Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) А 1 1) 4 С 09 С 1/16 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Иинский радиотехнический институт(56) Соловейчик И,Е. Электронные устройства отображения информации. 1975, с. 10.Телевизионные методы я устройства дпя отображения информации. Под ред. М.И.Кривошеева. И.: 1975, с.8 1. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГРА- фИЧЕСКОЙ ИНФОРИАЦИИ НА ЭКРАНЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ(57) Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в устройствах для отображения графической информации в системах управления и обработки данных. Цель изобретения - повышение быстро-" действия устройства, которая достигается введением второго счетчика точек, второго, третьего и четвертого блоков коммутации, третьего и четвертого блоков памяти и соответствунзцих функциональных связей, т,к. любое заполнение первого блока памяти приводит к заполнению второго блока памяти, а при записи в третий блок памяти за полняется четвертый блок памяти и наоборот. При таком копировании мас- а сина графических данных осуществляется динамическое переключение для отображения соответствующих блоков без .мерцания и разрыва изображения на ЭЛТ. 7 ил 2 табл.12651Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в устройствах отображения графической информации в системах управления и обработки данных,Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.На фиг.1 представлена структурнаясхема устройства;,на фиг.2 - структурная схема блока управления; на фиг.З -1 Оструктурная схема блока синхронизации; на фиг.4 - структурная схемаблока сравнения; на Фиг,5 и 6 - временные диаграммы работы устройства;на фиг.7 - диаграмма, поясняющаяпринципы отображения графика на экране электронно-лучевой трубки.Устройство содержит первый блок 1памяти, блок 2 сравнения, счетчик 3строк, первый 4 и второй 5 счетчикиточек, первый 6, второй 7, третий 8и четвертый 9 блоки коммутации, третий 0, второй 11 и четвертый 12 блоки памяти, блок 13 управления, блок14 синхронизации, регистр 15 данныхи ЭЛТ 16.Блок 13 управления содержит триггер 17, дешифратор 18, элемент 19ИЛИ, элементы 20 и 21 И-ИЛИ, триггер 22, одновибраторы 23-26, регистр27 и триггер 28,Блок 14 синхронизации содержитсчетчики 29 и 30, дешифраторы 3 1 и32, элементы 33-37 И, элемент 38 ИЛИ,одновибратор 39 и генератор 40 тактовых импульсов.Блок 2 сравнения содержит элемент41 сравнения, элементы 42 и 43 НЕИСКЛЮЧАКЗЦЕЕ-ИЛИ, элементы 44 и 45ИЛИ, триггеры 46-48 и элемент 49сравнения,Устройство работает следующим образом.Пусть необходимо отобразить график зависимости у = Е(х) (фиг.7),тогда в блоках 1, 10, 11 и 12 памятидолжны быть записаны дискретные отсчеты графика по последовательнымадресам 1,2Х. Положим для определенности разрешающую способность пооси абсцисс - Н точек, по оси ординат - Ч точек (или линий телевизионного растра). Тогда разрядность блоков 1, 10, 11 и 12 памяти составитЧ = 1 Ьр Ч, где 1 х 1 означает ближайшее целое, большее. В первом 1 и 5 эвтором 10 блоках памяти хранятся отсчеты, в третьем 11 и четвертом 12хранятся нечетные отсчеты графика,833зТакая разбивка на четную и нечетную последовательности выполнена с цельд повышения скорости считывания отсчетов графика, что в конечном итоге повышает разрешающую способность по оси абсцисс. Так, разбиение на четную и нечетную последовательности позволяет повысить разрешающую способность графика в 2 раза. Следует отметить, что в блоках 1 и 10, 11 и 12 хранится единичная информация, т,е. четные отсчеты, записанные в блок 1 памяти, повторяются в том же порядке во втором блоке 10 памяти, Аналогично, нечетные отсчеты третьего 11 блока памяти повторяются в четвертом 12 блоке памяти. Одновременно на выход второго 7 и третьего 8 блоков коммутации сигналом с первого выхода блока 13 управления коммутируются информационные выходы первого 1 и третьего 11 или второго 10 и четвертого 12 блоков памяти. Таким образом, два блока памяти подключены для отображения, а два других блока находятся в состоянии готовности к приему новой информации, Объем каждого блока памяти составляет Н/2-разрядных слов,Рассмотрим, как осуществляется ре.