Устройство для отображения информации на экране электронно лучевой трубки

30 Недостатком известного устройстваИ является то, что при возрастании числа отображаемых объектов прямо пропорционально возрастает объем оборуИзобретение относится к вычислительной технике, а именно к информационно-обучающим устройствам на базе микропроцессоров и микроЭВМ, и может быть использовано для отображения 5 статической и динамической информации, в том числе алфавитно-цифровой, графической и произвольно-символьной,Известны устройства для отображения информации на экране электронно.лучевой трубки Я .Однако подобные устройства предназначены только для отображения статической информации и при исполь- зовании их для отображения произвольных динамических объектов объем оборудования памяти и схем управления существенно возрастает.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является уст ройство, содержащее массивы ОЗУ для хранения информации о требуемом положении объектов по координатам Х и У, ОЗУ, в котором содержатся адреса объектов в ПЗУ, масштаб и цвет объектов, ПЗУ, в котором хранится информация о содержании объектов, первый и второй счетчики, фиксирующие положение луча на экране соответственно по координатам У и Х, первый и второй регистры требуемого расположения объектов по координатам У и Х соответственно, первую и вторую схемы сравнения положения электронного луча с требуемым расположением объектов соответственно по координа- там У и Х и видеосумматор. Известное устройство обеспечивает отображение .одновременно большого числа объектов в любом месте на экране электроннолучевой трубки. Компараторы производят сравнения содержимого цифровых счетчиков, фиксирующих положение луча на экране, и требуемого расположения объекта. В случае совпадения иэ массива ОЗУ, характеризующего вид объекта, выделяется модифицированный адрес объекта в ПЗУ, его цвет и масштаб. В ПЗУ каждый объект характеризуется девятиразрядными словами: восемь 0 разрядов каждого слова определяют строку объекта, а девятый разряд используется для сигнализации об окончании выборки объекта 21. дования (объем памяти), так как длякаждого отображаемого объекта должныбыть записаны в ОЗУ координаты Х иУ и его адрес в ПЗУ.Цель изобретения - упрощение устройства за счет уменьшения объемаблока памяти,Цель достигается тем, что устройство для отображения информации наэкране электронно-лучевой трубки, содержащее первый блок сопряжения, выход которого соединен с информационной шиной блока памяти, первыйсчетчик и первый регистр, второйсчетчик и второй регистр, выходы которых соединены с входами первой ивторой схем сравнения соответственно, и видеосумматор, также содержиттретий и четвертый регистры, первыйи второй коммутаторы, сумматор, вто"рой блок сопряжения и третий и четвертый счетчики, первые входы которых соединены с выходами первой ивторой схем сравнения соответственно,вторые входы соединены с первыми входами первого и второго счетчиков соответственно, первый вход второгосчетчика соединен с вторым входомпервого счетчика, а выходы третьегои четвертого счетчиков соединены спервым и вторым входами первого коммутатора, выход которого соединен садресной шиной блока памяти, информационная шина которого соединена свторым блоком сопряжения, выход которого соединен с входами первого,.второго, третьего и четвертого регистров и первым входом видеосумматора,второй вход которого соединен стретьим входом первого коммутатора,первым входом второго блока сопря"жения и выходом второго коммутатора,первый вход которого соединен с вы,ходом третьего регистра, а второй 1вход - с первым выходом четвертогорегистра, второй выход которого соедийен с четвертым входом первогокоммутатора и входом сумматора, выход которого соединен с вторым входом второго блока сопряжения, третийвход видеосумматора соединен с вторымвходом второго счетчика.