датчик видеосигналов, выход которого, подключен к входам блока индикации и видеоусилителя, выход которого сое. динен с входом формирователя импульсов и входом дискриминатора, выход которого соединен с входом последовательного ввода блока сдвиговых регистров, выход которого подключен кинформационному входу блока сопряжения, выход-вход которого является входом-выходом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппення быстродействия устройства, в .него введены распределитель, счетчик, блок готовности данных и первый элемент И, выход формирователя импульсов соединен с входомраспределителя, первый выход которого подключен к синхровходу блокасдвиговых регистров, а второй - кинформационным входам блока готовности данных, адресный вход которо"го и управляющий вход блока сдвиговых регистров соединены с выходомсчетчика, счетный вход которого,первый вход первого элемента И иуправляющий вход блока готовностиданных подключены к управляющему выходу блока сопряжения, выход блокаготовности данных соединен с вторымвходом первого элемента И, выход которого подключен к управляющемувходу блока сопряжения,2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок готовности данных содержит мультиплек,сор, демультиплексор, одновибратори счетные триггеры, счетные входыкоторых являются информационнымивходами блока, а установочные входысоедчнены с выходами демультиплексора, управляющие входы которого и управляющие входы мультиплексора являются адресными входами блока, выходы счетных триггеров подключенык информационным входам мультиплексора, выход которого является выходом блока, вход одновибратора является управляющим входом блока, а выход подключен к информационному входу демультиплексора.3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок соп,ряжения содержит второй элемент И,дешифратор, ключи и формировходы-выходы которых являют м",подключены к входам дешифратора, управляющие входы соединены со стробирующими входами ключей и являются управляющим входом блока, управ 1Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения адаптивных промьппленных роботов. 5Известно устройство ввода информации, содержащее телекамеру, блок видеоконтроля, дискриминатор, блок1формирования стробирующих импульсов, буферную память для оцифрованного 10 изображения и блок сопряжения с ЭВМ 11.Недостатком устройства является его сложность из-.за того, что введение буферной памяти значительного 15 объема сильно усложняет и удорожает систему.Наиболее близким к изобретению является устройство для ввода информации, содержащее телекамеру, блок 20 видеоконтроля, дискриминатор, буферный сдвиговый регистр, блок формирования стробирующих импульсов и блок сопряжения с ЭВМ. В этом устройстве оцифрованный видеосигнал заносится в сдвиговый регистр, который по мере заполнения считывается в ЭВМ 2 3Недостатком известного устройства ,является невысокое быстродействие, 30 связанное с программным определением факта заполнения буферного сдвигового регистра (путем опроса регистра состояния устройства).. Цель изобретения - повышение быст- З 5 родействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода ин" формации, содержащее блок, сопряжения, блок индикации, видеоусилитель, дискриминатор, формирователь импульсов, блок сдвиговых регистров и датчик видеосигналов, выход которого под" ключен к входам блока индикации и видеоусилителя, выход которого соеляющие выходы подключены к первомувходу второго элемента И, второйвход которого соединен с выходомдешифратора, а выход является управляющим выходом блока. 2динен с входом формирователя импульсов и входом дискриминатора, выход которого соединен с входом последовательного ввода блока сдвиговых регистров, выход которого подключен к информационному входу блока сопряжения, выход-вход которого является входом-выходом устройства, введены распределитель, счетчик, блок готовности данных и первый элемент И, выход формирователя импульсов соединен с входом распределителя, пер" вый выход которого подключен к синхровходу блока сдвиговых регистров, а второй - к информационным входам блока готовности данных, адресный вход которого и управляющий вход блока сдвиговых регистров соединены с выходом счетчика, счетный вход которого, первый вход первого элемента И и управляющий вход блока готовности данных подключены к управляющему выходу блока сопряжения, выход блока готовности соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к управляют щему входу блока сопряжения.