Устройство для отображения графической информации на экране цветного телевизионного индикатора

(52)5 6 0 8 ОЛИ ТЕНИЯ томнои знерге гики ,енко, В,В,Агриянц атомнои энергетикьство СССР(54) УСТ ЭИЧЕС ЦВЕТНО ТОРА (Б 7) Исп вычисли 1 Я. ГРАКРАНЕ ДИ КАтики и ельные г- тЦ - р М 3 1 ф Ю ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетелИ .1348873, кл, 6 06 К 1 РОЙСТВОДЛ Я ОТОБРАЖЕН ОЙ ИНФОРМАЦИИ НА 3 ГО ТЕЛЕВИЗИОННОГО И ользование. области автом тельной техники, вычисли комплексы систем автоматизированного проектирования тренажеров и др. Сущность изобретения: устройство садеожит 1 блок связи (2), 1 блок коммутации (3), 1 блок регистраторов (4), г.",:;,;, ;Л.1,1 ко-логических блоков (5), группу блоков оперативной памяти (6), группу шинных формироьателей (7), группу регистров сдвига (8), 1 блок формирования цветовых составляющих (9), 1 вифроаналоговый ппеобразователь (10), телевизионный индикатор (11), 1 блок управления памятью(12), 1 блок формирования растра ,1 ), 1 блок формирования маркеров (17), 1 блок считывания (18), 2 - 3 - 5-6 - 7 - 8 - 9 - 10- 11, 2 - 4 - 3, 4 - 13 - 11, 13 - 17 - 9, 2 - 9, 13 - 2, 13 - 12-6,4-12, 13-8, 7-3, 13-3, 4 илИзобретение относится к области автомат ки и вычислительной техники, в частности, предназначено для использования в составе вычислительных комплексов систем автоматизированного проектирования тренажерОв и др,Цель изобретения - расширение области применения устройства эа счет расширения диапазона представления информации,На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока коммутации; на фиг, 3 - схема блока управления мар храми; на фиг, 4 - схема блока видеоусилителей. Позицией 1 обозначена микроЭВМ,Устройство содержит блок 2 связи, блок3 коммутации, блок 4 регистров, группуарифметико-логических блоков 5, группублоков 6 оперативной памяти, группу шин"ных формирователей 7, группу. регистров 8сдвига, блок 9 формирования цветовых составляющих, цифроаналоговый преобразователь 1 О ЦАП), телевизионный индикатор11, блок 12 управления памятью. блок 13формирования растра, состоящий из узла 14формирования временных соотношений,узла 15 управления разверткой и синхронизации и генератОра 16 актовых импульсов,блок 17 формирования маркеров, блок 18считывания, который состоит из узла 19управления световым лучом и световогопера опТелсвиэионный йндикатор 11 содержитблок 21 видеоусилителей и электронно-лучевую трубку 22 (ЭЛТ).Позицией 23 обозначен вход-выход устройства.Блок 3 коммутации предназначен на осноэании управляющей информации из блока 4 регистров формировать данные длязаписи в блоки 6, а также считывать этиданные и содержимое регистров со сторонымикроЭВМ 1.Блок 3 содержит мультиплексор 24сдмга информации и мультиплексор 25 чтения данных,Блок 17 формирования маркеров предназначен для формирования на экране двухмаркеров, которые позволяют определитьокно, в котором или вне которого выполня.ется автономная функция, Перемещениемаркеров осуществляеся программно установкой соответствующих регистров в блоке4 регистров,блок 17 содержит первый логическийузел 26., память 27, счетчик 28 строк маркера, счетчик 29 пикселей маркеравторойлогический узел ЗО и одновибратор 31,Импульсы строк и импульсы пикселейпоступают соответственно с узлов 15 и 14блока 13,Блок 21 видеоусилителей предназначен5 для преобразования сигнала в стандартныйдля данной ЭЛТ 22 и содержит предварительный токовый усилитель - корректор 32и усилитель 33 мощности.Блок 4, 12, 3 и группы блоков 5, 6 и 71 О представляют собой механизм автономныхфункций и предназначен для производстванекоторых операций с изображением безучастия процессора.