Устройство для формирования изображений

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в сис- , темах отображения графической и алфавитно-цифровой информации. Цель изобретения - повышение быстродействия. Устройство содержит блок 1 обработки и управления , блок 2 памяти программ, блок 3 памяти изображений, блок 4 памяти символов, блок 5 синхронизации, видеогенератор 6, блок 7 регистров сдвига, знакогенератор 9, дешифратор 10 адреса, блок 11 формирования видеосигнала, выход которого является выходом видеосигнала устройства, блок 16 управления доступом, который осуществляет бесконфликтное взаимодействие блока 1 и видеогенератора 6 с блоками 3 и 4. Конструкция блоков 3 и 4 позволяет сократить количество операций, выполняемых блоком 1, Н за счет этого повысить быстродействие. 3 ил. с (Л оо Од 4ib М

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК 1 4 . G 06 Р 15/62, 3/1.4

4CK< З 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2!) 4248744/24-24

:(22) 27.05.87 (46) 30.07.88. Бюл. № 28 (71) МГУ им. М. В. Ломоносова (72) К. P. Алышев, И. Г. Персианцев, А. Т. Рахимов, Н. Н. Рой, А. В. Скурихин и О. А. Щербаков, (53) 681.325 (088,8) (56) Патент США № 4564902, faut. G 06 F 1/00, опублик. 1986.

Personal Computer Hardware. — RFference Library. Technical Reference, 1ВМ

1984.

„„SU„„1413647 A1

154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может использоваться в сис.темах отображения графической и алфавитно-цифровой информации. Цель изобретения — повышение быстродействия. Устройство содержит блок 1 обработки и управления, блок 2 памяти программ, блок 3 памяти йзображений, блок 4 памяти символов,. блок 5 синхронизации, видеогенератор 6, блок 7 регистров сдвига,.знакогенератор 9, дешифратор 10 адреса, блок I l формирования видеосигнала, выход которого является выходом видеосигнала устройства, блок 16 управления доступом, который осуществляет бесконфликтное взаимодействие блока 1 и видеогенератора 6 с блоками 3 и 4. Конструкция блоков 3 и 4 позволяетсократить количество операций, выполняемых .блоком 1, и за счет этого повысить быстродействие. 3 ил.

14!3647

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения систем отображения графической и алфавитно-цифровой информации.

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 — функциональные схемы блока памяти изображений и блока памяти символов соответственно.

Устройство содержит блок 1 обработки и управления, блок 2 памяти программ, блок 3 памяти изображений, блок 5 памяти символов, блок 5 синхронизации, видеогенератор 6, блок 7 регистров сдвига, регистр 8 сдвига, знакогенератор 9, дешифратор 10 адреса, блок 11 формирования видеосигнала, группу узлов 12 памяти, ключ 13, узел 14 памяти, ключ 15, блок 16 управления доступом, регистр 17 цвета записи, регистр 18 цвета чтения, узел 19 свертки, узел 20 элементов И-НЕ, дополнительный узел 21 памяти, триггер 22 и регистр 23 режима.

Блок 16 управления доступом выполнен по известной схеме (авт. св. СССР ¹ 1287167 кл. G 06 F 12/16, 13/16, 1985).

В случае использования в блоках 2 и 3 динамических схем памяти необходимо ввести дополнительную связь с блоком 5, а в блоке 5 предусмотреть выработку соответствующих сигналов управления.

Устройство работает следующим образом.

Для формирования изображений необходимо производить различные операции над отдельными разрядами блока 3 памяти изображений. Этим занимается блок 1 обработки и управления, который производит выборку команд, указывающих порядок выполнения различных операций над данными, из блока 2 памяти программ. В процессе обработки изображения необходимо на экране дисплея параллельно и независимо отображать также и некоторую алфавитно-цифровую информацию. Это достигается использованием блока 4 памяти символов, отличие которого от блока 3 памяти изображений заключается в аппаратном формировании графического образца символа, код которого хранится в блоке 4 памяти символов, через знакогенератор 9. На экран дисплея, представляк)щего собой электроннолучевую трубку (ЭЛТ со схемами развертки и управления, необходимо подавать информацию о яркости той точки экрана, на которой в данный момент находился луч. Это требует жесткой привязки выдаваемой видеоинформации к начал кадра в каждой из строк. Это достигается путсм синхронного сканирования блоков 3 и 4 видеогенератора 6, преобразованием выдаваемых данных в последовательный формат с помощью pcl èñòðà 8 сдвига и блока 7 регистров сдвига и выдачей сигналов синхронизации разверток для ЭЛТ с их врезкой в полный видеосигнал блоком 11

5 !