На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - структурная схема видеосумматораф на фиг,.3 - символ на экране телевизора. На фиг. 1-3 обозначены оперативное запоминающее устройство 1, объе-,з 1275Ъдиняющее пять таблиц: таблицу 2 координат У в ОЗУ, таблицу 3 координат Х в ОЗУ, таблицу 4 "Кадр" в ОЗУ, таблицу 5 ".Вывод" в ОЗУ и таблицу 6 "Символы" в ОЗУ, счетчик 7, счетный вход 8 счетчика 7, вход 9 устройства, регистр 10, счетчик 11, входы 12 и 13 устройства, регистр 14, схемы 15 и 16 сравнения, счетчики 17 и 18, адресный коммутатор 19, вход 20 адрес 1 О ного коммутатора 19 для обращения в ОЗУ микропроцессора (не показан), входы 21-25 адресного коммутатора 19 для обращения в таблицы 2-6 соответственно, регистр 26, состоящий 15 из .разрядов 27 исходной информации о цвете символа, разрядов 28 исходной информации о масштабе символа, разрядов 29 исходной информации о номере символа, регистр 30,. состоя щий из разрядов 31 текущей информации о цвете символа, разрядов 32 текущей информации о масштабе символа, разрядов 33 текущей информации о номере символа, разрядов 34 текущей информации о номере строки символа, адресно-информационный коммутатор 35, вход 36 адресно-информационного коммутатора 35 для передачи нулей, вход 37 адресно-информационного коммутатора 35 З 11 для передачи информации с регистра 26, вход 38 адресно-информационного комму-, татора 35 для передачи информации с раз- рядов 31-33 регистра 30, внутреняя адресно-информационная шина 39,сумматор 40, внутренняя информационная шина 41, блок 42 сопряжения, внешняя информационная шина 43, блок 44 сопряжения, видеосумматор 45, выход 46 устройства, внешняя адресная шина 47, регистры 48-51 и коммутатор 52.40 ГУстройство состоит из ОЗУ 1, таблицы которого необходимы для органиэации отображения информации на экране телевизора, счетчика 7, регистра 10, счетчика 11 (позиций перемещения луча по телевизионной строке), регистра 14 (позиций), схемы 15 сравнения текущего и требуемого положений координаты Х (позиции), схемы 5 О 16 сравнения текущего и требуемого положений координаты У (строки), счетчика 17 (адреса) для обращения в таб лицы 3-5, счетчика 18 (адреса) для обращения в таблицы 2 и 4, адресного И коммутатора 19, формирующего адреса для обращения в ОЗУ 1, регистра 26, принимающего информацию иэ таблицы 5,520адресно"информационного коммутатора 35, подключающего к шине 39 входы 36, 37 или 38, сумматора 40, который обеспечивает увеличение кода входной информации на единицу, блока 42 сопряжения. обеспечивающего передачу информации на шину 41 при считывании из ОЗУ 1, блока 44 сопряжения, обеспечивающего передачу информации в ОЗУ 1 с шины 43, видеосумматора 45, Формирующего сигнал изображения на выходе 46 ус тройства.20 Видеосумматор 45 содержит регистр 48, для.приема и передачи информации в параллельном коде, регистр 49 сдвига для приема информации в,параллельном коде и передачи этой информации в последовательном коде, регистр 50 для хранения ийформации о цвете Фона экрана, регцртр 51 для хранения информации о цвете символа, выводимого в данный момент на экран телевизора, и коммутатор 52, Этот коммутатор подключает выход 46 в зависимости от кода на выходе регистра 49 или к выходу регистра 50, или к выходу регистра 51. Вход регистра 51 подключен к адресно-информационной шине 39, а входы регистров 48 и 50 подключены к информационной шине 41.Устройство работает следующим образом. 3 1275 выход которого подключен к адресной шине ОЗУ 1, информационная шина ко торого подключена к блокам 42 и 44 сопряжения. Внешняя информационная шина 43 подключена к блоку 44 сопряжения5 ,а внутренняя информационная шина 41 соединяет выход блока 42 сопряжения с входами регистров 10, 14, 26 и 30 и первым параллельным входо 4 видеосумматора 45, Внутренняя адрес но-информационная шина 39 соединяет выход адресно-информационного коммутатора 35 с входом блока 42 сопряжения, вторым параллельным входом видеосумматора 45 и входом 25 адрес 5 ного коммутатора 19, выход .