Устройство для отображения информации на экране электронно лучевой трубки

(19) (И) 1584 А 1 4 С 09 С 1 16 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ кнй институт Н. Морозевич строиства отоед. М. И. КриМ.: Радио и ССР981.ОБРАЖЕНИЯЭЛЕКТРОН ровой ть исывода е для рафик циф жет бь ввода-в дикатор овой,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕНО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ(57) Изобретение относитсявычислительной технике и мопользовано в устройствахданных на телевизионном инотображения алфавитно-циф ческой или полутоновой информации, а также при построении устройств отображения в автоматизированных системах управления и информационно-измерительных системах. Цель изобретения - повышение быстро. действия устройства. Это достигается введением блоков 6.2 - 6,п оперативной памяти, регистров 2.2 - 12.п сдвига, блоков 5 и 13 коммутации с соответствующими функциональными связями в предложенное устройство. В цикле работы, состоящем из 1. тактов отображения, выделяются Е тактов считывания данных из блоков 6 памяти и один такт записи, Поскольку цикл повторяется в период прямых и обратных ходов луча по экрану электронно-лучевой трубки, время ожидания готовности к записи составляет Е тактов считывания, что существенно мень- щ ше, чем в известных устройствах. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к цифровой вычислительной технике и может быть использовано в устройствах ввода-вывода данных на телевизионном индикаторе для отображения алфавитно-цифровой, графической или полутоновой информации, а также при построении устройств отображения в автоматизированных системах управления и информационноо-измерительных системах.Цель изобретения повышение быстродействия устройства.На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - то же, блок управ. ления; на фиг. 3 -- то же, регистр сдвига; на фиг. 4 временная диаграмма работы устройства; на фиг. 5 диаграмма работы стыковой памяти. Устройство содержит регистр 1 данных, регистр 2 адреса, счетчики горизонтальной 3 и вертикальной 4 разверток, первый блок 5 коммутации, блоки 6 6 п оперативной памяти, блок 7 управления, формирователь 8 видеосигнала, состоящий из регистра 9 и цифроаналогового преобразователя 10, элект ронно-лучевую трубку (ЭЛТ)1, регистры 12 12 п сдвига и второй блок 13 коммутации. Блок 7 управления содержит память 14 точек, память 5 строк, регистр 16 точек, регистр 17 строк, элемент И 18, триггер 9, дешифратор 20 и генератор 21 импульсов.Процесс отображения информации на экране телевизионного индикатора состоит из двух фаз: формирование кадра изображения и регенерация изображения. Г 1 од формированием изображения (кадра изображения) понимается заполнение блока памяти данными с целью последующего отображения на экране требуемой информации.Скорость формирования изображения является важнейшей характеристикой устройства отображения, поскольку определяет быстродействие устройства в режиме работы с внешней по отношению к устройству отображения аппаратурой. Регенерация (возобновление) изображения -- процесс циклического считывания данных из блока памяти и формирования символов синхронно с движением луча по экрану. Частота регенерации выбирается из эргономических соображений и составляет )=30 - 50 Гц.Если растр телевизионного индикатора Н 1, где Л количество точек по строке;1 - . количество строк, то длительность засветки одной точки1При этом обычно регламентируется период строчных синхронизирующих импульсов Т, и время обратного хода по строке а Т, где а коэффициент, показывающий, какую часть строчной развертки занимает обратный ход, а=0,15 - 0,25, а также период кадровых синхронизирующих импульсов Ти время обратного хода по кадру р Т, гдекоэффициент, показывающий, какуючасть кадровой развертки занимает обратный ход, =0,05 - 0,1.5 Время формирования изображения тесносвязано с временными параметрами регенерации, поскольку в большинстве устройств отображения заполнение блока