Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки

(59 4 ЩЯГ(;ЛОБЬЕ 4 3 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ Н АВТОРСНОМ. Иса8) о СССР1982. СССР982, ЕНИЯ ГРАНЕ ЭЛЕКТельст 3/153 ьство 3/153 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРЖКФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ(57) Изобретение относится к вычислительноц технике и может быть использовано для визуализации в графическоцформе на экране ЭЛТ данных, вычислительной машины. Целью изобретения является повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит блок 1синхронизации, видеоконтрольныйблок 2, регистры 3, 19 и 20 сдвига,счетчики 4, элемент 5 сравнения, блоки 6 и 8 памяти, формирователь 7 длительности сигнала, дешифратор 9,элементы И 10-14, триггер 15, элементы 2 И-ИЛИ 16-18 и блок 21 управлениячастотой. В устройстве за счет ускоренного сдвига информации, когда нетребуется обращение к блокам 6 и 8памяти, создается резерв времени,позволяющий приостановить процессподготовки информации очередной строки до момента выставления информацииблоками 6 и 8 памяти, в результатечего гарантируется считывание информации по каждой корректируемой точкеграфика, что и обеспечивает повышение точности. 5 ил., 1 табл.Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для визуализации в графической Форме на экране электронно-луче 5вой трубки (ЭЛТ) данных вычислительной машины,Цель изобретения - павьппение точности устройства,На Фиг. представлена структурная 10схема устройства; ца Фиг.2 - функциональная схема блока управления частотой; на Фиг.З - функциональная схемапервых (в направлении сдвига) трехразрядов регистра сдвига; ца фиг,4 - 15функциональная схема Формирователядлительности сигнала; ца фиг.5 -Фрагмент графического изображения.Устройство содержит блок 1 синхронизации, выдеокантрольный блок 2, - 20первый регистр 3 сдвига, первый счетчик 4, блок 5 сравнения, первыйблок 6 памяти, формирователь 7 дли 1тельнасти сигнала, второй блок 8 памяти, дешифратор 9, первый 10, втарой 11, третий 12, четвертый 13 ипятый 14 элементы И, триггер 15, первый 6, второй 17 и третий 18 элементы 2 И-ИЛИ, второй 19 и третий 20 регистры сдвига блок 21 управления 30частотой растра.Блок 21 управления частотой содердит элементы И 22 и 23, элементы ИЛИ24 и 25, триггер 26, элементы И 27 исчетчик 28. Регистры 3, 19 и 20 сдвига содержат элементы И 29 триггер ЗО,элементы И 31 и ИЛИ 32, триггер 33,элем"цт И 34, триггер 35. Формирователь 7 длительности сигнала содержиттриггер 36,. элемент И 37, счетчик 38, 40элемент 39 сравнения.Блок 1 синхронизации предназначендля синхронизации работы всех лаковустройства с работай видеокацтральнага блоке 2. Видеокантральцый блок 2предназначен для формировация растраца экране по сигналам синхронизации(кадровые и строчные сигналы) и подсвета луча в соответствии с видеосигналами, Регистр 3 сдвига предназначен 50для организации подготовки очереднойстроки информации,Счетчик 4 и блок 5 сравнения .предназначены для Фиксации места отабражеция точки графики ца экране ЭЛТ,Блоки 6 и 8 памяти предназначены соответственно для хранения кодов абсолютцых параметров (коардинат и длинлиний) и кодов коррекции. Фармирава тель 7 длительности сигнала предназ= начец для расширения длительности сигнала при формировании горизонтальной линии. Дешифратор 9 предназначен для дешифрации кода коррекции, поступающего с блока 8 памяти.Элемент И 1 О предназначен для формирования импульса, соответствующего очередной промежуточной точке при наличии сигнала готовности на выходе блока 8 памяти. Элементы И 11 и 13предназначены для коммутации в соответствии с состоянием счетного триггера 15 сигнала с выхода элемента И 10 на информационные входы регистров 19 и 20 сдвига соответственно. Счетный триггер 15 предназначен для коммутации регистров 19 и 20 сдвига поочередно ца подготовку и отображение строки информации,Элементы 2 И-ИЛИ 16 и 17 предназначены для коммутации основной или повышенной частоты в соответствии с состоянием счетного триггера 15 на тактовые входы соответственно