Устройство для отображения информации

 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к средствам вывода информации с ЭВМ, и предназначено преимущественно для использования в составе вычислительного комплекса в школах, училищах, вузах. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем отображения изменений изображения в реальном масштабе времени, которая достигается введением второго 5, третьего 7 и четвертого 17 регистров, блока 15 сопряжения, буферных регистров 2.1 ÷ 2. N, двух групп регистров 3.1 ÷ 3. N и 18.1 ÷ 18. N сдвига, коммутаторов 6 и 11 и переключателя 8 режимов работы и соответствующих функциональных связей.Изобретение позволяет при использовании его в составе вычислительной системы в школах, училищах и вузах динамически отображать экранную память одного пользователя на телевизионные экраны двух или группы пользователей, при этом экранная память представляет собой ОЗУ и поэтому для модификации части изображения достаточно об этой части считать из ЭВМ, а затем снова записать в экранную память. 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 G 06 F 3/153

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4236116/24-24

,22) 25. 03, 87 (46) 23.04.89. Бюл. № 15

ГОСУДАРС79ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (72) А. Т. Клышбаев

{53) 681 . 32? . 11 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1182508, кл. G 06 F 3/153, 1983 °

Авторское свидетельство СССР № 1231496, кл. С Об F 3/14, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ЦЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к средствам вывода информации с ЗВМ, и . предназначено преимущественно для использования в составе вычислительного комплекса в школах, училищах, вузах.

Цель изобретения — расширение области применения устройства путем отображеÄÄSUÄÄ 1474634 А1 ния изменений иэображения в реальном масштабе времени, которая достигается введением второго 5, третьего 7 и четвертого 17 регистров, блока 15 сопряжения, буферных регистров .2,1—

2.N, двух групп регистров 3.1-3.N u

18.1-18 N сдвига, коммутаторов б и 11 и переключателя 8 режимов работь| и соответствующих функциональных связей. Изобретение позволяет при использовании его в составе вычислительной систем. в школах, училищах и вузах динамически отображать экранную память одного пользователя на телевизионные экраны двух или группы пользователей, при этом экранная память представляет собой ОЗУ и поэтому для модификации части изображения достаточно об этой части считать из

ЭВМ, а затем снова записать в экранную память, 2 s п. Ф-лы, IО ил, 1474634

Изобретение относится к вычислительной технике и может C» ыть использовано для вывода и отображения информации на экраны телевизионных приемников, преимущественно в составе вычислительных систем для школ, училищ и вузов, Цель изобретения — расширение области применения устройства путем отображения изменений изображения в 10 реальном масштабе времени, На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 схема формирователя адреса; на фиг.3 — схема блока синхронизации; на 15 фиг. 4 — схема блока сопряжения; на фиг.5 — схема блока управления; на фиг. 6 — формат физического адреса; на фиг. 7 — условная схема движения битов через коммутатор; на фиг. 8 — 20 временная диаграмма развертки строки; на фиг, 9 — временная диаграмма развертки кадра; на фиг, 10 — временная диаграмма единичного цикла работы блока управления.

Устройство содержит блоки 1 ° I-I,N оперативной памяти, буферные регистры

2.1-2.N первую группу регистров 3 ° 1—

З.N сдвига, мультиплексор 4, второй регистр 5, первый коммутатор б,третий регистр 7, переключатель 8 режимов работы, цифроаналоговые преобразователи 9 ° 1-9.N телевизионные приемники 10.1-10,N второй коммутатор

11, первый регистр 12, формирователь 35

13 адреса, блок 14 синхронизации, блок I 5 сопряжения,,блок 16 управления, четвертый регистр 17 и вторую группу регистров 18.1-18.N сдвига.

Позициями 19-44 обозначены соответствующие связи между блоками устройства. Позицией 45 обозначен видеовход устройства (выход видеомагнитофона 46). Формирователь 13 адреса содержит счетчик 13.1, регистр 13.2, 45 мультиплексор 13.3, триггеры 13,4 и

13.5.

