Устройство для обработки графической информации

СОЮЗ С 08 ЕТС СОЦИДЛИСТИЧЕ 16742.19) ця 6 9 6 3/ ИЕ ИЗОБ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО устро а мат жетбы овой и мах ко елью и ричном ть при- графинтроля зобреИзо тоб аГОСУДДРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(46) 30.08,91, Б юл, М 32Р 1) Житомирское производственное обьединение "П рама втоматика"(56) Авторское свидетельство СССРМ 1149309, кл. 6 09 6 3/28, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к йствамотображения информации иширокоформатном табло и момененодля визуализации знакческой информации в систетехнологических процессов. Ц бретение относится к устроиствам о р жения информации на матричном широкоформатном табло и мажет быть применена для визуализации знаковой и графи. ческой информации.7Цепь изобретения - повышение быстродействия устройства и расширение области применения за счет обеспеченин возможности редактирования изображения в произвольно расположенном окне иа поле индикатора.На фиг, 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - блоке-схема знакогенератора; на фиг. 3 - блок-схема блока уп равления; на фиг, 4 - блок-схема генератора векторов; на фиг.5- связь системы координат; на фиг.6 и 7 - временные диаграммы работы устройства.Устройство (фимяти, знакогенератгенератор вектора г.1) содержит блок 1 паор 2, блок управления 3, в 4, счетчики 5 и 6, регитения является повышение быстродействия устройства и расширение области его применения за счет обеспечения возможности редактирования изображения в произвольна расположенном на поле индикатора "окне", Цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок памяти, знакогенератор, два счетчика, шесть регистров, два сумматора, два блока сравнения. блок индикации, генератор импульсов, элемент ИЛИ, адновибратор и блок управления, введены генератор векторов, три элемента И, триггер, элемент. НЕ, два блока сравнения и два регистра с соответствующими связями. Внесенные изменения позволяют "отвязать" нижние границы "окна" от начала координат таблов виртуальном пространстве изображения. 7 ил. стры 7-14, сумматоры 15 и 16, блоки сравнения 17-20, лешифоатао 21, одновибратор 22, модуль индикации 231-23 й, генератор импульсов 24, триггер 25, элемент НЕ 26, элемент ИЛИ 27, элементы И 28-30, входы - адреса 31, информационный 32, управления записью 33, управления считывания 34 и управления 35.Знакогенератор 2 (фиг.2) содержит счетчики 36 и 37, регистр 38, блоки постоянной памяти 39 и 40, коммутатор 41 и элемент И 42, Связи, показанные иа фиг, 2, полностью соответствующей по количеству и расположению связям, показанным на фиг. 1.Блок управления 3 (фиг,З) содержит счетчик 43, дешифратор 44, элемент НЕ 45, тригггер 46, элемент И 47, одновибраторы 48 и 49. Связи, показанные на Фиг.З, полностью соответствуют по количеству и расположению связями, показанным на фиг. 1.,ок 51 постоянной памяти, реа емент И 53. Связи, показанныео.сР олностью соответствуют по колиа расположению связям, пакаэанфиг,эшифратор 21 с модулями индикациизразует блок индикации 54.Блоки устройства выполняют следуюие функции,Блок 1 памяти предназначен для промежуточного хранения информационного кадра, записанного через входь 1; адреса 31,информационные 32 и записи 33. В немсодержится описание иэображения в видеслов (примитивов или команд), содержащихинформацию а символах, векторах, точках,значениях границ "окна" в координатах положения начала координат табло в виртуальном пространстве иэображения (фиг.5).Блок управления 3 организует началоработы устройства, последовательную выборку слов-примитивов через второй каналблока 1 памяти, их дешифрацию, запись примитива в соответствующий функциональныйблок, отслеживает окончание обработки очередного примитива и всего кадра информации.Знакогенератор 2 интерпретирует полученный иэ блока 1 памяти примитив-символв матрицу точек путем выдачи сигналов модификации координат .+Х, -У и сигнала"Светить не светить".Генератор векторов 4 интерпретируетполученный из блока 1 памяти примитив-вектор в последовательность точек, образу 1 ощихлинию путем выдачи сигналов модификациикоординат +Х,: У и сигнала "Светить несветить".Счетчики 5 х) и 6 у) предназначены дляхранения координат х и у текущей точки,регистры 7(х) игреднаэначены для фиксации координат гекущей точки в системекоординат табло, Регистры 10, 12, 13 и 14предназначены для хранения значенийнижних и верхних границ по осям х и у.Регистры 9 и 11 предназначены для хранения координат начала отсчета табло в виртуальном пространстве изображения.