регистров 19 и 20 сдвига. Элемент 2 ИИЛИ 18 предназначен для коммутации в соответствии с состоянием счетного триггера 15 на вхсд видеаконтрольного блока 2 видеосигналов с регистров 19 и 20 сдвига. Регистры 19 и 20 сдвига предназначены для подготовки информации па очередной строке и формирования видеосигнала па текущей строке для видеокантрольцого блока 2, Блок 21 управления частотой предназначен для расширения прохождения импульсов повьппецнай частоты на элементы устройства при наличии сигналов готовности ца выходах блоков 6 и 8 памяти, Фор- миравания сигнала приастанава на время отсутствия данных сигналов и фиксации конца подготовки очередной строки.В устройстве реализован следующий способ описания в цифровой Форме граФических линий.Для кодирования информации используются два типа кодовых слов: слова параметров в абсолютной форме и слова коррекции. Слова параметров в абсолютной форме дают полное описание элемента и занимают в памяти до трех десятиразрядных слов. При этом в первом слове размещается двоичный код координаты Х, во втором - код коорди1354 81 кие Счетчик 4 отсчитывает количество импульсов повышенной частоты от нача ла кадфа, поэтому содержимое счетчика 4 отражает текущую координату в наты У, в третьем - длина горизонтальной линии в единицах растра.Для задания точки требуются два слова, горизонтальной прямой - три слова, для точки, расположенной на той же строке, что и предыдущая точка или прямая, - одно слово, Кодовые слова коррекции обозначают приращение по координате Х на данной строке под 10 точкой чертежа предыдущей строки или стирание точки. Кодовые слова параметров в абсолютной форме размещаются в блоке 6 памяти, слова коррекции . в блоке 8 памяти. 15В каждом блоке памяти коды располагают строго в той же последовательности, в которой расположены соответствующие им точки по развертке. Пример описания фрагмента изображения 20 по фиг.5 с помощью указанного принципа кодирования приведен в таблице. В устройстве реализован растровыйспособ формирования изображения, при 25котором в видеоконтрольном блоке 2экран ЭЛТ сканируется лучом последовательно-построчно, а линии графикиполучают подсветом луча в точках пересечения растра с линиями графики. 30Подсветом луча управляет видеосигналс элемента 2 И-ИЛИ 18, движением луча - синхросигналы ССИ (строчный синхроимпульс) и КСИ (кадровый синхроим"пульс), поступающие с блока 1 синхронизации на видеоконтрольный блок 2.В исходное состояние устройствоустанавливается сигналом КСИ. по которому регистры 3, 19 и 20 сдвига,счетчик 4 и счетный триггер 15 устанавливаются в нулевое состояние, алуч в видеоконтрольном блоке 2 переводится в начало экрана. Каждыйстрочный сигнал ССИ служит для видеоконтрольного блока 2 сигналом начала 45новой строки,В течение движения луча в видеоконтрольном блоке 2 по -й строкерастра в устройстве происходят дванезависимых друг от друга процесса:формирование видеосигнала для х-йстроки и подготовка информации для1+1-й строки. Этими процессами управ-ляет триггер 15.При единичном состоянии триггера 15 разрешается прохождение импульсов основной частоты. с блокасинхронизации через элемент 2 И"ИЛИ 17 натактовый вход регистра 20 сдвига импульсов повышенной частоты, с блока 21через элемент 2 И-ИЛИ 16 на тактовыйвход регистра 19, а выход регистра 20через элемент 2 И-ИЛИ 8 подключен квходу видеоконтрольного блока 2. Приэтом регистр 19 участвует в подготовке информации +1-й строки, регистр 20 в формировании видеосигнала -й строки. Работа устройства. рассматриваетсяпри единичном состоянии триггера 15(при нулевом же состоянии триггера 15назначения регистров 19 и 20 взаимноменяются), Триггер 15 изменяет состояние на противоположное в началекаждОй строки растра.Пусть к началу д-й строки в регистре 20 подготовлена информация дляд-й строки. Формирование видеосигналад-й строки производится путем сдвигасодержимого регистра 20 серией импульсов основной тактовой частоты,которая формируется в интервале междусигналами ССИ.