Блок 14 синхронизации содержит счетчик 14 ° 1, накопители 14.2 и 14.3 и .триггер .14.4. Позициями 14.5-14.7 50 обозначены связи между элементами

-блока.

Блок 15 сопряжения содержит элемент 15,! сравнения, триггер 15.2, первый 15.3 и второй 15.4 приемопередатчики, элемент ИЛИ-НЕ 15.5, инвертор 15.6, элемент И-HE 15.7, переключатель 15.8.

Блок 16 управления содержит генератор 16.1 тактовых импульсов, счетчик 16.2 тактов, первый 16.3 и второй 16. 4 дешифраторы.

Устройство работает следующим образом.

Логически завершенной единицей работы устройства является цикл регенерации. Один цикл регенерации сос— тоит из восьми тактов. 3а один цикл выполняется вывод на телевизионный . приемник восьми точек и запись (счи— тывание) одного байта данных со стороны ЭВМ. Поэтому в устройстве предусмотрены циклы четырех типов: цикл чистой регенерации, цикл регенерации и записи, цикл регенерации и считывания, цикл регенерации памяти без регенерации изображения.

Цикл чистой регенерации, Цикл чистой регенерации осуществляется тогда, когда триггер 15.2 блока 15 очищен. При этом мультиплексор

13.3 адреса блока 13 на адресные входы 20 блоков 1 ° I-I.N коммутирует выходы счетчика 13,1 адреса и первого триггера 13,5, т.е. в циклах регенерации генератором адресов данных для формирования изображения на экранах телевизионных приемников является счетчик 13.1 адреса следовательно, адреса формируются линейно. Нулевой такт является исходным тактом . (фиг.10), поэтому на этом такте содержательных операций в устройстве не происходит. На двух последующих тактах считывается с блоков 1.1-1.N первая группа данных, которые передаются в буферные регистры 2.1-2.N.

Одновременно блок 16 формирует сигнал переключения первого триггера 13.5 и на третьем такте блок 1 6 снова инициирует такт считывания данных с блоков 1.1-1.N которые на четвертом такте записываются в первую группу регистров 3. 1-3.N сдвига.

Синхронно с первой группой данные с буферных регистров записываются во вторую группу регистров сдвига 18.1—

I8,N. С этого момента начинается вывод новой группы битов байтов в телевизионные приемники, причем первая половина группы битов выводится на четырех последующих тактах текущего цикла,, а вторая половина будет выведена на первой половине следующего цикла, т.е. в первой половине текуцего цикла параллельно выбору данных с

1474 блоков памяти ос уществля ется вывод на телевизионные мониторы данных, записанных в регистры сдвига на предыдущем цикле. Так как тактовые входы

5 регистров сдвига объединены в общую шину, то регистры сдвига работают синхронно. После каждого такта реги— стры 3.1-3.N и 18 ° 1 — 18,N сдвига синхронно подают на входы коммутатора 6 очередные биты, подлежащие выво— ду в телевизионные приемники. Цикл завершается очисткой первого триггера 13.5, увеличением счетчика 13.1 адреса на единицу и формированием !5 сигнала опроса триггера 15.2 активности блока 15 путем формирования сигнала опробирования по входу 29.1 триггера 15.2. Если при этом триггер

15.2 активности установился, то сле- 20 дующий цикл совмещается с записью (считыванием) в блоки I.I-I.N данных с 3ВМ.

Цикл регенерации, и запись (считывание). 25

Триггер 15. 2 активности устанавливается при опросе только в том случае, если имеет место канальный сеанс

3ВМ, т.е. сигнал СИА имеет активный уровень, который, поступая на элемент 30

15.1 сравнения, открывает ега, или часть адресноro каца, поступающая на первый порт элемента 15.1 сравнения, совпадает с кодом, монтажно установ— ленным на переключателе 15.8 коммутационной панели, которая служит для задания области памяти, отведенной для экранной памяти, Так как экранная область памяти вычислительной сисмой рассматривается как некоторая 40 область памяти из адресного пространства самой вычислительной системы, т.е. ЭВМ к этой области памяти обращается точно так же, как если бы она обращалась к ОЗУ вычислительной сис- 35 темы.