Устройство работает следующим обра 15 зом,В основе работы устройства лежит способ отображения точек на экране ЭЛТ 22 спомощью системы телевизионной развертки. В этой системе гелевизионный луч ска 2 О нирует экран по строкам, формируясветящиеся с различной интенсивностьюточки по каждому из трех лучей,Информация о каждой точке, раэворачиваемой на экране, содержится в блоках 6,25 Эта информация является адресом, поступающим в блок 9 и определяощим из какойячейки в блоке 9 следует считывать информацию об интенсивности свечения точки покаждому иэ лучей, Эта информация в свою3 О очередь, в виде 9-ти разрядного кода по трибита на каждый цвет) поступает на ЦАП 10,на выходе которого получается аналоговыйсигнал, соответствующий 8-му степени яркости по каждому из цветов. Таким образом35 цвет точки на экране определяется суммарнйм свечением трех лучей, каждый из которых светится с одной из восьми возможныхстепеней яркости. Занесение информациисо стороны микроЭВМ 1 в блоки 6 и в блок4 О 9 производится программно. Блок 9 - этоодин регистр на шине микроЭВМ 1, младшие шесть разрядов которого определяютадрес, а следующие 9-ть разрядов - интенсивность свечения по каждому лучу. Блок 645 - это оперативная память емкость 384 К16-разрядных слов. Вся эта память разбитана 6-ть линеек по 64 К слов каждая. Каждаялинейка условно разбита на 16-ть "окон" по4 К слова каждое. Адресное пространство5 О внутри "окна" отображается как часть собственного адресного пространства микроЭВМ 1 и обращение к ячейкам блоков 6внутри "окна" происходит также, как к собственной памяти микроЭВМ 1. Переключе 55 ние номера "окна" и номера линейкипроизводится установкой соответствующихразрядов в регистре управления адресомблока 4.Цикл записи в блок 6 оперативной памя"ти.В регистр управления адресом блока 4 заносятся разряды разрешения записи в линейку и номер., "окна", в которое следует/произвести запись, Далее процесс выставляет на шину адрес ячейки, в которую следует произвести запись этот адрес фиксируется в регистре адреса блока 4) и данные, сопровокдаемые сигналом запись. Адрес ячейки с регистра адреса поступает в блок 12, из которого мул ьтиплексированный адрес и сигналы управления поступают на соответствующую линейку блока б, Данные с шины через блок 3 и блоки 5 поступают на информационные входы блоков 6 и записываются в них, После этого блок 12 выдает на шину сигнал "ОТВЕТ" и цикл записи завершается,Цикл чтения из блоков 6.Адресная. часть этого цикла полностью идентична циклу записи, Мультиплексированный адрес и сигналы БАБ и САЗ поступают на блоки б и производят выборку соответствующей ячейки, Информация с выходов блоков 6 через шинные формирователи 7 поступает на вход регистра данных чтения и фиксируется в нем, Далее информация через мультиплексоры чтения и на шинные формирователи 7 поступает на шину микроЭВМ 1, Цикл чтения завершается выдачей на шину сигнала "ОТВЕТ" от блока 12. МикроЗВМ 1 типа МС 1201 прецнаэначена для построения иэображения на основании команд получаемых из центральной Э ВМ. или от алфавитно-цифрового дисплея. Связь микроЗВМ 1 с центральной ЭВУ может осуществляться либо через интерфейс ИРПС, имеющийся в составе микроЭВУ 1, либо через любой стандартный модуль связи для микроЗВМ "Электроника" 1 ИРПР, УПО, СПИи др.). Связь микроЭВУ 1 с устройством осуществляется через стандартный интерфейс О-ВИЯ.Блок 2 связи предназначен для логического и физического согласования сигналов интерфейса О-ВИЯ с внутренними сигналами устройства, Он содержит магистральные приемопередатчики, регистр адреса, селектор адреса, схему управления прерыванием, дешифратор внутренних регистров устройства (на чертеже не показаны),Блок 3 коммутации представляет собой набор коммутаторов, которые на основании управляющей информации из блока 4 формируют данные для записи в блоки б, а также позволяют считывать эти данные и содеркимое регистров со стороны микро- ЗВМ 1.Блок 4 регистров содержит регистр команд и состояния РКС), регистр управления адресом РУА) регистр сдвига экрана по Хг 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55(РСЗУ), регистр сдвига экрана по У РЪСЗУ), регистр координат маркера 1 (РКМ :) и ре. гистр координат маркера 2 РКМ 2), (На чертеже не показано),Устройство содержит 6-ть блоков 5, Каждый иэ этих блоков позволяет осуществить 16-ть логических операций над данными, содержащимися в блоках 6 и данными, поступающими из блока 3, Это дает воэможность накладывать иэображения, хранящееся в одном из блоков б, на иэображение, хранящееся в другом блоке б, вычитать эти изображения и т.