памяти возможно лишь в период обратного хода строчной и кадровой разверток, когда счетчики горизонтальной и вертикальной разверток не работают в режиме счета. В этом случае время формирования изображения1,=Х 1,. +(й1 5где 1время -го ожидания готовности блока памяти к приему информации;%число знаков, выводимых на экранмонитора (записываемых в блок памяти);время записи в блок памяти;к - количество временных интерваловожидания готовности блока памяти к приему информации (количество ожиданий),20 25 к=) ,- (,Лчисло знаков, принимаемых блоком памяти за один сеанс связи;30 )х- ближайшее целое число, большеех. Таким образом, к=1, 2, , Л.Время ожидания,.(1 - а), если доступ организован вобратном ходе луча строчнойразверткиТ(1 в , если доступ организованв обратном ходе луча кадровой развертки.Типовые значения , и 1, следующие:1,=100 - 200 нс;)=50 - 54 мкс или 18 - 9 мс.В предложенном устройстве заполнениеблока памяти осуществляется не только впериод обратных, но и прямых ходов строчной и кадровой разверток.Г 1 усть при считывании из блока памяти 45 слова данных, модулирующих яркость засветки одной точки экрана ЭЛТ, время счи- тывания 35 тогда при каждом считывании очередного50 слова данных остается резерв1р - 3 счКак правило, при отображении полутоновой информации время недостаточно для записи информации в блок памяти, т. е.1,(1 однако за Е-тактов можно искусственно создатьПри этом считывание слова данных изблока памяти производится с частотой , -1 ) з в течениетактов отображения, затем один такт предоставляется для записи слова данных в блок памяти. После этого указанная процедура, состоящая из Г. тактов отображения, повторяется. Чтобы в процессе записи информации в блок памяти регенерация изображения не нарушалась, необходимо в течениетактов считать из блока памяти слов и отобразить их на экране ЭЛТ, т. е. должно выполняться соотношение согласования записи, считывания и отображения (засветки):Для выполнения этого соотношения служатрегистры сдвига, организованные в видепромежуточной стековой памяти для хранения 1,-слов. Запись в регистры производитсяс частотой ,., а выборка с частотой з.Если стековая память организована попринципу Г 1 ГО (первый вошедший обслуживается первым), 1, 1 а 1 з1 з,то 1.12, пос кол ьку ка ждое за п и с а н ное встековую память слово данных будет извлечено для отображения, за исключением такта считывания, непосредственно предшествующего такту записи, когда возникает повторная запись в стековую память до извлечения оттуда данных (фиг. 5).При 1,.1, используя известный приемповышения быстродействия распараллелывание, можно снизить время считыванияв М раз. Для этого устройство содержитблоки оперативной памяти, и при регенерации изображения из блоков памяти одновременно считываются информации о М -последовательно расположенных точках,записывается в регистры 12, каждый из которых содержит второй регистр 22, блок 23коммутации, первый 24 регистр, а затемосуществляется последовательная ком мутация каждого слова данных с частотойдля выдачи в цифроаналоговый преобразовательО и модуляции яркости луча ЭЛТ.Таким образом, время формирования однойточки изображения в формуле (1) можнорассматривать как величинуЭ - 3,где 1 з реальное время засветки однойточки изображения. Таким образом, вел ичины М и Е выбираются из следующих соотношений:М(, 3 Мз,з(2)где символ х( означает ближайшее целое число, большее х. Кроме того, для удобства построения структуры величину М выбирают ра вной 2 тогда пг 1 од 2 М.Максимальное время ож идания готовности блока памяти к обмену при этом равно Ь 1 а время формирования кадра изображения составитф 4 А .,ч+ п .Выигрыш по быстродействиюЛфЬ., ю.,.И(Например, при К Л - 1, 1. 4, 154 мкс,320 нс, Л 1,и - 52,72 мкс.Устройство работает следующим образом.15 Регенерация изображения.Ьлок 7 управления вырабатывает на пятом выходе прямоугольные импульсы (А) опорной частоты с периодом Т 1; (см.