Кроме того блок готовности данных содержит мультиплексор, демультиплексор, одновибратор и счетные триггеры, счетные входы которых являются информационными входами блока, а установочные входы соединены с выходами демультиплексора, управляющие входы которого и управляющие входы мультиплексора являются адресными входами блока, находы счетных триггеров подключены к информационным входам мультиплексора, выход которого является выходом блока, вход одновибратора является управляющим входом блока, а выход - подключен к информационному входу демультиплексора.Причем блок сопряжения содержит второй элемент И, дешифратор, клю1109728 25 30 35 40 45 50 чи и формирователи, входы-выходы которых являются входом выходом блока, выходы формирователей подключены к входам дешифратора, управляющие входы соединены со стробирующими входами ключей и являются управляющим входом блока, управляющиевыходы подключены к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом дешифратора,а выход является управляющим выходом блока.На фиг. 1 показана блок-схема устройства, на фиг. 2 - блок-схема распределителя на фиг. 3 - схема блока готовности данньж на фиг. 4 и 5 схемы реализаций соответственноФормирователя импульсов и блока сопряжения с ЭВМ.Устройство содержит датчик 1 видеосигнала (стандартную телекамеру),блок 2 индикации, видеоусилитель 3,дискриминатор 4, блок 5 сдвиговыхрегистров, формирователь 6 импульсов, блок 7 сопряжения, распределитель 8, блок 9 готовности данньжсчетчик 10,. первый элемент И 11,делитель 12 частоты, другой счетчик 13, другой дешифратор 14, узел15 выходных ключей, счетные триггеры 16, одновибратор 17, мультиплексор 1.8, демультиплексор 19, синхронизатор 20, счетчики 21 и 22, триггеры 23 и 24,тактовый генератор 25,третий элемент И 26, ключи 27, формирователи 28, дешифратор 29, "второй элемент И 30,Устройство работает следующим образом.Видеосигнал, вырабатываемый датчиком 1 и контролируемый с помощьюблока 2, усиливается видеоусилителем3 (где одновременно осуществляетсяпривязка уровня черного) и поступаетна вход дискриминатора 4 и вход Формирователя 6 импульсов. Дискриминатор 4 производит квантование видеосигнала на два уровня, который затемпоступает на входы последовательного кода всех сдвиговых регистровблока 5 сдвиговых регистров.Синхронизатор 20 выделяет из пол-ного видеосигнала строчные и кадровые синхроимпульсы (при этом, еслинеобходймо возможен пропуск частистрок). Кадровые синхроимпульсысбрасывают счетчик 21 и устанавли,вают триггер 23, который сбрасывается сигналом переполнения счетчика. фСчетчик 21 и триггер 23 ограничивают область вводимого иэьбражения повертикали. Счетчик 22 и триггер 24выполняют аналогичную функцию в го ризонтальном направлении.В пределах заданной таким образом1 11рамки элемент И 26 пропускает так-товые импульсы от генератора 25 навход распределителя 8, В начальный 0 момент распределитель 8 передает импульсы на синхровход первого сдвигового регистра в блоке 5 сдвиговых регистров, и отсчеты квантованного видеосигнала последовательно 15 заносятся в регистр, Содержание всехостальных регистров при этом не изменяется. После того, как передается и стробирующих импульсов, счетчик13 увеличивает свое содержимое на 20 единицу, дешифратор 14 открывает другой ключ в узле 15 и импульсыпередаются на следующий регистр. В момент изменения состояния счетчика13 происходит установка триггера 16,который срабатывает по заднему Фронту сигнала, поступающего с соответствующего выхода дешифратора 14. Аналогично происходит запись в другие регистры. После заполнения всего буфера запись вновь производится в первый регистр, который к тому времени должен быть уже считан. При считывании информации сигнал разрешения передачи, который пропускается элементом И 30 в том случае, если дешифратор 29 сигнализирует об обращении к устройству, поступает на первый вход элемента. И 11. Если регистр, номер которого содержится в счетчике 10, заполнен, то через мультиплексор 18 с соответствующего триггера 16 на второй вход элемента И поступает уровень логической "1" и на выходе этого элемента формируется ответный управляющий сигнал. Этот сигнал через формирователи 28 передается в магистраль ЭВМ, а также открывает ключи 27. По его переднему фронту данные считываются в память машины. По заднему фронту сигнала разрешения передачи счетчик 10 увеличивает свое содержимое на единицу, а одновибратор 17 вырабатывает 5,сигнал сброса, который через демультиплексор 19 поступает на вход асинхронного сброса триггера 16, соответствующего опрошенному регистру.