О

55 формирован и я видеосигнала. Необходи мость использования блока 7 регистров сдвига связана с тем, что в современных дисплеях используются цветные ЭЛТ с независимым управлением каждой из электронных пушек, отвечающих за свой цвет. Поэтому они и получают независимые видеосигналы из отдельных узлов 12 памяти блока 3. Каждый такой узел 12, отвечающий за свой цвет, называется видеоплоскостью или видеобанком.

В процессе формирования изображений основной операцией, производимой над памятью изображений, является операция зажигания-гашения точки. Все геометрические элементы на дисплеях такого типа (растровых), такие как вектор, окружность, прямоугольник и т. д., формируются как последовательность точек разного цвета. Установка какой-либо точки в заданный цвет требует проведения операций над несколькими, если не всеми, видеоплоскостями, так как для получения, к примеру., точки на экране белого цвета, нужно установить соответствуюгцие разряды в состояние «Активно» всех видеоплоскостей, поскольку точка на экране светится белым цветом, если активированы три электронные пушки в ЭЛТ, засвечивающие красный, синий и зеленый люминофор.

Узел 19 сверкти выполняют с применением программируемой логической матрицы (ПЛМ), имеющей 8 )< п + п входов и 8 выходов. ПЛМ программируют так, чтобы реализовать функцию

F,=(С®1,) !(С I;) ((С" ®I, ), (1) где F, — - выход соответствующего бита;

I, — вход данного бита с видеоплоскости;

С вЂ” — вход с регистра !8 цвета чтения.

Штрихами вверху символа маркируется принадлежность к одной из видеоплоскостей.

Функция F; принимает значение либо

«I» там, где точка имеет цвет, совпадающий с цветом, задаваемым регистром 8 цвета чтения, либо «О» в том случае, если эти цвета не совпадают.

При записи в блок 3 устанавливают цвет, которым производится запись точек путем занесения комбинации бит в регистр 17 цвета записи. Данные биты попадают на информационные входы всех узлов 12. При поступлении сигналы управления записью (режим записи задается уровнем «1») блок 1 обработки и управления разрешает запись лишь в те точки видеоплоскостей узлов 12, которым соответствует «1» в битах слова (байта), поступаюгцего < ключа

13, тем самым производится линейная селекция битов. Информация о цвете, заносимая в выбранные . биты каждой из плоскостей, определяется регистром 17 цвета записи.

При чтении из узлов 12 сигнал из блока запрещает запись в видеоп. .оскости и цереводит все видеоплоскости в режим чтения их, разрешая выдачу результатов рабо ы узла

19 свертки путем воздействия на вход «Вы1413647

5 !

О!

55 борка разрешена» ПЛМ узла 19 свертки. При этом выходы данных из всех узлов 12 памяти поступают на узел 19, который в соответствии с кодом цвета, поступающим из регистра 18 цвета чтения, производит операцию свертки по формуле (1), выдавая результат на шину данных блока 1 обработки и управления. Ключ 13 в соответствии с режимом работы (запись-чтение) осуществляет коммутацию сигналов, поступающих от блока 1 обработки и управления и узла 19 свертки.

Рассмотрим процесс закраски некоторой замкнутой области. Обычно замкнутая область обводится вначале некоторой граничной линией заданного цвета (для примера, красного). После проведения оконтуривающей линии задается точка внутри замкнутой области, подлежащей закрашиванию, и указывается цвет, которым необходимо заполнить область внутри (например, фиолетовый). В обычных реализациях для проведения закраски восьми точек необходимо произвести восемь раз операцию чтения из и видеоплоскостей, т. е. 8 )(n обращений к видеоплоскостям для определения цвета точки (например, красного), а также восемь раз операцию «Чтение — модификация запись» для п плоскостей, т. е. 16 )(п обращений для закраски выбранным цветом (фиолетовым) .

Итого для закраски одного байта (8 битов) надо произвести 24 (п операций (где n — число видеоплоскостей) обращения в группу узлов памяти.

При использовании предлагаемого устройства для закраски 8 точек надо произвести запись в регистр 17 цвета записи комбинации битов, дающих фиолетовый цвет, а в регистре 18 цвета чтения — комбинацию битов, соответствующих граничному цвету (красному) . Такая настройка делается один раз в самом начале для всего цикла закраски. Далее для закраски 8 точек производится одно чтение целого байта, т. е. одно обращение, а также, если данный байт нулевой, что означает отсутствие точек с цветом границы (красной), инверсия .и запись этого же байта в группу узлов 12 памяти по тому же адресу, производя тем самым закраску всех 8 точек фиолетовым цветом, т. е. одно обращение.

