Устройство для формирования изображения

)я 60961/1 ИЕ ИЗОБРЕТЕ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Минский радиотехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯИЗОБРАЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано дляреализации многооконной машинной графики, Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Устройство содержит блок 1 управления, формирователь 2 управляющих сигналов, блок 3 коммутации, блок 4 постоянной памяти, блок 5 оперативной памяти, блок 6 сопряжения, вычислитель 7 числа Фрагментов изображения, вычислитель 8 чомеров фрагментов изображения и формирователь 9 адреса с соответствующими связями. Введение блока 3 коммутации, Формирователя 7 числа Фрагментов, вычислителя 8 номеров фрагментов и формирователя 9 начального адреса позволило повысить быстродействие устройства за счет аппаратурной поддержки режима формирования многооконной графической информации, 7 ил,Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для реализации многооконной машинной графики.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства,На фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - структура блока коммутации; на фиг.З - .вычислитель числа фрагментов изображения; на фиг.4 - вычислитель номеров фрагментов изображения; на фиг.5 - формирователь адреса; на фиг.б - формирователь управляющих сигналов; на фиг.7 - блок сопряжения,Устройство содержит блок 1 управления, формирователь 2 управляющих сигналов, блок 3 коммутации, блок 4 постоянной памяти, блок 5 оперативной памяти, блок 6 сопряжения, вычислитель 7 числа фрагментов изображения, вычислитель 8 номеров фрагментов изображения, формирователь 9 адреса, группу 10 информационных входов, группу 11 выходов, первый управляющий вход 12, вход 13 синхронизации, входы-выходы 14 и второй управляющий вход 15.Блок 3 коммутации содержит регистр 16 командной информации, счетчик 17, первый демультиплексор 18, группу 19 регистров 201 - 20 л ввода, причем входы 21 - 25 являются соответственно третьей группой информационных, первой группой управляющих, первой и второй группой информационных и второй группой управляющих входов блока, объединенные синхровходы регистра 16, счетчика 17 и первого демультиплексора 18 являются синхровходом блока, выходы 26 - 28 являются соответственно первой, второй и третьей группой выходов блока коммутации.. Вычислитель 7 числа фрагментов изображения содержит регистры 29 и 30 соответственно старшей и младшей тетрады, формирователь 31 числа фрагментов по горизонтали, включающий в себя элементы ИЛИ-НЕ 321 - 32 з и первый элемент И 33, причем вход 34 является группой информационных входов, объединенные синхровходы регистров 29 и 30 являются сийхровходом, а выход 35 - группой выходов формирователя.Вычислитель 8 номеров фрагментов изображения содержит регистр 36 требования фрагментов, блок 37 выбора тетраты, регистр 38 тетрады, второй демультиплексор 39, первый 40, второй 41, третий 42 и четвертый 43 определители номеров фрагментов, мультиплексор 44, вторую 45 и первую 46 группы информационных входов, группу 47 выходов, второй элемент И 48, первый элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 49, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 первую группу элементов ИЛИ 501 - 504, вторую группу элементов ИЛИ 511 - 514, первую группу элементов И 521 - 524, первую группу элементов НЕ 531 - 53 з, третий 54, четвертый 55 и пятый 56 элементы И, вторую 571 - 574 и третью 581 - 58 з группы элементов И, элементы НЕ 591 и 592, шестой 60 и седьмой 61 элементы И, элементы ИЛИ 621 и 622, четвертую 631 - 634 и пятую 641 и 642 группы элементов И, первый элемент 65 НЕ, восьмой элемент 66 И, первый элемент ИЛИ 67, элементы И 681 - 68 з, девятый 69 и десятый 70 элементы И, причем обьединенные синхровходы блоков 38, 39 и 44 являются синхровходом блока 8.Формирователь 9 адреса содержит регистр 71 номеров фрагментов, блок 72 выбора ряда, регистр 73 ряда, блок 74 формирования адреса, группу 75 информационных входов, группу 76 выходов, второй элемент ИЛИ 77, второй элемент НЕ 78, седьмую 791 - 794 и восьмую 801 - 804 группы элементов И, элементы ИЛИ 811 - 814, элементы НЕ 821 - 82 з, одиннадцатый 83, двенадцатый 84 и тринадцатый 85 элементы И и элементы ИЛИ 861 и 862, причем объединенные синхровходы блоков 71 и 73 являются синхровходом формирователя.