устройства 46 подключен к телевизору (не показан).Счетчики 7, 11, 17 и 18 регистры 10, 14, 26 и 30, коммутаторы 19 и 35 являются обычными устройствами вычислительной техники и могут быть выполнены любым из известных стандартных способов. Их разрядность соответствует разрядности информации. Блоки 42 и 44 сопряжения выполнены на микросхемах, которые являются параллельными двунаправленными формирователями сигналов для управления магистралями (шинами) в цифровых вы 30 числительных устройствах и представляют собой 4-канальные коммутаторы, имеющие в каждом канале одну шину только для приема информации, одну шину только для выдачи и одну двунаправленную шину для приема и выда- З 5 чи. 520 1Допустим, что на экран телевизора необходимо вывести изображение символа (Фиг. 3), Будем считать, например, что формат разложения экрана 256 х 256, размер символа 16 х 16 элементов разложения. Символ может быть окрашен в семь цветов (3 разряда) и изменяться в масштабе в 2 фили в 4 раза (2 разряда). Для простоты рассмотрения допустим, что на экран телевизора выводится черно-белый немасштабируемый символ. Тогда по адресной 47 и информационной 43 шинам процессор через блок 44 сопряжения записывает в ОЗУ 1 следующую информацию: в таблицу 2 в 1-ю ячейку - код 00000011, в таблицу 3 в 1-ю ячейкукод 000000 10, в таблицу 4 в ячейку 1 с соответствующим адресом - код 00000000100; в таблицу 5 по всем разрядам нули, в таблицу 6 - код, соответствующий структуре в матрице 16 х 16.Таблицы 2 и 3 представляют собой упорядоченные по возрастанию массивы двоичных кодов координат узлов символов У и Х соответственно, Узлом символа называют верхний левый угол матрицы элементов разложения символа. В таблице 4 хранится информация о размещении объектов в данном кадре. При приведенных характеристиках экрана таблица 4 содержит 256 ячеек: в ячейки таблицы, соответствующие координатам Х и У объекта заносится информация о номере символа (адрес начала символа в таблице 6),его цвете и масштабе, а во все остальные ячейки заносится нулевая информация.В таблицу 5 записывается полный адрес символа для обращения к таблице 6, который включает в себя номер строКи символа, его цвет и масштаб. Данные, записанные в таблицу 5, необходимы для организации построчного вывода символа на экран телевизора.К началу прямого хода развертки телевизионного кадра начальное состояние счетчиков нулевое, так как счетчики 7 и 18 обнуляются обратным ходом телевизионного кадра, а счетчики 11 и 17 обнуляются обратным ходом телевизионной строки. По началу прямого хода кадра Формируется сигнал обращения к таблице 2 через вход 21 адресного коммутатора 19 и по адресу 0000, равному состоянию счетчика 18, на регистр 10 поинформацион 7 1275 ной шине 41 из ОЗУ 1 поступает код 00000011. После этого осуществляется запуск 5-тактовой серии управляющих импульсов, Выработка этой серии происходит по каждому обратному ходу телевизионной строки или по каждому сигналу со схемы 15 сравнения.В 1-м такте по адресу, равному состоянию счетчика 17, происходит обращение,в таблицу 3 через вход 23 ад О ресного коммутатора 19, и на регистр 14 по информационной шине 41 поступает код 00000010. Во 2-м такте на регистре 26 из таблицы 4 поступает код содержащий разряды цвета 27, 15 мас дтаба 28 и номера символа 29. В .3-м такте происходит обращение к таблице 5, и на регистр 30 записываются во все разряды 31-34 нули, так как до этого момента ни один объект на 2 О экран не выводится. Перед 4-м и 5-м тактаье необходимо определить - какую операцию производить далее (данные приведены в таблице), В рассматриваемом случае на регистре 30 25 нулевой код, на регистре 26 ненулевой код сигнал со схемы сравнения 16 равен нулю. Во время прямого хода нулевой те-,ЗО левизиоиной строки никакая информа- . ция на экран не выводится. По обратному ходу 1-й строки происходит запуск новой 5-тактовой серии и работа устройства повторяется аналогичным образом. Во время прямого хода З 5 1"й и 2-й телевизионных строк также никакая информация не выводится.