Устройство для обработки изображений

1309044сечение изображения. Использование ки и повышению эффективности работ устройства при решении задач обра- всей системы, в составе которой моботки изображений приводит к значи- жет быть использовано данное устрой- тельному сокращению времени обработ- ство. 8 ил .1Изобретение относится к вычислительной технике.Целью изобретения является повышение производительности.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства на фиг. 2 - структурная схема блока выполнения операций на фиг. 3 - структурная схема блока микропрограммного управления, на фиг, 4 - схема расположения яче ек Хк(К=1,4) вокруг ячейки с координами 1, 3, на фиг. 5 - формат регистра состояния значений Хк(К=1,4), соответствующих состоянию разрядов К (1.=1,8); на фиг. 6 - таблица конс таит памяти; на фиг. 7 - граф алгоритма обработки на фиг. 8 - фрагмент программы обработки.Устройство содержит блок 1 выполнения операций, блок 2 микропрограм много управления, блок 3 памяти микропрограмм, генератор 4 тактовых импульсов, блок 5 оперативной памяти, блок 6 памяти констант, регистрсостояний, вход 8 значений координат устройства,.выход 9 констант устройства информации, выход 10 устройства, дешифратор 11, узел 12 памяти, арифметически-логический узел 13, мультиплексоры 14 и 15, регистры 16 общего З 0 назначения, регистры 17 адреса, буферные регистры 18 и 19, вход 20 синхронизации, вход 21 переноса, входы 22 и 23 кода маски и кода операции, выход 24 переноса, триггер 25, 35 регистр 26 признаков, регистр 27 адреса микрокоманд, буферные регистры 28 и 29, узел 30 формирования адреса следующей команды, вход 31 загрузки, вход 32 синхронизации, выходы разря дов адреса строки и разрядов адреса колонки 33 и 34.Информация с входа координат поступает на первый информационный вход блока 1, запоминается в регистрах 45 общего назначения. В блоке 3 памяти микропрограмм хранится микропрограм 2ма обработки. В настоящее время для обработки хотя бы части памяти в системе обрабатывающей ЭВМ требуются сложные интерфейсы, а рассматриваемое устройство не требует сло",.:ных интерфейсов, устройство позволяет при отсутствии сигнала "Пуск" отключаться от оперативной памяти и не оказывает влияния на работу оперативной памяти в составе основной обрабатывающей ЭВМ. Блок 6 памяти констант позволяет в зависимости от установленного адреса на адресном входе блока памяти констант формировать соответствующий адрес оперативной памяти путем сложения константы Хк(К=1,4) с координатой ,. 1. Этим достигается минимальное время формирования адресов перебора Хк(к=1,4). Регистр 7 состояний позволяет за один такт оценить состояние ячеек Хк(К= =14) и записать соответствующую константу в ячейку , 1, что обеспечивает максимальное быстродействие перехода на команду записи соответствующей информации в ячейку , оперативной памяти. Алгоритм работы устройства заключается в обработке информации из ячеек -1, 1, +1,1-1, , 1+1, расположенных вокруг ячейки , 1 согласно схеме, показан-, ной на фиг, 4. Информация поступает на вход 8 устройства, в блоке 1 запоминается координата и по ней формируются адреса памяти констант Хк(к= =1,4) . Значения констант, появляющие" ся на втором информационном входе блока 1, складываются со значениемформируются значения координат Х 1=1-1, 1, Х 2=х, 1-1, Х 3=1, 1+1Х 4=+1, 1. По этим значениям координат на адресном входе блока 5 оперативной памяти .считываются значения Х 1-Х 4 из этой памяти и сигналами стробирования С 1-С 4 записываются в регистр состояния: Х 1 - в разряды К 1 и К 2, Х 2 - в разряды К 3 и К 4," ХЗ - в3 1309 Оразряды К 5 и Кб;Х 4 - в разряды К 7и К 8. Формат входа кода команд показан на фиг. 5. Формат констант, необходимых для формирования координатХк(к=1,4), показан на фиг, 6. Послезапоминания формата перехода по значениям К;в регистре 7 состояний устройство выполняет переход на необходимый адрес микропрограммы. В блок 5оперативной памяти записывается соответствующее значение константы.Чаще необходимо всего два разрядаинформации, т.