Количество импульсов в серии должно соответствовать количеству точекразложения по строке и импульсы должны быть равномерно распределены во времени. При выполнении этих условий достигается синхронность между движением луча на экране ЭЛТ и сдвигом содержимого в регистре 20, т.е. устанавливается соответствие между элементами строки растра и битами регистра 20 сдвига.Подготовка информации производится на повышенной частоте, которой тактируются счетчик 4, регистр 3 и регистр 19 (или 20). Блок 21 управления частотой выдает в течение каждой строки растра серию импульсов, длина которой равна длине строки в единицах растра. Частота следования импульсов существенно выше основной частоты и определяется максимальной допустимой частотой тактирования счетчика 4 и регистров 3 и 19 сдвига. Выдача импульсов в серии приостанавливается на время выбора информации из блоков 6 и 8 памяти. После выдачи заданного в серии количества импульсов формирование импульсов приостанавливается до начала очередной стро Б135 ч 1 масштабе времени подготовки информации.Импульсы повышенной частоты с выхода блока 1 синхронизации поступают5 на вход элемента И 27. При поступлении сигнала ССИ или сигналов готовности от блоков 6 и 8 памяти (готовность означает выдачу блоками 6 и 8 информации по очередной точке) триггер 26 устанавливается в единичное состояние и разрешает прохождение импульсов повышенной частоты через элемент И 27. Счетчик 28 осуществляет подсчет сдвигающйх импульсов в серии и Формирует импульс запрета поступающий на вход элемента И 27, когда его содержимое становится равным количеству точек разложения по строке, т.е, когда в регистре 19 подготовлена очередная строка. В исходное состояние счетчик 28 устанавливается сигналом ССИ.При наличии единичного сигнала на выходе регистра 3 сдвига и отсутствии 25 сигнала готовности с блока 6 памяти (соответствует отсутствию данных по очередной точке), а также по сигналу с выхода блока 5 сравнения триггер, 26 устанавливается в нулевое состояние (Формируется сигнал пПриостанов") и запрещает прохождение импульсов повышенной частоты через элемент И 27. Сигнал Приостанов снимется при поступлении сигналов готовности с бло 35 ков 6 и 8 памяти или сигнала ССИ,. Та кой режим формирования тактовьгх импульсов повышенной частоты при подготовке очередной строки обеспечивает надежное считывание информации с бло 40 ков 6 и 8 памяти при любом расположе- нии линий графики на экране ЗЛТ.Подготовка информации +1- й строки состоит в выполнении в заданной последовательности трех операций: подготовка верхних точек., к которым относятся точки, не принадлежащие горизонтальной прямой и не имеющие над собой на предыдущей строке в окрестности 41 ед. растра других точек; подготовка промеууточньг точек, к которым относятся все точки наклонных ивертикальных линий (кроме верхних тс чек) .Последовательность выполнения этих 55 операций задается последовательностью расположения данных в блоках 6 и 8 памяти. В результате подготовки ь+ +1-й строки состояние битов регист 81бра 19 (или 20 при нулевом состоянии триггера 15) должно соответствовать положению точек линий графики на 1.+ +1-й строке растра, а состояние битов регистра 3 - положению на .1-й стро= ке верхних и промежуточных точек,Подготовка информации горизонталь= ной прямой производится следующим образом.Координаты Х, У начала прямой из блока 6 памяти поступают на блок 5 сравнения, код длины линии 1, - на формирователь 7 длительности сигнала, В момент сравнения содержимого счетчика ц с координатами Х, У начала линии блоком 5 Формируется импульс, который вводится в начало регистра 3 и через формирователь 7 в регистр 19: Формирователь 7 расширяет импульс на количество тактов, соответствующее коду длины 1, поэтому в регистр 19 вводится последовательно 3 импульсов. К концу текущей серии импульсов повышенной частоты в регистре 3 положение введенного импульса соответствует координате Х начала прямой на 1.+1-й строке, а в регистре 19 положение введенной последовательности импульсов соответствует положению точек разложения прямой на +1-й строке растра.