По обратному ходу 3-й строки счетчик 7 устанавливается по входу 8 в состояние 00000011. Равенство ко О дов на счетчике 7 и регистре 10 приводит х срабатыванию схемы 16 сравнения, что изменяет условие работы устройства в 4-м и 5-м тактах. Теперь в 4-м такте происходит обраще-45 иие в таблицу 6 по адресу 00010000001 В этом адресе 4 младших разрядов (0000 ) равны двоичному коду номера строки и поступают с разрядов 34 регистра 30. Шесть старших разрядов 5 О (000100) равны двоичному номеру символа и поступают с регистра 26 (согласно данным приведенным в таблице). В конце 4-го такта на видеосумматор 45 поступает нулевая строка выводи мого символа. В 5-м такте происходит запись двоичного кода номера символа (000100 ) в старшие разряды ячей 520 8ки таблицы 5, В четыре младших разряда этой же ячейки записывается код (0001 ), соответствующий инкрементированйому номеру строки объекта и поступающий с сумматора 40.Во время прямого хода 3-й телевизионной строки, по сигналу со схемы 15 сравнения, которая срабатывает при равенстве кодов (00000010) на счетчике 11 и регистре 14 происходит синхронно с частотой синхроимпульсов выдвижение кода нулевой строки символа на экран телевизора.По началу обратного хода 4-й телевизйонной строки происходит сброс сигнала со схемы 16 сравнения, по которому счетчик 18 перебрасывается в очередное состояние, Затем происходит запуск очередной 5-тактовой серии, В 1-м такте работа схемы повторяется, как и раньше. Во 2-м такте вследствие изменения состояния счетчика 18 на регистр 26 записывается нулевая информация, считанная из ячейки с адресом (00010000) из таблицы 4. В 3-и такте на регистр 30 считывается информация о символе с инкрементированной строкой из соответствующей ячейки таблицы 5. В 4-м такте по адресу 0001000001 (старшие разряды поступают с регистра 30) считывается на видеосумматор 45 код 1-й строки символа. В 5-м такте происходит запись в таблицу 5 из регистра 30 кода номера выводимого символа и инкрементированной первой строки, Выдвижение первой строки символа на экран . происходит во время прямого хода 4-й телевизионной строки по сигналу со схемы 15 сравнения.Аналогично осуществляется вывод остальных 14-и строк данного символа. При подготовке к выводу последней строки символа во время пятого такта происходит подключение адресно-информационного коммутатора 35 к входу 36, что обеспечивает запись в таблицу 5, в ячейку, где ранее хранилась информация о символе с инкрементированной строкой, нулей информации. Таким образом обеспечивается прекращение вывода на экран телевизора строк данного символа. Для организации движения данного символа по экрану необходимо запрограммировать микропроцессор на изменение12755 кодов координат Х и У в соответствующих ячейках таблиц 2 и 3.П р и м е р . Для организацииотображения 256 объектов, используяпредлагаемое устройство нужен следующий объем памяти; 16 х 8:128 битмассив хранения координат Х, 16 х 8:128 бит - массив хранения координатУ," 16 х 16:256 бит - массив хранения,текущей информации об адресе объек Ота в ПЗУ, цвете, масштабе и номеревыводимой строки объекта; 256 х 12 г3072 бит - массив хранения информации об адресе объекта в ПЗУ, цветеи масштабе объекта. 