е. содержимое ячеек1, 3, Х 1, Х 2, ХЗ, Х 4 может иметь значения ф ,1, 1 ф и 11 (но это не 15обязательно, разрядность информацииможет быть и большая). После записисоответствующего значения константыв ячейку 1, 3 цикл обработки одногозначения координат 1, 1 считается 20законченным и программа обработкипереходит на начало. С поступлениемновых значений координат , 1 циклобработки начинается сначала. Дляреализации алгоритмов работы устройства используется микропрограммныйпринцип управления. Микропрограммахранится в блоке памяти микропрограмм,По фронту очередного синхроимпульсагенератора 4 на входы блока 3 памяти 30микропрограмм поступает адрес очередной микрокоманды, который вырабатывается блоком 2 микропрограммного управления. По данному адресу иэблока 3 памяти микропрограмм считывается очередная микрокоманда, которая управляет работой устройства втечение очередного цикла синхросериигенератора 4. Программа .обработкизаписана в блоке 3 памяти микропрограммоАлгоритм работы устройства можнопредставить блок-схемой (фиг. 7).Координата х, 1 поступает на входустройства. Под действием программ 45обработки происходит обход ячееквокруг координаты 1, , запоминаетсяинформация ячеек , 3-1, , +1 -13х+1, 1 и по словосостоянию этоййнформации происходит запись в ячейку 50новой информации. Устройство,ждет следующих значений д,Обработка происходит до тех пор,пока не произойдет перебор всего мас 55сива, т.е. не поступит команда "Конец .Рассмотрим вариант программы дляобработки четырех двухразрядных зна 44 4 чений Х 1-Х 4 вокруг координаты л, (фиг. 4). После прихода сигнала "Пуск" программа выходит на первую ячейку программы обработки, обнуляется регистр К 1 (фК 1).С приходом второго синхроимпульса (фиг. 2) информация запоминается в узле 12 (1-ф АС).С приходом третьего импульса (1-фТ) информация д,З запоминается в регистре Т (фиг. 2). С приходом четвертого импульса выставляется первый адрес КА= фдля блока 6 памяти констант (К 1-+КА). С приходом пятого синхроимпульса значение константы Х 1 складывается со значением , 1, тем самым формируется адрес(М+АС - фАС) . С приходом шестого синхроимпульса значение Х 1 записывается в разряд К 1 и К 2 сигналом управления С 1, выставляется второй адрес для блока памяти констант БА=1 (К 1 -+ КА, + 1), значение регистра К 1 увеличивается на единицу. С приходом седьмого синхроимпульса значение константы Х 2 складывается со значением х, З, тем самым получается адрес , 3-1 (М+АС-+АС). С приходом восьмого синхроимпульса эначеьие Х 2 записывается в разряд К 2 и КЗ сигналом управления С 2, формируется третий адрес блока памяти констант КА(К 1 - ВА, + 1), значение регистра К 1 увеличивается на единицу, С приходом девятого синхроимпульса значение константы ХЗ складывается с значением , З, тем самым получается адрес 1, 1+1 (М+АС -+ АС). С приходом десятбго импульса значение ХЗ записывается в разряды К 5 и К 6 регистра 7 состояний, сигналом управления СЗ формируется четвертый адрес блока памяти констант ВА=З (К 1 -+ ВА, +1) значение регистра К 1 увеличивается на единицу. С приходом одиннадцатаго синхроимпульса значение константы Х 4 складывается со значением х, +1 (М+АС -ф АС), получается адрес д+1, , С приходом двенадцатого синхроимпульса сигналом управле" ния С 4 значение Х 4 записывается в разряды К 7 и К 8 (ЖОР). Закончилось формирование формата записи регистрасостояний по четырем двухраэрядным словам значений Х 1, Х 2, ХЗ, Х 4. С приходом тринадцатого импульса происходит переход командой 1 РХ по словосостоянию К. формата регистра 7 состояний в нужную ячейку памяти5 130904 микропрограмм (БОР, 1 РХ), С приходом четырнадцатого синхроимпульса значение необходимого регистра К 1 выставляет адрес на адресный вход блока памяти констант (К-"ВА), значениеф 1, 1 ф или 11 записывается в ячейку х, 3 с приходом пятнадцатого синхроимпульса (Т -ф АС, БЯ, ЮК) . Закончился один цикл обработки пространства по одной координате. Прог О рамма переходит на первую ячейку. За пятнадцать синхроимпульсов просмотрено четыре ячейки с координатами1 3 +1 3 1 3 1 11+1 и в зависимости от анализа информации 15 выбрано решение о формировании значения информации для записи в ячейкуПри тактовой синхронизации= 200 нс. Обработка одной координаты заканчивается за время Т = 15 " 20 х 200 нс = 3 мкс, Массив размерами 1000 х 1000 будет обработан за 3 с. Формат микрокоманд состоит из 25 разрядовф 25КОП - код операции - 4 разряда;РОН - регистры общего назначения - 4 раэряда,РС - функции флажков - 4 разряда;АС - следующий адрес - 8 разрядов, 30УПР - управляющие разряды - 8 разрядов;БИ 1 - выбор блока оперативной памяти,ЯЧ 2 - выбор блока памяти констант,ЧК - сигнал запись;С 1-С 4 - сигналы стробирования значений Х 1-Х 4 для записи в регистр состояния. 