Блоки сравнения 17-20 обеспечиваютпроверку попадания текущей точки в "окно", сравнивая содержимое счетчиков х) ис соответст вующими значениями регистров. Сумматоры 15 и 16 обеспечивают вычисление значения координат попавшей в"окно" точки в системе координат табло.Дешифратор 21 преобразует значениегрупп старших. разрядов координат х и уточки, попавшей в "окно", в сигнал "Выборки" для активизации соответствующего модуля индикации 23 в блоке индикации 54,Модуль индикации 23 предназначен для непосредственной визуализации соответствующей части иэображения и представляет собой функциональный блок, преобразующий содержимое, входящей в его состав буферной памяти битовой карты) в световой сигнал, в данном случае не имеет значения физический принцип самого индикатора, требуется лишь, чтобы он имел матричную структуру и допускал стык соседних индика-.торов беэ потери информационного шага,Устройство работает следующим образом,По направляющему сигналу "Начало работы" со входа 35, получаемому от внешнего устройства, начинается последовательное считывание слов команд) из блока 1 памяти, дешифрация и запись их в соответствующие функциональные блоки, Код слова включает поле адреса и поле непосредственных данных. Цикл интерпретации каждой очередной команды предполагает либо запись непосредственно кода с выхода блока 1 в блоки 5,6,8,11,13 и 14, либо инициализацию блоков 2 или 4, Рассмотрим далее взаимодействие блоков на примере интерпретации примитива генератором векторов 4, так как алгоритм взаимодействия знакогенератора 2 с окружающими его блоками аналогичен.После записи в генератор векторов 4 примитива-вектора, несущего информацию о длине и направлении, генератор выдает сигнал "Занято", поступающий на один из входов элемента ИЛИ 27, который в свою очередь снимает блокирующий сигнал со входа сброса триггера 25 О-триггера) и разрешает тем самым управление его по тактовому входу. Фронтом очередного импульса, поступающего от генератора импульсов 24 через элемент И 28, триггер 25 переводится в состояние "1" на его О-входе постоянно присутствует уровень "1") и разблокирует прохождение импульсов через элемент И 29. Фаза высокого уровня имульсов на выходе последнего является стробирующим сигналом " Строб" ) для генератора векторов 4, который на время действия этой фазы выдает сигналы модификации состояния первых счетчиков 5 и 6 координат текущей точки, а последние по этим сигналам изменяют свое состояние, В момент окончания рассматриваемой фазы выходы генератора векторов 4, подключенные к счетчикам 5 и 6, переходят в пассивное состояние, а сам он выполняет внутренний алгоритм генерации адресов следующей точки линии. Длительность фаз генератора импульсов 24зволяет повысить быстродействие за счетпропуска точек, не попавших в "окно", Он же допускает избирательный вывод части изображения в определенную зону (поле вывода) матричного табло, не искажая приэтом изображение вне "окна"Процесс обработки сводится к проверке выполнения двух систем неравенств;Хтек. - Хв.гр. 0;Утек. - Уа.гр, О,Хтек, - Хн,гр.0;Утек. - Ун.гр.О, где Хтек Утек.координаты текущей точки в виртуальном пространстве изображения;Хв.гр., Ув.гр., Хн.гр. Ун,гр, - соответственно,верхняя и нижняя границы "окна" по координатам Х и У в виртуальном пространстве изображения.Если все неравенства выполняются, в момент появления сигнала на "1" на выходе элемента И ЗО(выход элемента НЕ 26) на его выходе появляется сигнал "1", означающий попадание точки в "окно". И тогда результат выполняемого сумматорами 15 и 16 вычисления выраженияХтек. -Хнач.к.т,Утек. - Унач.к.т.,где Хнач.к.т. и Унач.к.т, - соответственно координата Х и координата У начала отсчета табло в виртуальном пространстве изображения, является координатами текущей точки в системе координат самого табло. Это результат вычисления по фронту импульса на выходе элемента И ЗО заносится в регистры 7 и 8, Одновременно одновибратор 22 вырабатывает блокирующий сигнал низкого уровня, который, поступая на вход элемента И 28, запрещает прохождение импульсов с генератора импульсов 24. Тем самым создается пауза, необходимая дляобработки старших разрядов координат текущей точки, попавшей в "окно", дешифратором 21 и записи. В соответствующий модульиндикации 23 состояния точки, сигнал которого присутствует на четвертом выходе генератора векторов 4 (признак "Светить ней 15202530 35 40 45 50 выбирается так, чтобы к моменту начала фазы низкого уровня на выходе элемента И 29, т,е. появления сигнала высокого уровня на входе элемента И 30 с выхода элемента 26, на выходе блоков сравнения 17 - 20 появился действительный результат сравнения координат текущей точки с содержимым регистров 10,12,13 и 14.