Подготовка верхней точки производится аналогично подготовке горизонтальной прямой, Отличие состоит в том, что длительность сигнала с Фор-. ми 1 ователя 7 соответствует одному такту повышенной частоты, поскольку для верхней точки 1, = 0 и сигнал Формирователем 7 не расширяется Поэтому в регистры 3 ., 19 вводится только один импульс, соответствующий координатам Х, У, заданным в составе данныхбПодготовка промежуточиьи точек 1+1-й строки осушествляется путем коррекции содержимого регистра 3 отражающего положение верхних и проме-. жуточных точек на -й строкс растра, с учетом кодов коррекции, содержашихся в блоке 8 памяти. Принцип коррекции основан на изменении длины регистров 3, 19 и 20 сдвига. Пусть количество импульсов сдвига в тсчение од ной строки растра и длина регистров 3, 19 и 20 сдвига равны количеству элементов разложения строки растра.Для определенности будет также считать, что в регистрах 3, 19 и 20Устройство для отображения графической информации на экране электронно-лучевой трубки, содержащее блок синхронизации, первый выход которого.подключен к первому синхронизирующему входу видеоконтрольного блока, второй синхронизирующий вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации, соединенному с синхронизирующим входом первого регистра сдвига и установочным входом первого счетчика, выход которого подключен к первому входу блока сравнения, выход которого подключен к управляющим входам первого блока памяти и первого регистра сдвига и к первому управляющему входу формирователя длительности сигнала, информационный вход которого подключен к первому входу первого блока памяти, соединенному с вторым входом блока сравнения, выхоп первого регистра сдвига подключен к управляющему входу второго блока памяти, информационные входы первого и второго блоков памяти являются соответственно первым и вторым входами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит дешифратор, пять элементов И, триггер, три элемента 2 И-ИЛИ, второй и третий регистры сдвига и блок управления частотой растра, первый управляющий вход которого подключен к второму выходу пер 7 1354 сдвиг информации производится влево, а разряды нумеруются в направлении противоположном сдвигу. Если ввести единицу в начало регистра после про 5 хождения К импульсов сдвига 1-й строки, в конце 1-й строки эта единица будет расположена в К-м разряде. Если же длина регистров 3, 19 и 20 сдвига меньше на один бит длины строки растра, при прочих равных условиях положение единицы в регистрах 3, 19 и 20 сдвига в конце строки будет соответствовать К-му разряду, т.е. со сдвигом на один разряд влево. Ана логично при увеличении длины регистров 3, 19 и 20 сдвига на один бит получим точки вправо.Рассмотрим по фиг.1 и 3 подготовку промежуточных точек 1.+1-й строки. 20 Пусть к началу 1-й строки (на момент формирования ССИ) единичное состояние разрядов регистра 3 соответствует положению верхних и промежуточных точек на 1.-й строке растра. Под дей ствием серии импульсов повышенной частоты содержимое регистров 3 и 19 сдвигается, Каждый единичный сигнал с выхода регистра 3 вводится через элементы И 1 О и 13 в один из началь- дО ных разрядов регистров З.и 19, причем место ввода зависит от кода коррекции выставленного с,блока 8 памяти на дешифратор 9, за счет чего изменяется длина регистров 3 и 19.Если необходимо сместить точку на один разряд вправо (на дешифратор поступает код "10" с блока 8 памяти), с дешифратора 9 поступает разрешение на элемент И 29 и сигнал с элемен О та И 10 вводится в триггер 30. Если необходимо сместить точку влево (код "01"), разрешается запись в триггер 35, Для вертикальной линии, верхних точек и горизонтальной линии ин Формация вводится через элемент ИЛИ 32 в триггер 33, Когда код коррекции означает стирание точки (код "00"), сигнал с элемента И 1 О не вводится ни в один из разрядов регистра, К концу серии импульсов повьппенной частоты х-й строки по всем точкам регистра 3 будет проведена корректировка, в результате чего в регистрах 3 и 19 будет отражено положение промежуточных точек 1+1-й строки.