генерация иэображения, Пусть в начальный момент подключены для отображения первый 1 и третий 11 блоки памяти. Параллельную их адресацию осуществляет первый счетчик 4 точек, увеличивая свое состояние на единицу с приходом каждого импульса на его второй вход (Фиг.5 а). Состояние счетчика изменяется по положительному перепаду счетного импульса, В течение периода Т 1 параллельно выбираются из памяти четный и нечетный отсчеты графика, обрабатываются в блоке 2 сравнения и по положительному Фронту синхроимпульса видеосигналы четного отсчета и нечетного фиксируются в выходных триггерах блока 2 сравнения. Одновременно состояние первого счетчика 4 точек возрастает на единицу, а четвертым блоком 9 коммутации осуществляется динамическое переключение четного (период времени Т 2) и нечетного (период времени ТЗ) видеосигналов на третий выход устройства. Сигналами с четвертого и пятого . выходов блока 14 синхронизации осуществляется синхронизация строчной и кадровой разверток соответственно. Этими же сигналами организуется счет65833отображения подключаются блокии11 памяти. После этого в счетчике 5точек фиксируется адрес ординаты графика, а код графического отсчета записывается в блоки 10 или 12 памятипо адресу счетчика 5 точек. Таким об разом, любое заполнение данными блока 1памяти принодит к заполнению блока 11памяти, при записи в блок 10 памятизаполняется блок 12 памяти и наоборот Такое копирование массива графических данных позволяет динамическипереключать для отображения блоки 1и 11, 10 и 12 памяти без мерцания иразрыва изображения на экране ЭЛТ 16,По временной диаграмме (Фиг.5 а)оценим время записи графического отсчета в устройство 3 12 счетчика строк и ега установка в0 (по началу прямого хода кадровой развертки). Шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы блока 14 синхронизации осуществляют счет и установку в 0 второго 5 и первого 4 счетчиков точек,Пусть необходимо записать в устройства и отобразить на экране электронно-лучевой трубки графический отсчет. Для этого на первый информа ционный вход устройства подается величина ординаты графика, на второй информационный вход - адрес ардинаты.По сигналу с первого входа устройства кад графического отсчета (ордината граФика) записывается в регистр 15 данных, адрес ординаты фиксируется во втором счетчике 5 тачек, а с седьмого и девятого выходов блока 13 управления поступают сигналы записи в четный 10 2 о или нечетный 12 блоки памяти. По окончании действия сигнала записи (фиг.5 а) происходит переключение первого блока 6 коммутации таким образом, что на выход подключаются вы ходы первого счетчика 4 точек и н момент положительного перепада тактовой частоты ва второй счетчик 5 точек записывается код первого счетчика 4 точек, увеличенный на единицу, а второй и третий блоки 7 и 8 коммутации переключаются для отображения информации из второго 10 и четвертого 12 блоков памяти. Такая перезапись содержимого первого счетчика 4 во нто 35 1 рой счетчик 5 точек обеспечивает непрерывность изображения графика. Через время е/2 (где г - период тактовых импульсов) первый блок 6 коммутации опять переключает адрес "о второго40 информационного входа устройства на входы первого 4 и второго 5 счетчиков, сигналом с четвертого выхода блока 13 управления происходит запись адреса в первый счетчик 4 точек, а сигналами с шестого и восьмого выходов блока 13 управления организуется запись в блоки 1 или 11 памяти. После этого устройстно остается в режиме ожидания прихода новых данных и отоб 50 ражает записанную информацию. с (2 г. + 1 51 ва Если в момент прихода сигнала записи отображались данные из второго 10 и четвертого 12 блоков памяти, то запись данных организуется в блоки 1 55 или 11 памяти, затем в счетчик 4 точек записывается очередное состояние счетчика 5 точек и одновременно для где Й - время импульса записи вЗпблоки 1, 10, 11 или 12 памяти;С - период тактовых импульсов.