Формирователь 2 управляющих сигналов содержит первый 87, второй 88, третий 89, четвертый 90, пятый 91 и шестой 92 триггеры, шестую 931 и 932 и седьмую 941 и 942 группы элементовИЛИ, второй элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 95, четырнадцатый 96 и пятнадцатый 97 элементы И, первый стробирующий вход 98, группу 99 информационных входов, вход 100 записи, второй стробирующий вход 101, группу 102 адресных входов, синхровход 103, управляющий вход 104, второй 105, третий 106, четвертцй 107 и первый 108 выходы, а также группу 109 выходов,Блок б сопряжения содержит программируемый параллельный интерфейс 110, первый 111, второй 112 и третий 113 буферные регистры, группу 114 адресных входов, вторую группу 115 информационнцх входов-выходов, вход 116 сигналов считывания, вход 117 сигналов записи, первую группу 118 информационных входов-выходов и синхровход 119.Устройство работает следующим образом.Основным блоком устройства является блок 1 управления, реализованный на базе микропроцессора и регулирующий процесс обмена информациейПри этом рабочая область изображения разбивается на й одинаковых по размерам областей, расположенных в два ряда и именуемых фрагмен5 10 15 20 25 30 35 40 45 55 тами. Фрагменты имеют собственные номера и в определенный момент времени могут принадлежать только одному окну либо быть не занятыми. Окно может занимать целое число фрагментов - от одного до й. Для создания окна требуется некоторая командная информация, для обработки которой, а также для хранения, учета и контроля информации о созданных ранее и создаваемых окнах служит устройство. Первоначально в блок 3 коммутации от внешнего контроллера прямого доступа к памяти поступает командная информация создаваемого окна, которая записывается в карту памяти изображения, хранящуюся в блоке 5 оперативной памяти. В свою очередь карта памяти иэображения содержит карты окон иэображения.Блок 3 коммутации служит как для записи информации в карту окна полиэкрана, так и для передачи параметров разворачиваемого окна, что позволяет ускорить обмен данными по сравнению с программным способом обмена,В регистр 16 командной информации поступают данные от контроллера прямого доступа и памяти, эти данные затем записываются по адресам, сформированным счетчиком 17, в блок 5 оперативной памяти. Эти же данные поступают на информационные входы первого демультиплексора 18, управляемого четырьмя младшими разрядами счетчика 17. В зависимости от кода, представляемого на управляющих входах первого демультиплексора 18, выбирается соответствующий регистр 20 ввода. Тем самым осуществляется распараллеливание двух процессов:запись информации в карту окна изображения;запись параметров окна в группу 19 регистров 20 ввода,Если окно было ранее создано и его необходимо развернуть, то из карты окна изображения на первую группу входов 23 параметрической информации поступают данные из блока 5 оперативнОй памяти, Далее эти данные поступают на информационную группу демультиплексора 18,управление работой которого осуществля-. ется данными, поступающими на вход 25 от блока 1 управления.В блоке 3 через входы 24 передается устаиовочиое значение счетчика 17 от блока 6, Через входы 22 передаются от формирователя 2 сигналы занесения информации в счетчик 17 блока 3 и обнуление счетчика 17,Вычислитель 7 служит для создания требований в фрагментах, необходимых для создания окон. В регистр 29 старшей тетрады из блока6 поступает информация о границе фрагментов в количестве точек строки, а в регистр 30 младшей тетрады 30 из того жеблока 6 поступает информация о границефрагментов по количеству строк.Формирователь 31, получив информацию о границе фрагментов по точкам строки, преобразует ее в тетраду данных,содержащих требование в количестве фрагментов по горизонтали,Границы фрагментов по точкам строкимогут принимать следующие значения:801 о (5018); 1601 о (А 018); 2401 о (016);32010 014018)Для первого случая формирователь 31выбирает один фрагмент, для второго случая - два фрагмента, для третьего - три и длячетвертого - четыре фрагмента или целыйряд. Для исключения избыточности на входформирователя 31 иэ регистра 29 поступаетстаршая тетрада младшего байта границыфрагмента по количеству точек строки, Еслиобозначить разряды тетрады границы фрагментов через 08 07 08 05, а разряды тетрады, получаемой на выходе формирователя31, через 28 27 28 25, то работа блока 31осуществляется в соответствии с логическими выражениями:28 = 0 + 06 27 = 07 06; 26 = .15(7 25= 08+ 08.Границы фрагментов по количествустрок могут принимать следую ие значения: 9010(5 А 18); 1801 о(В 418),В первом случае будет выбран один рядэкрана, а во втором - два ряда.Вычислитель 8 служит для полученияномеров фрагментов, занимаемых создава.