Таким образом производится подготовка к отображению верхних точек, промежуточных точек и горизонтальных 18 8линий, составляющих основу любого произвольного изображения.В устройстве за счет ускоренного сдвига информации, когда не требуется обращение к блокам 6 и 8 памяти(нулевая информация на выходе регистра 3 сдвига), создается резерв времени, позволяющий приостановить процесс подготовки информации очередной строки до момента выставления информации блоками 6 и 8 памяти, т.е. синхронизация процесса подготовки, осуществляется сигналами готовности блоков памяти (в отличие от известного устройства, где синхронизация осуществляется серией тактовых импульсов фиксированной частоты), в результате чего гарантируется считывание информации по каждой корректируемай точке графики, вследствие чего повышается точность устройства. Формула изобретенияКоординаты Х, 7на Фиг.5Ф М Элемент графики Форма записи в памяти Расшифровказаписи НачалоКонец100000010000000001 У1 1. точка 5,6 8,6 1000001000 Х=5 Нач. 2. Прямая 0000000110 7 = 6ООООО 00100 К =100000100 Х=9 Нач,3. Точка 0000000110 У6 4. Промежуточная точка 10 9 135 ц 1 вого блока памяти, второй управляющий вход блока управления частотой растра подключен к первому выходу второго блока памяти, соединенному с первым,5 входом первого элемента И, второи вход которого подключен к выходу первого регистра сдвига, соединенному с третьим управляющим входом блока уп" равления частотой растра, четвертый управляющий вход которого подключен к выходу блока сравнения, вход повышенной частоты блока управления частоты растра подключен к третьему выходу блока синхронизации, первый выход которого подключен к пятому управляющему входу блока управления частотой растра и к установочному входу триггера, вход сброса которого подключен к второму выходу блока син" 20 хронизации, соединенному с синхронизирующими входами второго и третьего регистров сдвига, инверсный выход триггера подключен к первым входам второго и третьего элементов И перво го, второго и третьего элементов 2 ИИЛИ, прямой выход триггера подключен к первым входам четвертого и пятого элементов И и к третьим входам первого, второго и третьего элементов 2 И" уо ИЛИ, второй вход первого. элемента 2 ИИЛИ подключен к четвертому выходу," блока синхронизации, соединенному с четвертым входом второго элемента 2 И 81 10ИЛИ, второй вход которого подключенк выходу блока управления частотойрастра, соединенному с четвертым входом первого элемента 2 И-ИЛИ, счетнымвходом первого счетчика, с вторымиуправляющими входами формирователядлительности сигнала и первого регистра сдвига, третий управляющий входкоторого подключен к выходу первогоэлемента И, соединенному с вторымивходами второго и четвертого элементов И, выходы которых подключены кпервым входам соответственно третьего и второго регистров сдвига, вторыеуправляющие входы которых подключенык выходам соответственно третьего ипятого элементов И, вторые входы которых подключены к выходу формирователя длительности сигнала, третьи управляющие входы второго и третьегорегистров сдвига подключены к выходамсоответственно первого и второго элементов 2 И-ИЛИ, информационные входыпервого, второго и третьего регистров сдвига подключены к выходу дешифратора, вход которого подключен квторому выходу второго блока памяти,выходы второго и третьего регистровсдвига подключены соответственно квторому и четвертому входам третьегоэлемента 2 И-ИЛИ, выход которого подключен к информационному входу видеоконтрольного блока2 1 З 5181 Расшифровкаэаписи Форма эаписи в памяти 1 Начало Конец 10 Влево 6.И 7в 8. Конец элемента 9.И 01 10,7 11,8 10.-"О 1 11 2,9 12,-"12,9 00 Юлаа 8Йю дло Элемент графики Координаты Х, Уна фиг.5 Продолжение таблицы Прямо Прямо Стирание Вправо Вправо Вправо Стирание1354181 70 Составитель Л.АбросимТехред И.Ходанич Редактор П. Гереши Коррек яско Заказ 5694/4 исное комитета СССР и открытий кая наб , д 4/5 водств-полиграфичес и Тираж 671 ВНКИПИ Государственног по делам изобретении 035, Москва, Ж"35, Рауш