Если к моменту прихода сигнала раз40 решения передачи данные еще не готовы, то выработка ответного управляющего сигнала задерживается до окончания заполнения регистра.5Введенный в устройство узел готовности данных, содержащий блок готовности данных, счетчик и элемент И, позволяет избежать необходимости программного опроса регистра состо-яния устройства и тем самым существенно повысить скорость ввода иэображения. Узел формирования сигнала готовности данных осуществляет аппаратурную задержку ответного управляющего сигнала, который в ЭВМ с асинхронной передачей данных должен вырабатываться периферийными устройствами в ответ на сигнал разрешения передачи. Сигнал разрешения передачи, поступающий на первый вход элемента И из блока сопряжения с ЭВМ, проходит на вход ответного управляющего сигнала блока сопряжения лишь после окончания заполнения сдвигового регистра, предотвращая тем самым преждевременное считывание, Переключение регистров при считывании осуществляется автоматически счетчиком изменяющим свое содержимое поР30 заднему фронту сигнала разрешения передачи, что также позволяет избежать лишних машинных команд. Распределитель осуществляет переключение регистров при записи, а также установку триггеров в блоке готов 35 ности данных по мере заполнения соответствующих регистров. Необходимо подчеркнуть, что переключение регистров при записи и считывании происходит по циклическому закону, а процессы записи и считывания различных регистров идут параллельно, При выполнении определенного условия на длину буфераМ это свойство поз 45 воляет максимально использовать ресурсы ЭВМ, т.е. исключить простои процессора, связанные с пропуском неинформативных участков,. видеосигнала, и довести среднее время считывания одного регистра до времени исполнения одной короткой операции. Длину буфера в можно рассчитать следующим образом. Пусть Р- макси-мальное количество считываний, которое может быть выполнено за время одной телевизионной строки при отсутствии задержек ответного управляющего сигнала (и соответственно максимальное количество циклов записи, допустимое за время телевизионной строки), ьс - время одного считывания при данных условиях (фактически это время короткой операции ЭВМ) и с - длительность цикла за 3 полнения одного регистра (Г (Т ).ф 3 с Так как буфер замкнут в кольцо, то в момент окончания (й - )-го цикла записи должно быть закончено по крайней мере (й-в) считывание, в противном случае запись производится в регистр, который еще не считая, и его содержимое теряется. Это условие можно записать в следующем виде (1-11"с где 1 .1 - целая часть числа,Ожидаемый положительный эффект от использования изобретения заключается в значительном повышении скорости ввода изображения по сравнению с известным устройством. Это можно подтвердить следующими расчетами. В известном устройстве за время одной телевизионной строки буферный регистр может быть считан только один раэ. Если разрядность испольэуеьэй ЭВМ равна п, а строка вводимого бинарного изображения содержит М элементов, то для ввода всего изображенная известному устройству потребуется М/о телевизионных полу-а кадров. При и = 16 и типичном значении М = 128 ввод займет 128/16=8 полукадров или 160 мкс. Предлагаемое устройство позволяет опрашивать регистры со скоростью исполнения короткои операции. Для распространенной микро-ЭВМ "Электроника -60" это время не превышает 8 мкс. Таким образом, за время телевизионной строки (64 мкс) цикл считывания может быть повторен Я раз, поэтому изображение с размером строки 128 элементов считывается эа один проход, т.е. за 20 мкс или в 8 раз быстрее, чем в известном устройстве, Для машины с большей производитель" ностью выигрьпп по быстродействию еще выше,11097 гз ксеев оставитель И, Ал ехред М. Гер гельректор О. Билак1 едактор О. Буги Заказ 608 е 3035 филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная Тираа 699 Государствен лам изобретен осква, Ж".35,. ого кий и о аушск Подписмитета СССРкрытийя наб., д. 4/