емым окном,В регистр 36 требования фрагментовзаписывается результат работы вычислителя 7, в результате чего в блок 37 выборатетрады поступает информация з номерахнезанятых фрагментов, Блок 37 осуществляет выбор тетрады информации о номерахнезанятых фрагментов, если содержитсятребование одного ряда фрагментов 1 зображения или позволяет получить промежуточную тетраду в случае, если раэво-рачиваемое окно хочет занять фрагментыдвух рядов, Информация с выходов блока 37записывается в регистр 38 тетрады, откудапоступает на информационные входы второго демультиплексора 39, управлениеработой которого осуществляет код, получаемый с четырех старших разрядов регистра36. В результате промежуточная тетрада попадает на вход одного из определителей40 - 43 номеров фрагментов. В там случае,когда возникает требование в одном фраг 1575230менте и одного либо двух рядов начинает функционировать определитель 40, когда возникает требование в двух фрагментах одного либо двух рядов изображения начинает работать определитель 41, когда возникает требование в трех фрагментах одного либо двух рядов начинает работать определитель 42, и наконец функционирует определитель 43 в том случае, когда есть требование одного ряда либо всей рабочей области полиэкрана. Если обозначить промежуточную тетраду через 01 02 Оз 04, второй разряд регистра требования фрагментов - через 05, получаемый байт на выходе формирователей - через 28 27 26 25 24 23 22 21, то логические выражения для построения функциональной схемы каждого из формирователей имеют следующий вид.Для определителя 40:21 = 01 22 = 0102 23 = 010203 24 == 2305; 28 = 24 05, Для определителя 41:21=010222=21+(0203) (0102) 23= 24+ + 210203 24 = 21 (02 03) (03 04) 25 =2 105: 26 = 22 05 27 = 23 05 28 = =24 05Для определителя 42;21 = 01 0203 22 = 23 =. 02Оз С 14 21+ 22;24 " г)20304 21; 25 = 2105; 26 = 27 = 2205 28.=,"4 050 ля определителя 43;21 =, . = 23 = 24 = 0102 0304; 25 = 26 = = 27 - 28 = 2105,Выходы определителей номеров фрагментов подключены к входам мультиплексо.ра 44, на упрьвляющие входы которого поступает код с трех младших разрядов старшей тетрады регистра 36.Формирователь 9 адреса буфера экранной памяти получает информацию о номерах занимаемых фрагментов создаваемого окна и определяет байт физического адреса в памяти изображения верхнего левого элемента окна. Точка, записанная по этому адресу в памяти экрана, изобразится в верхнем левом углу окна,Блок 72 выбора ряда осуществляет выбор одного иэ рядов, где первый ряд описывается младшей тетрадой, а старшая тетрада описывает второй ряд, Каждый из фрагментов имеет закрепленный за собой номер, а начальнцй адрес буфера экранной памяти непосредственно связан с начальным адресом фрагмента окна, имеющего наимень 40 45 50 На входц элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 95 по адресной шине (входы 102) 55 поступает младшая часть адреса. Выход 10 1520253035 ший номер, Поэтому, если младшая тетрада отлична от ноля, то блок 72 выберет ее, в противном случае выбор будет сделан в пользу старшей тетрады регистра 71 номеров фрагментов, На вход формирователя 74 адреса поступает информация из регистра 73 ряда, а также однобитовая маска из блока 72, Если обозначить через 01 02 Оз 04 тетраду, получаемую из регистра 73 ряда и через 05 маску, получаемую из блока 72, а через 28 27 26 25 24 23 22 21 байт физического адреса, получаемого на выходах 76 формирователя 74, то логические выражения построения формирователя имеют следующий вид:21 = 22 = 03; 23 = 0102: 24 = 0 1 02 0304, 25 = 0201 + 24, 26 = 01 02 + 24; 27 = 28 = 05,Если маска равна нулю и полученный на выходах 76 формирователя 74 байт отличен от ноля, то блок 1 управления для получения двухбайтного физического адреса выполняет операцию сложения с базовым адресом 0000 содержимого байта, если же маска равна единице и байт также отличен от ноля, то физический адрес будет получен путем сложения блоком 1 управления этого байта сбазовым адресом 0260. Таким образом, получаемый на выходах 76 формирователя 74 байт является смещением соответствующего базового адреса.Для организации работы блока 1 управления с остальными блоками предназначенформирователь 2 управляющих сигналов, вкотором производятся выработки управляющих сигналов, позволяющих осуществить функционирование микропроцессорной системы. Такими сигналами являются следующие: ЗПЗУ, ЗПВВ, ЧТВВ, ЧТЗУ и ряд других, На информационные входы триггеров 87 - 89 поступает код слова состояния микропроцессора (МП), который записывается по синхросигналу с второго выхода блока 1, поступающего на вход 100 формирователя 2. Элементы ИЛИ 93 на основании состояния триггера 87 и первого выхода блока 1, поступающего на вход 98, вырабатывают сигналы ЗПЗУ (выход 105) и ЗПВВ (выход 106). Элементы ИЛИ 94 вырабатывают сигналы ЧТВВ (выход 107) и ЧТЗУ(выход 108) на основании состояний триггеров 88 и 89 и управляющего сигнала на входе 101, поступающего с пятого выхода блока 1. элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ вместе с сигналами от старшей части адреса, вцходом триггера 92 подается на информационный вход триггера 92, на9 15второй вход которого поступает синхросигнал (вход 103). Прямой выход триггера 92вырабатывает сигнал обнуления счетчика 17в блоке 3. Сигнал занесения информации в1счетчик 17 вырабатывается с инверсноговыхода триггера 91, на информационныйвход которого поступает сигнал с выходаэлемента И 97. На входы элемента И 97поступает сигнал с инверсного выхода триггера 90 и сигнал подтверждение сигналазахвата шины данных (вход 104).