фиг. 1, 2). По положительному фронту импул ьсов А осуществляется увеличен ие на единицу содержимого счетчика 3 горизонтальной развертки, сигналом перепол нения которого увеличивается на единицу содержимое счетчика 4 вертикальной развертки.Разрядность счетчика 3 определ яется из соотношенияи; одной,а коэффициент пересчета равен И.Период строчной развертки в этом случаенепосредственно связан с величиной И: 30 Т, Н,.При этом для прямого хода по строкеиспользуется И(1 а) точек (коды О, 1, 2, , (1 а)И 1 счетчика 3), а для обратного яИ точек (коды (1 а)И, (1 а(И+1, И - 1 счетчика 3).35 Таким образом, импульс перепол нениясчетчика 3 возникает по окончании телевизионной строки и является счетным синхроимпульсом счетчика 4 вертикальной развертки. Счетчик 4 также суммирующий с коэффициентом пересчета Г и разрядностьюп 4 11 од 2Период кадровой развертки соответственно равен45а для прямого и обратного ходов по кадру используются соответственно 1(1 (1) строк (коды О, 1, 2, , (1 1 Г ( 1 счетчика 4) и Г строк (коды Г(1 р), Е(1 р)+1, Г 1 счетчика 4).На основе кодов счетчиков 3 и 4, а такжевыходов блока 5 коммутации по положительному фронту синхроимпульсов А блок 7 управления формирует следующие сигналы: кадровый синхронизирующий импульс Т осуществляет запуск генератора формирования линейно изменяющегося напряжения по оси у ЭЛТ; строчный синхронизирующий импульс 5 осуществляет запуск генератора формирования линейно изменяющегося20 30 40 50 55 напряжения по оси Л ЭЛТ (вдоль телевизионной строки); установка в О регистра 9 (У), формирук)щийся с началом обратного хода по строке, где нулевому состоянию регистра соответствует уровень темного ЭЛТ, т. е. в период обратного хода по строке осу.(цествляется затемнение изображения; за иись в регистр 9 (Л); управление первым блоком 5 коммутации (В) - сигнал представляет собой имнульс, высокий уровень которого соответствует коммутации на выход О регистра 2 адреса (время 1,), а низкий счетчиков 8 горизонтальной и 4 вертикальной разверток (время Е. 1); установка в О регистров 12 (Е): запись в регисгры 2 (С); коммутация Е сигнал осуществляет адресацик) слова дынных, извлекаемого из регистров 12; груни) си(ндлов Бвысолим уровнем осу(цествляк)щих запись в соотвтс- вующий (1-й) 6.(ок 6. С;инхронно с лвижениел( луча цо экр(н) из М-блоков 6 с:(и(ын(ется информ 31(ия о модуляции яркос;(луча ЭЛТ и по заднему фронту сигнала с, заии.ын;3 тся в соотнетст вую(цие регистры 2)дтсм сигналом Л осуществляется иослсловдтелы(ыя комм) тдия выхолов регистров 12 через второй бли, 1,3 коммутации ны вход регистры 9, куда с,(св данных зынссится но среднему фронту си(- нала Л, з;псм нос(уц;(ет в цифроанало;дый преобрдзо(3(тельО, который к уще 11.(яс г модул яцик) 1 )кости,1)(з Эд 1 Т 1 1 в тек,и(и точк ( и 1 н (,1 ЛО со.тоит из гр) 1(иы 1 м,3,1 ших разрядов счетчика 8(оризонтылы(ой р.( Вертки (фиг 4 БрсмсИная дидгр,лл(3 и( налов для М==4, .=. 3). При эгс)м 3)Окс В Временной,и 1 1. мы указаны ф мд с л(о(о сигнала Б и 3 и форма(ии,;. ( и(ц. коммутируемые им на выход; в стрикс ЛО ук(зыи нол(е 1 рс",ра 12, кол(м) (и)ем 1 1 л;н(,(й яомс ( выход второг .(К 3 ( к ммут;ции. ике ) )казан номер с(истр 3 2, из ко(ор,(извлекается иформ;ция д.(я отобр; к Учитывая пример конкретной редли , и( регистров 12 (нд фиг, 8), отметим, что ис .с р, 1 соотвс гст(3) с( (црвый регистр 24, н м 1) 2 соотетст(3)с( второй регистр 22, 1( 3,( нал Г, ио сущсству, является сигналом ун равдния блока 28 коммутации. В ст)Оке Отображение времннои диаграммы ) казан номер о(об,(жземой (очки, а в сгроке Видеосигнал пример возможной формы сигнала мод)ляции луча ЭЛТ. Если в (н риол обра(цения группы М-точек приходит иов(орный импульс здииси в регистры 12 (сигны 1 6) чо информдция н регистрах 12 слвигде(ся и для отображения информация извлекается уже не из первого, а из второго регисгрд до окончания отображения теку(цей группы М точек. С началом отображения груииы М точек информация извлекается опять из первого регистра 12, в котором к этому моме(пу будет находиться соответствующее слово данных.