д,Каждый из 6-ти блоков б представляет собой память емкостью 64 К 16-разрядных слов, в котором хранится информация об иэобракении.Шинные формиоователи 7 предназначены для выполнения функции "монтажное ИЛИ" и позволяют осуществить передачу данных из блока 6 через блок 3, либо в микроЗВМ 1, либо в другой блок 6 по одним и тем же шинам дан;н.о;,Регистры 8 сдвига преобразуют считанные из блоков б данные из параллельного кода в послсдовательный и передают их в блок 9 для отображения на экране, Выходные данные оегистров 8 сдвига являются адресом в таблице подмены цвета.Блок 9 представляет собой 9-ти разрядные ОЗУ (по 3 разряда на каждый цвет) емкостью 64 слова, Запись информации в этот блок со стороны микроЭВМ 1 производится как в регистр, имеющий на шине свой адрес, На выходе блока 9 получается 9-ти разрядный код(по 3 разряда на каждый цвет), определяющий интенсивность свечения по каждому лучу, Этот код передается на ЦАП 10.ЦАП 10 преобразует код, поступающий из блока 9, в аналоговый сигнал и передает его на вход блока 21 видеоусилителей.Блок 21 видеоусилителей преобразует сигнал в стандартный для данной ЗЛТ 22,Блок 12 формирует мультиплексированный адрес для блоков б, сигналы выбора строки и столбца, сигнал разрешения записи.Генератор 16 тактовых импульсов формирует тактовые импульсы частотой 12,5 МГц, которые определя:от все временные соотношения работы устройства,Блок 14 формирования временных соотношений определяет все временные соотношения работы устройства, цифры и арбитраж управления памятью разверткой, связь,о с шиной и т,д.Блок 15 управления разверткой и синхронизацией формирует сигналы строчной и кадровой синхронизации, управляет затемнением и сдвигом экрана, Блок 17 формиро1836719 5 10 30 35 40 ва 1 ия маркеров формирует на экране два маркер, которые позволяют определить окно, в котором или вне которого выполняется автономная Функция, Перемещение маркеров осуществляется программной установкой соответству 1 ощих регистров в блоке 4 регистров,Узел 19 управления световым пером 20 содержит схему усиления сигнала от фотодатчика светового пера 18, схему определения координат пера и передачи их в микроЭВМ 1,Усгройство содержит семь регистров, имеющих на шине свои Фиксированные адреса.Назначение разрядов регистра команд и состояния РКС приведено в табл. 1.Назначение разрядов регистра управления адресом РУА приведено в табл, 3. Таблица подмены цвета представляетсобой регистр с адресом. Все разрядыэтого регистра считывают как "0". Форматрегистра приведен в табл. 4.Назначение разрядов при записи следующее:в разряды с ОО по 05 записывается адрес;в разряды Об, 07, ОЗ - код, определяющийинтенсивность свечения точки по красному1 1 в етув разряды 09, 10 и 11 - код, определяющийннлгенсивность свечения точки по зеленомуцвету;в разряды 12, 13 и 14 - код, определяющийвечения точки по синему цвету,Адрес - это кодовая комбинация, которая при считывании из ОЗУ вызовет свечение точки заданными цветами с заданнымиинтенсивностями, Например, при записи врегистр с адресом " 167764" кода 044400 иобнуленных всех 6-ти линейках блоков 6 экран будет светиться белым цветом среднейинтенсивности, а при записи кода 007700 -желтым цветом максимальной интенсивности, Если же, например, иэображение занести в первую линейку блоков 6 с номером"О", а остальные линейки обнулить и записать в таблицу подмены цвета код 040401,то изображение будет высвечиваться на экране Фиолетовым цветом средней интенсивности.Регистр координаты первого маркера( КМ 1)."Формат регистра РКМ 1 приведен втабл. 5.