В процессе обработки каждая точкапроверяется на попадание в "окно" (фиг,5),.10которое представляет собой прямоугольник,ограниченный в виртуальном пространстве всего изображения значениями координат Хн.гр Ун.гр Хв,гр., Ув,гр, Этот механизм посветить") и поступает на соответствующие входы модулей индикации 23 1-23 и блока индикации 54,По окончании блокирующего импульса с одновибратора 22, на выходе элемента И 29 синхронно с сигналами генератора импульсов 24 вновь появляются сигналы "Строб", которые инициируют обработку следующих точек Этот процесс будет повторяться до тех пор, пока не будут обработаны все точки вектора, записанного в генераторе векторов 4, после этого блок 4 снимает сигнал "Занято" со входа элемента ИЛИ 27, на входе сброса триггера 25 появится обнуляющий сигнал. Триггер 25 сбросится и низкий уровень сигнала с его выхода, поступающий на выход (конец элемента) блока управления 3, послужит сигналом окончания обработки полученного примитива-вектора, после этого блок управления 3 инициирует очередное считывание слова-примитива из блока 1 памяти, Указанная последовательность продолжается до считывания из блока 1 памяти команды "Конец кадра", которая переводит блок управления 3 в состояние ожидания следующего сигнала запуска от внешнего устройства.Импульс высокого уровня со входа 35 устройства (" Старт" ) при находящемся во взведенном состоянии триггере 46 (т.е. после конца кадра) блока управления 3 инициирует появление на выходе элемента И 47 импульса высокого уровня, который обнуляет счетчик 43 И запускает одновибратор 48 (фиг,3). Последний формирует сигнал чте.- ния блока 1 памяти по адресу с выхода счетчика 43. Группа разрядов слова, считанного с блока 1 памяти, в котором содержится информация о коде команды (адресное поле) через информационный вход схемы управления 3 поступает на дешифратор 44. В момент действия стробирующего импульса с одновибратора 49 на одном из выходов блока индикации 54, соотетствующем содержимому адресного поля, появляется активный сигнал, который и осуществляет запись информации в выбранный функциональный блок устройства, По получении команды "Конец кадра" триггер 46 переходит в исходное состояние и устройство готово к получению очередной инициативы,В исходном состоянии знакогенератора 2 счетчик 37 обнулен и сигнал низкого уровня на его выходе переноса удерживает в пассивном состоянии коммутатор 41, а одновременно поддерживает отсутствие сигнала "Занято" на выходе знакогенератора 2 и через элемент И 42 блокирует выходы блока постоянной памяти 40 (фиг.2). По сигналу "Запись" от блока управления 3 код10 15 20 знака (непосредственные данные с выхода блока 1) заносится в регистр 38, с выходов которого он поступает на старшую часть адресных входов блока постоянной памяти 39, одновременно происходитзапись в счетчик 37 количества столбцов в матрице точек знака (контакты), При этом на выходе переноса счетчика 37 появляется сигнал высокого уровня, который вклк)чает в работу коммутатор 41, разрешает прохождение импульсов "Строб" (элемент И 42) и одновременно служит сигналом "Занято", К этому моменту на информационном выходе счетчика 36 находится номер первой точки в столбце )в инверсном коде), который поступает на адресный вход коммутатора 41, разрешая тем самым прохождение сигнала "Светить не светить" текущей точки с соответствующего выхода блока постоянной памяти 39 на вы. ход коммутатора 41, а также на часть адресных входов блока постоянной памяти 40, Определяется совместно с номером текущего столбца закон формирования сигналов модификации счетчиков 5 и б координат текущей точки. В течение единичной фазы сигнала "Строб", активизируются выходы блока постоянной памяти 40, по спаду сигнала "Строб" происходит модификация номера точки в столбце и отключение выходов второго блока постоянной памяти 40; при последующем переходе сигнала "Строб" в состояние "1" вся процедура повторяется, после перебора всех точек столбца знака сигналом с выхода переноса счетчика 36 происходит модификация состояния счетчика 37 (следующий столбец) и параллельная запись в счетчик 36 номера начальной точки в столбце (контакты). По завершении перебора столбцов знака счетчик 37 обнуляется и знакогенератор 2 переходит в исходное состояние.