По истечении 1.-тактов считывания из блоков 6 блок 5 коммутации переключает к их адресным входам выходы регистра 2 адреса, и осуществляется один такт заг(исн, если ло этого мам нта возникло соответствукщее требование (О) на входе записи устройства. В период такта записи регенерация изображения осуществляется данными, храня(цимися в ре(исчрах 2. Г 1 о истечении такта записи рассмотренная выше процедура повторяется. Описанная последовательность тактов понтряется как в период прямь(х, тык и н период обратных кодов луча ЭЛ Г.Фз:(з обмена.Пусть возниклы неооходимость записать код яркости точки, соответствующей адресу Л, Г 1 ри этом т-млдли(их разрялов алреса Л, будут ) кызыват( номср одного из блоков 6 памяти (М). В этом случае на входе данных (Р) устройства устанавливается код яркости, нд выходе адреса )кол Аа на вход записи устроствы (О) поступает импульс записи , ио которому коды яркости и Л, заноспся в регистры 1 данных и 2 адре-Д С ОО(1(Е(стЕННО,(. появлением очередного уровня 1 ны 3 хо,(с ) блока 7 управления иы выход норе;н 6. Окы 5 коммутации коммутируется слержимое регистра 2 адреса, на выходе О блока 7 управления формируется сигнал птоннсги приема кола, а на одном из выколов К (орелеляемом нз основе о(-младших разрядов А,) формируегся сигнал зани. си в г-и блок 6. Од(нвременно может быть .Яя-.и гид;( выписи нз входе устройства, :( (и окончании записи сбрзсь(вается сигнал ( ,с(ройство готоо к новсй фазе обмены. 1 лок 7 мирыв,( ния работает следук)(цим 61, и)м.1 ы 1(хол(,1 Г и :В блока 7 управления иос и(кг колы с(еч(иков 3 горизонтальной4 исргик(льной р;(зверток. Эти входы яв,(я(аггея;(лресными лля памяти 14 и иамя и 5, нд 1(ыхолых ко(орых через время 1 (1 ослс изл(еиения 1(лрс 3 появляетя инфорл(дция, кочордя ис) си(ндлал Л и А соответственно .(дносится в регисгры 16 и 17. (.тр) к рз информации в памяти 14 и 15 (дконз, что (н) адресу А в )-м разряде памяти (зиисдны 1 в том случ;ц, если необходимо ны )-м выхо,(е регистры 16 или 17 выработать Импульс в Л, момен( относительно нулевого .ос(ояния четчиков призо(тальной и вер(икальной рдзверток соответственно. Если 1 записана но одному из адре ов, то дли"ельность вырабатываемого импульса на вы хо,ц регистра 16 соответствует =Т; гл. 1 ш риод тактовых импульсов; а на выходе регисгра 17 соответственно (7= .=7 Т. Если единицы записаны по последовательным Й-адресдл(, то длительности=Р Т; 1 и=КН Т, Формула изобретения 40 45 50 55 Таким образом, в памяти 14 и 15 записано требуемое взаимное расположение синхронизируюших импульсов.Импульс В, записи в -й блок из группы блоков 6 памяти формируется следующим образом. Передним фронтом сигнала В в такте записи в триггер 9 заносится высокий уровень сигнала Р, установленного на входе записи устройства. Выход триггера 19 стробирует дешифратор 20, на вход которого подаются т-младших разрядов регистра 2 адреса, коммутируемого в этот момент на выходы первого блока 5 коммутации. Таким образом на -м выходе дешифратора 20 формируется сигнал , если запись осуществляется в -й блок из группы блоков 6. Число выходов дешифратора равно М. За время Т до окончания импульса В на вход сброса триггера 19 приходит импульсустановки его в О. Тем самым снимается сигнал В, и блоки 6, переводятся в режим считывания.Регистры 2 работают следуюгцим образом, На вход первого регистра 24 подается код яркости точки, считываемый из блока 6 памяти. При подаче импульсов С записи в регистры 12 код заносится в первый регистр 24, а информация из первого регистра 24 переписывается во второй регистр 22. Так осуществляется заполнение регистров 12 информацией. Выборка данных осуществляется путем коммутации выходов первого 24 или второго 22 регистров на выход через блок 23 сигналом Г. Сброс регистров 24 и 22 осуществляется сигналом Е, в качестве которого может быть выбран или специальный сигнал, вырабатываемый блоком 7 управления, или как это показано в конкретном примере реализации блока 7 