Зто же время является временем ожидания запроса обслуживания и составляет в макетном варианте устрайсте - 2 200 + 1,5 90 = 535 (нс). Блок управления работает следующим образом (фиг,2,5 а). Па положительному фронту сигнала записи с первого входа блока 13 управления в триггер 28 заносится мпадший разряд адреса, указывающии, в каком из блоков памяти (четные 1, 10 или нечетные 11, 12) происходит запись. Выбор конкретного блока осуществляется триггером 22. Таким образом, второй и третий входы дешифратора 18 определяют блок памяти, в который будет производиться запись, а с выходов дешифратора (шестой, седьмой, восьмой и девятый выходы блока 13 управления) по стробу на первом входе дешифратора 18 через элемент 19 ИЛИ формируется сигнал записи в выбранный блок памяти. Условимся, что триггер 22 находится в состоянии единицы, если отображается содерялмое блоков 10 и 12 памяти, триггер находится в состоянии нуля, если отображаются данные из блоков 1 и 11 памяти. Поэтому с приходом сигнала записи с первого входа блока 13 ул1265833равления в зависимости от состояния триггера 22 через элементы 20, 21 И-ИЛИ Формируются сигналы записи в счетчики 4 или 5 точек. По заднему Фронту сигнала записи первым одно- вибратором 23 Формируется короткий импульс записи в регистр 27. В старший разряд регистра 27 заносится единица, а в младший разряд записывается содержимое триггера 22, Регистр 27 1 ц осуществляет коммутацию блока б коммутации в соответствии с табл.1.Установка старшего разряда (второй выход) регистра 27 разрешает работу одновибратора 24, Формирующего 15 по фронту тактовых импульсов короткий импульс записи в счетчик 4 или 5 точек (через элементы 20 или 21 И-ИЛИ соответственно), установки триггера 17 в единичное состояние и пере броса триггера 22 в противоположное состояние. Выход триггера 17 разрешает работу одновибратора 25, который по срезу тактового импульса формирует сигнал обнуления регистра 27 25 и запуска одновибратора 26, которьй формирует импульс повторной записи в блок памяти, определяемый новым состоянием триггера 22,Соответствие сигналов записи блокам памяти приве дено в табл,2.ЪБлок 14 синхронизации работает :ледующим образом (фиг.3, 5 б, 6).Генератор 40 тактовых импульсов вырабатывает сигналы тактовой часто ты с периодом С, которая последовательно делится первым 29 и вторым 30 счетчиками, Первый 31 и второй 32 дешифраторы дешифрируют состояния счетчиков и формируют соответственно сигналы строчных синхронизирующих импульсов (второй выход первого дешифратора 31), строба строки (первый выход первого дешифратора 31), кадровых синхронизирующих импульсов (первый выход второго дешифратора 32) и строба по кадру (второй выход второго дешифратора 32). Низкие уровни стробов по строке и по кадру являются гасящими импульсами. Элементы 36 и 37 и одновибратор 39 Формируют сигналы установки нуля счетчиков 4 или 5 точек (выбирается счетчик, участвующий в данный момент в отоб,ражении графика.), 55Элементы 34 и 35 И-НЕ Формируют импульсы счета счетчиков 4 или 5 точек (выбирается счетчик, участвующий бв отображении, выбор производитсявыходом триггера 27, подключаемым квходу блока 14 синхронизации). Элемент 33 И формирует тактовую последовательность для динамической коммутации четного и нечетного отсчетаграфика четвертым блоком 9 коммутации аБлок 2 сравнения работает следующим образом (фиг.4-7).Первый 49 и второй 41 элементысравнения Формируют сигналы единичного уровня, когда код очередного выбранного из блоков памяти (1, 10, 11или 12) отсчета меньше (первый выход) либо равен (второй выход) уровню разметки оси ординат, которомусоответствует положение луча на экране. Такой уровень совпадает с инверсным.состоянием счетчика 3 строк,поскольку луч движется по экрану слева направо в направлении сверху вниз.Чтобы отобразить график в виде участков со ступенчатой аппроксимациейопорных точек (фиг.7), результатсравнения четного отсчета со счетчиком 3 строк в текущем такте Т 1(Фиг.5 б) складывается по НЕ-модулю 2с результатом сравнения нечетногоотсчета со счетчиком 3 строк, полученным в предыдущем такте в третьемтриггере 48, а результат сравнениянечетного отсчета со счетчиком 3строк в текущем такте Т 1 складывается по НЕ-модулю 2 с результатом сравнения четного отсчета со счетчиком 3строк в этом же такте. Результатыоперации НЕ-ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ (НЕ-сумма по модулю 2) собираются поИЛИ ссигналами равенства уровню разметкиоси ординат и записываются соответственно в первый 46 и второй 47 триггеры по. сигналам на вторых входах.