В исходном состоянии генератора векторов 4 фиг,4) счетчик 50 обнулен, выходы блока 51 постоянной памяти отключены, сигнал "Занято" от генератора векторов 4 отсутствует. Информация о векторе с выхода блока 1 памяти записывается следующим образом: длина - в счетчик 50, направление и бит-признак "Светящийся не светящийся" - в регистр 52. Непосредственно после записи появляется сигнал "Занято" от генератора векторов 4, который инициирует генерацию сигналов каждой точки по сигналу "Строб" аналогично знакогенератору 2. Закон модификации состояния счетчиков 5 и 6 содержится в блоке 51 постоянной памяти для всех возможных направлений из регистра 52. При восьмиразрядном счетчике 50 и регистре 52 возможно построение векторов длиной до 256 точек в 128 направлениях. По 25 30 35 40 45 50 55 исчерпании длины вектора обнуляется счетчик 50 и генератор векторов 4 переходит в исходное состояние,Устройство имеет ряд преимуществ в сравнении с прототипом. В нем для увеличения быстродействия применен аппаратурный генератор векторов с быстрой табличной интерполяцией линий, Область применения расширения за счет развязки нижних границ "окна" и начала координат табло в виртуальном пространстве изображения. В целом это позволяет быстро компоновать различные прямоугольные участки виртуального пространства изображения в поле координат табло, для чего требуется только незначительная коррекция содержимого блока 1 памяти, необходимая для изменения начального содержимого шести регистров, с последующей повторной обработкой устройством всего кадра Формула изобретения Устройство для обработки графической информации, содержащее блок памяти, знакогенератор, первый и второй счетчики, первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой регистры, первый и второй сумматоры, первый и второй блоки сравнения, блок индикации, генератор импульсов, элемент ИЛИ, блок управления и одновибоатор, вход которого соединен с управляющими входами первого и второго регистров, информационные входы которых соединены с выходами. первого и второго сумматоров соответственно, первый и второй выходы знакогенератора соединены с управляющими входами первого и второго счетчиков соответственно, выходы которых соединены с первыми входами соответствующих сумматоров и блоков сравнения, вторые входы сумматоров и блоков сравнения соединены с выходами третьего, четвертого, пятого и шестого регистров соответственно, первый адресный вход, первый информационный вход и входы управления записью и считыванием блока памяти являются входами группы устройства, выход блока памяти соединен с информационным входом знакогенератора,отличающееся тем,что,с целью повышения быстродействия и расширения области применения эа счет обеспечения возможности изображения в произвольно расположенном "окне" на поле индикатора, в него введены генератор векторов, первый, второй и третий элементы И, триггер, элемент НЕ,третий и четвертый блоки сравнения, седьмой и восьмой регистры, выход блока памяти соединен с информационными входами генератора векто-гров, первого и второго счетчиков, третьего,четвертого, пятого, шестого, седьмого и вось 1674222 10мого регистров и блока управления, выходы седьмого и восьмого регистров соединены с первыми входами третьего и четвертого блоков сравнения соответственно, вторые входы которых соединены с выходами первого и второго счетчиков соответственно, выходы первого, второго, третьего и четвертого блоков сравнения подключены к входам первого элемента И, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого соединенс управляющим входом блока индикации первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход соединен с первым входом третьего элемента И и тактовым входом триггера, выход которого соединен с первым управляющим входом блока управления и вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с управляющими входами генератора векторов и знакогенератора и входом элемента НЕ, выход которого соединен с пятым входом первого элемента И, первый и вто-. рой входы элемента ИЛИ соединены с третьим и первым выходами соответственно знакогенератора и генератора векторов, а выход соединен с входом сброса триггера, 5 вторые и третьи выходы генератора векторов соответственно соединены с первым и вторым выходами знакогенератора, четвертые выходы генератора векторов и знакогенератора подключены к информационному 10 входу блока индикации, .выходы первого ивторого регистров подключены к адресным входам блока индикации, выходы группы блошка управления подключены к соответствующим входам разрешения записи знако генератора, генератора векторов, первого ивторого счетчиков, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого регистров, третьим входом элемента ИЛИ, второй управляющий вход блока управления явля ется входом устройства, первый и второйвыходы блока управления подключены соответственно к второму входу и второму входу управления считыванием блока памяти,