управления (фиг. 2), сигнал Т.. Устройство для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), содержащее блок оперативной памяти, информационный вход которого является информационным входом устройства, счетчики горизонтальной и вертикальной разверток, формирователь видеосигнала, управляющие входы которого соединены с первым и вторым выходами блока управления, выход формирователя видеосигнала является выходом устройства для подключения к модулятору ЭЛТ, третий и четвертый выходы блока управления являются выходами устройства для подключения к отклоняющей системе ЭЛТ, счетный вход счетчика горизонтальной развертки соединен с пятым выходом блока управления, выход переноса счетчика горизонтальной развертки соединен со счетным входом счетчика вертикальной развертки и управляющим входом блока 5 10 15 20 25 30 35 управления, выход блока оперативной памяти соединен с информационным водом регистра сдвига, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит дополнительные блоки оперативной памяти, дополнительные регистры сдвига, первый и второй блоки коммутации, выходы первого блока коммутации соединены с информационными входами блока управления и адресными входами блоков оперативной памяти, управляющий вход первого блока коммутации соединен с шестым выходом блока управления, информационные входы дополнительны блоков оперативной памяти соединены с первым информационным входом устройства, управляющие входы блоков оперативной памяти соединены с выходами первой группы блока управления, выходы дополнительных блоков оперативной памяти подключены к информационным входам дополнительных регистров сдвига, управляюгцие входы регистров сдвига соединены с выходами второй группы блока управления, а выходы - с информациоными входами второго блока коммутации, выход которого подключен к информационному входу формирователя видеосигнала, выходы счетчика горизонтальной развертки соединены с управляющими входами второго блока коммутации, адресными входами первой группы блока управления и информационными входами первой группы первого блока коммутации, выоды счетчика вертикальной развертки соединены с адресными входами второй группы блока хправления и информационными входами второй группы блока управления и информационными входами второй группы первого блока коммутации, информационные входы третьей группы которого являются адресным входом устройства, выходом готовности которого является седьмой выход блока управления. 2. Устройство по и. 1, от,щнающееея тем, что блок управления содержит генератор импульсов, выход которого является пятым выходом блока и соединен с управлякгц 1 им входом регистра точек, информационные входы которого подключены к выходам намяти точек, входы которого являются адресными входами второй группы блока, первый выход регистра точек является третьим выходом блока, одним из выходов второй группы которого являются второй и третий выходы регистра точек, четвертый выход которого является первым выходом блока, пятый вы. ход регистра точек является шестым выходом блока и соединен с водом установки в 1 триггера, вход установки в О которого соединен с шестым выходом регистра то. чек, седьмой выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу регистра строк, второй выход которого является чет1381584 10 вертым выходом и другим выходом второй группы блока, вторым выходом которого является выход элемента И, управляющий вход регистра строк является управляющим входом блока, информационные входы регистра строк соединены с выходами памяти строк, входы которых являются адресными квола Екло 7) Ьм п 03 7) входами первой группы блока, выход триггера является седьмым выходом блока и подключен к управляющему входу дешифратора, информационные входы которого являются информационными входами блока, выходы дешифратора являются выходами первой группы блока.:ф И 3 Ььенце ия сщекооой помиФиг.5 Составитель Л. ВасТехред И. ВересТираж 459митета СССР по делЖ - 35, Раушскаяское предприятие, г.