Для организации информационного обмена данными (как между блоками микропроцессорной системы контроллера, так исамым контроллером полиэкрана и объектом более высокого уровня) предназначенблок 6 сопряжения.В блоке 6 группа 115 входов-выходовданных подключена к шине данных МП. Параллельный интерфейс 110 осуществляетсвязь с управляемой микро-ЭВМ через первую группу 118 информационных входоввыходов и с блоками контроллера черезвторую группу 115 информационных входов-выходов, Сигналы ЧТВВ и ЗПВВ дляуправления чтением и записью по шинамгруппам информационных входов-выходов)118 и 115 поступают от формирователя 2 по. входам 116 и 117,Буферный регистр 111 служит для передачи установочных значений в блок 3 длясчетчика 17, Буферный регистр 112 служитдля передачи информации о границе фрагментов в регистры 29 и 30 старшей и младшей тетрады блока 7, Буферный регистр 113передает информацию о номерах свободных фрагментов в блок 37 выбора тетрады.При обмене с блоками 3, 7 и 8 указанныебуферные регистры являются портами ввода, а при обмене с МП - портами вывода.Использование предлагаемого устройства (по сравнению с известными) повышает быстродействие по реализации функциймногооконной машинной графики и является аппаратной поддержкой интерактивногорежима работы ЭВМ,Формула изобретенияустройство для формирования изображения, содержащее блоки постоянной иоперативной памяти, блок сопряжения,формирователь управляющих сигналов иблок управления, первый, второй, третий ичетвертый выходы которого соединены соответственно с первым стробирующим входом, входом управления записью, вторымстробирующим входом и управляющим входом формирователя управляющих сигналов, первый выход которого подключен квходам управления считыванием блоков постоянной и оперативной памяти, а второй,75230 10 третий и четвертый выходы соединены соответственно с входом управления записью блока оперативной памяти и входами управления записью и считыванием блока сопряжения, информационные входы-выходы первой группы которого являются входами- выходами устройства, а информационные входы-выходы второй группы соединены с 10 входами-выходами группы блока оперативной памяти, выходами группы блока постоянной памяти, информационными входами группы формирователя управляющих сигналов и выходами первой группы блока управления, выходы второй группы которого соединены с адресными входами группы блоков оперативной и постоянной памяти, блока сопряжения и формирователя управляющих сигналов, синхровход которого соединен с синхровходами блоков управления и сопряжения и является синхровходом устройства, первым и вторым управляющими входами которого являются соответственно входы сигналов сброса и запроса блока управления,отличающееся тем,что, с 25 целью повышения быстродействия устройства, ана содержит вычислитель числа фрагментов изображения, вычислитель номеров фрагментов изображения, формирователь адреса, блок коммутации, управляющие 30 входы первой и второй группы которого подключены соответственно к выходам групп формирователя управляющих сигнала и выходом второй группы блока управ н, выходы первой группы и информационные входы первой группы блока кол;лутацц;5 подключены к входам-выходам группы блска оперативной памяти, а выходы второй группы - к адресным входам группы формирователя управляющих сигналов и бла-.л оперативной памяти, синхравход бла;в коммутации соединен с синхровходал 1 и вычислителя числа фрагментов изображения формирователя адреса и вь;числителя нс.1; рав фрагментов изображения и подключен к синхровходу устройства, выходы :.; 1";е 45 вычислителя числа фрагментов изображения соединены с информационными входами первой группы вычислителя номеров фрагментов иэображения, вьхады группы которого подключены к инфорл 1 ацианным 50 входам группы формирователя адреса, выходы группы которого соединены с выходами группы и информационными входами второй группы вычислителя номеров фрагментов изображения, информационными входами группы вычислителя числа фраг-, ментов изображения, входами-выходами второй группы блока сопряжения и информационными входами второй группы блока коммутации, информационные входы11 157523012третьей группы которого являются инфор- ми которого являются выходы третьеймационными входами устройства, выхода- группы блока коммутации.1575230г.5 Рл ЙИа Рл Юиа1575230Составитель В,Шуваловедактор А. Ревин Техред М,Моргентал Корректор Н,Ревск Заказ 1788 Тираж 389 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 10