40Формула изобретения Устройство для обработки изображений, содержащее блок микропрограммного управления, блок памяти микропрог рамм, генератор тактовых импульсов и блок выполнения операций, включающий арифметически-логический узел, два буферных регистра, регистр адреса, узел памяти, два мультиплексора,. регистры общего назначения и дешифратор, выход которого подключен к разрешающим входам регистров общего назначения, к входам записи регистра адреса и узла памяти, к управляющим входам первого и второго мультиплексоров, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым информационными входами арифметическо-ло 4 бгического узла, вход операций которого соединен с выходом дешифратора,адресный выход соединен с информаци,онным входом регистра адреса, информационный выход арифметическо-логического устройстваподключен кинформационному входу узла памяти и к информационным входам регистров общего назначения, выходы которых соединены спервым информационным входом первогомультиплексора, выход регистра адреса соединен с информационным входомпервого буферного регистра, выходузла памяти соединен с информационнымвходом второго буферного регистра,с первым информационным входом второго мультиплексора и с вторым информационным входом первого мультиплексора, выход генератора тактовых импульсов соединен с входами синхронизации арифметически-логического узлаи блока микропрограммного управления,выход признаков блока микропрограммного управления соединен с входомпризнаков арифметически-логическогоузла, третий информационный вход первого мультиплексора является входомкоординат устройства, выход признаковарифметическо-логического узла соединен с входом признаков блока микропрограммного управления, адресный выход блока микропрограммного управления соединен с адресным входом блокапамяти микропрограмм, выходы разрядов поля управления переходом, поляуправления занесением и хранениемпризнаков и поля управления выдачейпризнаков которого соединены соответственно с входами управления переходами, управления занесением и хранением признаков и управления выдачейпризнаков блока микропрограммного управления, выход разрядов поля операций блока памяти микропрограмм соединен с входом дешифратора, выход разрядов поля управления внешним обьектом блока памяти микропрограмм является управляющим выходом устройства,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения производительности,в него введены блок памяти констант,регистр состояний и блок оперативнойпамяти, адресный вход которого соединен с выходом второго буферногорегистра, выход блока памяти константсоединен с информационным входом блока оперативной памяти и с выходомзначений элементов изображения уст 7 1309044 8 ройства, адресный вход блока памяти ход регистра состояний соединен с констант соединен с выходом первого входом кода команды блока микропрогбуферного регистра, выход блока опе- раммного управления, выходы поля упративной памяти соединен с вторым равления блока памяти микропрограмм информационным входом второго муль соединены соответственно с входом типлексора, с информационным входом выбора кристалла блока памяти консрегистра состояний и с информацион- тант, с входом выбора кристалла блоным выходом устройства, вход пуска ка оперативной памяти, с входом эаустройства соединен с входом загруз- писи-считывания блока оперативной ки адреса микрокоманды блока микро О памяти, с первым вторым, третьим и программного управления и с устано- четвертым входами стробирования запивочным входом регистра состояний, вы- си регистра состояний,1309044 оставитель А.Жереноехред М.Ходанич Корректор Г.Решетн е водственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Редактор А.ВорЗаказ 1800/42 Тираж 673 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 1 13035, Москва, Ж, Раушская