По сравнению с прототипом быстродействие проведения подобной операции предлагаемым устройством увеличивается в

12 )(n раз.

Требование жесткой привязки, выдаваембго устройством формирования изображения видеосигнала к положению луча на экране достигается лишь при жестко заданной постоянной скорости сканирования, видеоплоскости видеопамяти изображений и символов. В то же время необходимо обеспечить достуf1 к блокам 3 и 4 памяти со стороны блока 1 обработки и управления. Такой бесконфликтный доступ осугцествляется с использованием блока 15 управления доступом. На него заводятся адреса от видеогенератора 6 и блока 1 обработки и управления, а функционирует он так, что каждое из устройств, запрашиваюгцих доступ к общей для них памяти. получает его без влияния на другое. Для организации возможности доступа к различным подсистемам памяти используется дешифратор 10, причем для расширения адресуемых устройств в него может быть введен регистр 25, позволяющий задавать расширенные адресные пространства по шине данных.

В блоке 4 памяти символов используется дополнительный узел 21 памяти, в котором хранится атрибут символа. В некоторых системах атрибут символа, код которого хранится в узле 14 памяти отвечает за инверсию (черный символ на белом поле белый символ на черном поле), за мигание и т. д. Однако, так как разрядность шины данных блоков 1 обработки и управления обычно кратна восьми, то для работы с битом атрибута необходимо производить двойное обращение к памяти символов. Чтобы избежать этого и вводятся триггер 22 и регистр 23 режима.

Гlредположим, необходимо вывести на экран строку символов с погашенным битом атрибута. Для этого вначале производится запись в регистр 23 режима так, чтобы на входы сброса и установки триггера подавались сигналы, безусловно устанавливающие его в состояние «Сброшено» (О). Тогда все последующие операции записи в узел 14 прину дител ьно записывают в допол н ител ьны и узел 21 памяти «О», что соответствует установке в «О» всех записанных символов.

Аналогично происходит процесс записи, если триггер 22 принудительно установить в состояние «1», но при этом значение бита атрибута равно «1». Если путем записи соответствующего кода в регистр 23 установить триггер 22 в состояние загрузки по информационному входу, то он будет запоминать на каждом цикле чтения значение атрибута, а при цикле записи переписывать в узел 21 памяти атрибут. Тем самым при операции «Скроллирования», заключающейся в подвижке на одну строку вверх всех символов, операции отдельной переписки атрибутом символов исключаются, так как атрибуты переписываются совместно с символом.

Таким образом, увеличение быстродействия устройства достигается за счет увеличения скорости осуществления операций в блоках памяти изображений 3 н символов 4.

Одновременно с этим осуществляется бс сконфликтный обмен через блоки 3 и 4 со лороны блока 1 обработки и управления и видеогенератора б, что повышает информативность изображения.!

4!3647

Формула изобретени»

Устройство для формирования изображений, содержащее блок обработки и управления, блок памяти программ, блок памяти изображений, блок памяти символов, блок синхронизации, видеогенератор, блок регистров сдвига, регистр сдвига, знакогенератор, дешифратор адреса, блок формирования видеосигнала, выход которого является выходом видеосигнала устройства, первый и второй выходы блока синхронизации 110;I,— клн>ч ill>l к входам синхронизации блока обработки и управления и видеогенератора соответственно, выходы чтения и адреса блока обработки и управления подклк)чены к входам дешифратора адреса, выходы которого подключены к входам «Выбор кристалла» блока памяти программ, блока памяти изображений и блока памяти сиMBO.I03, H!I формационный вход-выход блока обработки и управления подключен к информационным входам-выходам блока памяти программ, блока памяти изображений и блока памяти символов, выход символов которого подключен к первому адресному входу знакогенератора, выход которого подключен к пар3ллелbному информационному входу регист ра сдвига, последовательный выход которого подключен к первому HIIQOpM3l(HQIIному входу блока формирования видеосигна.;! 3, Bhlxo;1 изображения б:1 0K>i I!3 M 8TH изос>ражений подключен к параллельному информационному входу блока регистров сдвига, выход которого подключен к второму ин) о p M 3 I l H o I I H o le >) Б х Од у бл О к 3 ф 0 р м и р о в 3 н и >1 видеосигналов, первый выход видеогенера.!.с>р1! !ц>дключен к входам управления сдвигом блока pcl èñòðîâ сдвига и регистра