Этим же сигналом в третьем триггере 48 фиксируется результат сравнения нечетного отсчета с уровнемразметки оси ординат (со счетчиком 3строк), необходимый для анализа впоследующем такте Т 2. Запись в триггеры осуществляется по фронту так;тового импульса, приходящего на первый вход блока 2 сравнения,На фиг.7 поясняется принцип отображения графика на экране ЭЛТ, Здесь у - реальная функция, у - дискретизованные значения графика в точкахО, 1,26, у - линейная интерполяция дискретных отсчетов для отобра1265жения. Нри этом заштрихованным областям соответствуют четные отсчеты, неэаштрихованным - нечетные отсчеты графиков. Штриховой линией указан вид графика, получаемый после элементов 49 и 4 1 сравнения (после элемента 49 получают четные отсчеты, после элемента 4 1 - нечетные),Формула изобретенияОУстройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), содержащее первый и второй блоки памяти,15 ,блок сравнения, счетчик строк, первый счетчик точек, первый блок коммутации, блок синхронизации, блок управления, регистр данйых, один из входов которого является первым входом20 устройства, причем первый вход 5 лока управления соединен с другим входом регистра данных и является вторым входом устройства, выход регистра данных подключен к первым входам пер 25 ваго и второго блоков памяти, второй вход блока управления соединен с первым выходом блока синхронизации, третий вход блока управления является третьим входом устройства, первый30 выход блока управления подключен к входу блока синхронизации, второй и третий выходы блока управления соединены соответственно с вторыми входами первого и второго блоков памяти, четвертый выход блока управления подключен к первому входу первого счетчика точек, второй и третий входы которого соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока синхронизации, четвертый и пятый выходы которого подключены соответственно к первым входам блока сравнения и первого блока коммутации, шестой и седьмой выходы блока синхронизации соединены соответственно с отклоняющей системой ЭЛТ и первым и вторым входами первого счетчика строк, причем шестой выход соединен с вторым входом блока сравнения,третий вход которого подключен к выходу счетчика строк, первый и второй выходы блока сравнения соединены соответственно с вторым и третьим входами первбго блока коммутации, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит второй счетчик точек, второй, третий и четвер регистра данных треть м . входам четвертого блоковции в ыход подключ ен к третьего ипамяти,Таблица 1 Коммутируемая информацияАдрес разряда старший младшийО О Бт арой информационный вход устройства О Счетчик 4 точек Счетчик 5 точек 833 8тый блоки коммутации, третий и четвертый блоки памяти, выходы которых подклкчены соответственно к первым входам второго и третьего блоков коммутации, выходы которых соединены с четвертым и пятым входами блока сравнения, первый выход блока управления соединен с вторыми входами второго и третьего блоков коммутации, третьи входы которых подключены соответственно к выходу первого и второго блоков памяти, пятый и шестой выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым входами четвертого блока коммутации, третий вход которого подключен к вы - ходу второго счетчика точек, к первым входам третьего и четвертого блоков памяти, вторые входы которых соединены соответственно с седьмым и восьмым выходами блока управления, девятый выход которого подключен к первому входу второго счетчика точек,. выход первого счетчика точек соединен с четвертым входом четвер - того блока коммутации, пятый вход которого является четвертым входом устройства,Выход четвертого блока коммутации подключен к четвертому входу первого счетчика точек и второму входу второго счетчика точек, третий и четвертый входы которого соединены соответственно с восьмым и девятым выходами блока синхронизаНомер бло ка памяти Номер бло ка памяти 5 второй вход третийвход третийвход второйвход ния О 6 12 10 О Выходы дешифрато ра 18.Обруч рект каз 5670/5 Подписи риятие 0 Тираа 455ВНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д. изводственно-полиграфическо агород, ул. Проектная,