Этот регистр доступен как для записи,так и чтения. При записи в регистр новойинформации производит перемещение маркера "1" на экране, При появлении сигнала Тотово" от светового пера из этого регистра считываются координаты светового пера,Регистр сдвига экрана по Х (РСЭХ), Формат регистра приведен в табл, 6, Этот регистр доступен по записи и по чтению.Регистр сдвига экрана по У,Младшие 10-ть разрядов этого регистра определяют количество бит, на которое сдвигается экран по У. Остальные разряды не используются и считываются как "0", Доступен по записи и по чтению,Регистр координат второго маркера(РКМ 2). Формат регистра РКМ 2 идентиченформату РКМ 1. При записи в этот регистр происходит перемещение маркера "2" в точку экрана с указанными координатами. Доступен по записи и по чтению,СовокупНость блоков 4, 12, 3, 5, 6 и 7 представляет собой механизм автономных функций, который позволяет производитьнекоторые операции с изображением без участия процессора. Наличие такого механизма позволяет значительно быстрее произво дить, например, наложение изображения,содержащегося в одной линейке блоков 6 на изображение, содержащееся в другой линейке, так как при известном (традиционном) подходе для этого требуется прочитать содержимое обеих линеек в блоках 6 микро- ЭВМ, выполнить соответствующую логическую операцию над ними и записать результирующее изображение снова в блоки 6. Механизм автономных Функций позволяет выполнить операцию за один прямой ход кадровой развертки (20 м сек).Перед запуском автономной функции следует установить маркерами "окно", внутри или вне которого будет выполняться автономная функция,.Это производится записью координат маркеров в РКМ 1 и РКМ 2, Область выполнения автономных функций определяется разрядом 00 регистра команд и состояния, Если он "0", то автономная функция выполняется внутри "окна", если "1", то - вне "окна".Далее в регистр управленил адресом заносится информация о том, из какой линей 50 ки следует читатьданные (12, 11, 10) и в какие линейки записывать результат (09-04), а также количество разрядов, на которое надо сдвинуть изображение в блоке 6 (14, 13).После этого в регистр команд и состояния заносится код логической Функциикоторую следует выполнить с этими данными,Запуск механизма автономных Функций производится по началу кадрового гасящего1836719 Таблица 1 Назначение Раз я КГИ, "О" в этом разряде указывает на обратный ход кадровой развер разряде РКС 05 вызывает прерывание с вектором 31 в "1" этого разряда запускает выполнение автоном вании всегда читается как "О".Определяет код функции, выполняемой блоком АЛУ с данныодов функции приведено в таблице 2. Очищаются по сигналу НО 0 ЧИЩаатея разряды 06, 05, 04. 03 10, 01, 00,и 1511 установленномЗапасныеТАФ. Установка 14, 13 12ции, При считыФункция АЛУ.ми, Значение ксброс, аналоги 10, 11 09, 08 импульса установкой в "1" раэояда "12" регистра команд и состояния.После запуска данные иэ выбранной ли нейки через мультиплексоры 25 сдвига поступают на вход одного из блоков 5, который выполняет данную логическую функцию и с его выхода результат поступает на входы всех линеек 6. Запись производится только в выбранные для записи линейки. К моменту окончания прямого хода кадровой развертки выполнение автономных функций завершается и на экране появляется уже модифицированное изображение. Следующий запуск механизма возможен только после окончания кадра.Предложенное устройство позволяет существенно расширить диапазон представления информации, кроме цифровых данных, графики, листограммы, поля, например температуры, технологические схемы, для управления технологическими схемами,Формула изобретения Устройство для отображения графической информации на экране цветного телевизионного индикатора, содержащее блок связи, первый вход-выход которого является выходом-входом устройства, блок коммутации, блок регистров, блок формирования цветовых составляющих, цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к видеовходу телевизионного индикатора, блок