С Д 3 HI d, 13TOPOH BblX03, И BblXO. > CT3 Р>п И Х Р33О H;l O B и Д Р Е С 3 В И ДЕ 0 Е Н Е Р 3 Т 0 Р 3 Н 0 1 K. 1 10 Ч С . I I bl к входу синхронизации блока формироваllHH видеосигнала и второму адресному ВхОду знакогенератора соответственно, причем блок памяти изображений содержит груп:!у узлов памяти, адресные входы которых соединены с адресными входами блока памяти изображений, и ключ, выход которого является информационным выходом блока памяти изображений, а блок памяти символов содержит узел пачяти, адресный вход которого является одноименным входом блока памяти символов, и ключ, информационный вход и выход которого соединены с выходом узла !!амяти и информационным выходом блока памяти символов соответственно, отлil>ià>oè<åñc» тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены блок управления до T)IIÎM, первый и второй входы адреса которого подкл>01ены к выходам адреса б, 10K!I 00рсll)oTKI I и x ïp 3 в IPII H 5I и BH;LcO5 !

О 5

?5

50 генератора соответственно, выход о.iîêà управления доступом подключен к входам адреса блока памяти изображений и блока памяти символов, выходы записи и чтения блоKа обработки и управления подключены к одноименнь>м входам блока управления доступом, а в блок памяти изображений введены регистр цвета записи, регистр цвета чтения, узел свертки и узел элементов И-НЕ, причем в блоке памяти изображений разря;lhl информационного входа регистра цвета записи и разряды информационного входа регистра цвета чтения соединены с соответствук)гцими разрядами информационного входа блока памяти изображений, информаци0l!!Ib! H вхО;l,-выход которого соединен с Bblx0дом ключа и первым входом узла элементов И-НЕ, второй вхот которого является первым вхо loM записи олока памяти изображений и соединен с выходом управления

33IIHcьк> О, i0K3 управления доступом, Выход

К-го разряда (К= !, ..., Н, где Н -- разрядность данных) узла э.:!ементов И-HE подклк>чен к входам разрешения -ITEHH51 К-х секторов узлов памяти группы, разряды вы ода регистра цвета записи подключены к информационным входам соответству>огцих узлов памяти группы, выходы которых образуK)T выход изображения блока памяти изображеНИЙ H COO. .!HI!CHhl C ИпфОРMdl!,HÎHHblMH дачи первой группы узла свертки, информационные входы второй группы которого и выход соединены с выходом регистра цвета чтения и информационным входом ключа соответственно, вход управления которого является входом чтения б„-:ока памяти изображений и соединен с выходом управления чтением блока управления доступом, вход

«Выбор кристалла» блока памяти изображений соединен с входами записи регистров цвета записи и цвета чтения, а в блок памяти символов введен дополнительный узел памя", и, триггер и регистр режима, причем B блоке памяти символов разряды H!!I!)Opx!3HHOHного входа основного узла памяти соединены с соответствующими разрядами информационного входа блока памяти символов, первый и в.горой выходы регистра режима II01К3-:Очен ы K BXOT3 M yCT!l !!OBKH B «0» и «! >> TpH I гера соответственно, выход которс>го подключен к информационночу входу дополнительного узлы памяти, вход адреса и выход когOpo10 соединены с входоч адреса блока памяти символов и информационным ВхоДОМ тРИ!гГЕРа, ВХОД CHHXPOHH33IIHH КОТОРОГО является Bx030xl чтения блока памяти символов, вход «Выбор кристалла» которого соединен с входом за|!и H регистра режима, входы разрешеi!HH записи узлов 113Mÿòí соеДИ НЕН bl С ХОДОМ Зс)! I I!CИ О 1 0 Кd I а I Яi I Г И )1волов.! 4! 3647

Вход уп жуя за о 7.7амя

Врод пра5яеиия чтением ояока паияти 4Ъа с .

<<>иг 3 (.о ст а В итес<ь,.<. ><и! а нов

Р< 1>, 1. I <<. ;! и ><ая Текред И. Верес Коррслт<>р (.. !ерни .1<<к «. и «88, )3 Тираж 7(!4 (Iо;(ннснос

ВНИ!!!1И 1 осударстве>нн>го кокгитета СССР по делам изобретени>! и открытий

I 13()35, Москва, >1:, — 35, Раушская нао., д. 4 5

I1I>< <стненно-полиграфическое предприятие, г. Ужгорот<, мс!. Il, ><>« x»a><, -1