15Объем массива хранения информации о содержании каждого объекта зависит от количества разных объектови при использовании предлагаемогоили известного устройства одинаков, 20поэтому объем этого массива можноне учитывать,Таким образом, для организацииотображения 256 объектов, используяпредлагаемое устройство, необходимый 25объем памяти составляет 3584 бит,При использовании известного устройства для вывода тех же 256 объектов нужен следующий объем памяти:25 бх 8:,2048 бит - массив хранения ко- ЗОординат Х, 25 бх 8:2048 бит - массивхранения координат У, 256 х 12=3072бит - массив хранения информации обадресе объекта в ПЗУ, цвете и масштабе объекта. 35Таким образом, без учета объемаПЗУ объем памяти составит 7168 бит,что в два раза превышает объем памяти в случае использования предлагаемого устройства, При увеличении чис рла отображаемых объектов разница вобъемах памяти увеличивается. Нарядус указанным техническим эффектом использование изобретения обеспечитзначительный экономический эффект.ЮДля предварительной оценки последнего только в частных применениях, например. в перепрограммируемых телеиграх, можно предположить, что при восьмицветной окраске динамических объ:,ектов и общем разрешении экрана256 х 256 элементов разложения для побитового дисплея требуется 192 микросхемы памяти К 565 РУ 2 (емкость 1 Кбит) или 32 микросхемы памяти К 565 РУЗу 20 10емкость 16 К бит), а при использовании предлагаемого устройства требуется всего 16 микросхем памятиК 565 РУ 2. Формула изобретения Устройство для отображения инфор"мации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее первый блок сопряжения, выход которого соединен синформационной шиной блока памяти,первый счетчик и первый регистр,второй счетчик и второй регистр, выходы которых соединены с входами первой и второй схем сравнения соответственно, и видеосумматор, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства за счет уменьшения объема блока памяти, оно содержит третий и четвертый регистры,первый и второй коммутаторы, сумматор, второй блок сопряжения и третий и четвертый счетчики, первыевходы которых соединены с выходамипервой и второй схем сравнения соответственно, вторые входы соединены спервыми входами первого и второгосчетчиков соответственно, первыйвход второго счетчика соединен свторым входом первого счетчика, авыходы третьего и четвертого счетчиков соединены с первым и вторымвходами первого коммутатора, выходкоторого соединен с адресной шинойблока памяти, информационная шинакоторого соединена с вторым блокомсопряжения, выход которого соединенс входами первого, второго, третьего и четвертого регистров и первымвходом видеосумматора, второй входкоторого соединен с третьим входомпервого коммутатора, первым входомвторого блока сопряжения и выходомвторого коммутатора, первый вход которого соединен с выходом третьегорегистра, а второй вход - с первымвыходом четвертого регистра, второйвыход которого соединен с четвертымвходом первого коммутатора и входомсумматора, выход которого соединенс вторым входом второго блока сопряжения, третий вход видеосумматорасоединен с вторым входом второгосчетчика.1275520 12 егистр,опеделяющийсостояние ИнФормация Примечание перация в-м и 5-м на регистре30 актах старших разрядов адреса таблицы 30 О То же 30 То же О ФО 0 30 0 0 30 ФО 30 0 0 26 0 ФО Вывод объекта продолжается То же 30 ФО О со схемы на ре срав- гистре кения 26 Выдача так-Объект не товык им выводится пульсовпрекращает- ся Обращение Вывод объекв таблицу та продол.Считыва- жается ние на видеосумматор45.Модификация номера, строки втаблице 5 То же То же Выдача так-Объект не товых им- выводится пульсовпрекращается.Обращено в Начинаетсятаблицу 6. вывод новоСчитывание го объектана видеосумматор 45,Модификацияномерастроки втаблице 5т а Подписи оССР д. 4 оизводственно-поли 6567/45 Тир ВНИИПИ Государстно делам изобр 113035, Москва,ж 455енного комитетатений и открыти