формирования растра, первый выход которого подключен к синхровходу телевизионного индикатора, блок считывания, блок управления памятью, выход которого соединен с управляющими входами блоков оперативной памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет расширение диапазона представления информации, устройство содержит группу шинных формирователей, группу регистров сдвига, блок формирования маркеров и группу арифметико-логических блоков, входы-выходы которого соединены с первым выходом-входом блока коммутации, второй выход-вход которого соединен с первым входом-выходом блока связи, второй вход-выход которого является входом-выхо дом устройства, первый выход блока связисоединен с входом блока регистров, первый выход которого соединен с входом блока регистров. первый выход которого соединен с первым управляющим входом блока 10 коммутации, второй управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока формирования растра. тоетий выход которого подключен к управляющему входу блока формирования маркеров, вход-выход 15 которого соединен с выходом-входом блокасчитывания, а выход - с управляющим входом блока формирования цветовых составляющих, выходы которого соединены с входами цифроаналогового преобразовате ля, выходы арифметико-логических блоковгруппы соединены с адресными входами блоков оперативной памяти группы, управляющие входы которых подключены к выходу блока управления памятью, а выходы - к 25 информационным входам арифметико-логических блоков группы. входам шинных формирователей группы и информационным входам регистров сдвига, выходы которых соединены с адресными входами блока фор мирования цветовых составляющих, информационный вход которого соединен с вторым выходом блока связи, управляющий вход которого подключен к четвертому выходу блока формирования растра, пятый вы ход которого соединен с управляющимвходом блока управления памятью, а шестой выход - с управляющими входами регистров сдвига группы, второй выход блока регистров соединен с управляющими входа ми арифметико-логических блоков группы,. третий выход - с информационным входомблока управления памятью, а четвертый выход - с информационным входом блока Фор. мирования растра, выходы шинных 45 Формирователей подключены к информационному входу блока коммутации.1836719 12 Продолжение табл, 1 Назначение Раз я Готово, "1" в этом разряде укаэывает на то, что в регистре координат первогомаркера РКМ 1 данные о координатах светового пера достоверны. Сбрасывается при чтении РКМ 1, При установленном разряде РКС 06 вызывает прерывание с вектором 310.Разрешение прерывания от светового пера, Установка в "1" этого разрядаразрешает прерывание с вектором 310.Разрешение прерывания по концу кадра, Установка в "1" этого разряда разрешает прерывание с вектором 314.Разрешение развертки, Установка в "1" этого разряда разрешает разверткуизображения на экран. Об Таблица 2103, 02 Затемнение по У. Эти разряды определяют тип затемнения экрана по вертикали.01, ОО За:емнеиие по Х. Эти разряды определяют тип затемнения экрана по горизонтали.1836719 Таблица 3 Назначение овка этого разряда в "1" включает звук в динамике дпасног ды очищаотся по сигналу "Сброс".и разряды определяют количество ра е произво одержимого па и автономны деляет М платы ОЗУ, из которой след Эти разряды определяют 1 линейки(е орой све а плате. и нные; линейку 6 разряде запрещает запи ает запись в линейку 5 ряде з щает зап линеику 4,линейку 3,ет запись в азряде запрещает запись в линеик зряде за Эти 4 раз т отра к котрому ид си или чтению,Таблиц разряде запр разряде запр щает запись в пределявт н линеику, мер "окн ядов, на которох Функциях.уст читать данн1836719 оставитель И, Загинайкохред М,Моргентал Корректор Н.Ревск актор Н, Козлова ельский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул.Гагарина, 10 оиэводственно каз 3022 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж; Раушская наб., 4/5