Цля того, чтобы разграничить в канальном сеансе адресную часть сеанса, через переключатель 15.8 заведены сигналы направления передачи, сопро— !

О вождающие данные с помощью элемента

ИЛИ-НЕ 15,5. Сигнал направления через инвертор 15.6 поступает на вход элемента И-НЕ 15,7 и открывает его для прохождения сигнала ответа устройства .

15 на запрос ЭВМ ио концу канального сеанса (сигнал синхронизации пассивного устрайствл) . По сигналу СИА адресный код с порта передачи магист634 4 ральных приемопередатчиков 15. 3 защелкивается в регистре 13.2 адреса, а один разряд — во втором триггере

13.4. Следует отметить, что запись адреса в регистр адреса и сравнение адреса осуществляются асинхронно с процессами, происходящими в этот момент в устройстве. Факт запроса от

ЭВМ устройство обнаруживает только при опросе триггера 15. 2 активности независимо от типа канального сеанса, поэтому до тех пор, пока триггер активности 15.2 не установится, блок

1 6 не реагирует на сигналы, пас тупающие в него по входам 30.1. По этим входам в блок 16 поступают сигналы направления передачи и число байтов (один байт, если сигнал "единичный", и два байта, если сигнал "нулевой ).

Первая часть рассматриваемого типа цикла устройства, независимо от направления передачи, в точности совпадает с первой половиной цикла чистой регенерации, Запись или считывание данных осуществляется во второй части цикла.

При этом на четвертом такте цикла мультиплексор 13.3 формирователя 13 переключается на регистр 13,2 адреса и триггер 13.4, одновременно блок 16 инициирует сигналы обращения к блокам 1.1 †!.N. На шестам такте, в зависимости от кодов на группе выходов регистра 17, которые передаются в блок 16 по входам 35, возбуждается один иэ выходов 36 дешифратора 16.4 и осуществляется запись в i-й блок из блоков. 1,1 †.N непосредственно с младшей группы выходов порта передачи блока 15. Одновременно данные со старшей группы выходов норта передачи заносятся регистр 12, Если в одном канальном сеансе в устройство передаются два байта (слово), то очевидно, что в регистр 12 записывается старший байт, На последнем седьмом такте одновременно переключаются первый и второй триггеры 13 ° 4 и !3.5, увеличивается счетчик 13.! адреса на единицу, запираются магистральные приемопередатчики 15.3, открывается регистр 12 и формируется сигнал синхронизации пассивного устройства, который по входу 29.2 поступает на элемент И-НЕ 15.6 и с выхода этого элемента передается в общую магистраль

22 ЭВМ. Канальный сеанс передачи данных с ЗВМ в устройство завершается, 6 147463 но в устройстве полный цикл записи не закончен. Так как в конце первого цикла сигнал опроса триггера 15.2 активности не формируется, триггер

15.2 активности сохраняет свое состояние, Следовательно, цикл записи снова повторяется, но так как в конце предыдущего цикла второй триггер !

3,4 переключается, то следующий 10 байт, но уже с выхода регистра 12, записывается по следующему адресу. физический адрес, по которому записываются данные, отличается от . ка" нального адреса (по входу 22) . Необ- 15 ходимость такого преобразования следует нэ того, что в одном из блоков

1.1 — 1,N размещаются экранные области двух пользователей, Разрядом разграничения этих областей служит разряд

Рl, который поступает с регистра 12, Модифицируемым разрядом при записи второго байта является разряд Р2, который поступает с выхода второго триггера 13.4, 25

Аналогично выполняется цикл считывания за исключением того, что в циклах считывания данные с блоков 1.1— l..N считываются в буферные регистры

2.1-2.N, а уже с их выходов с помощью 30 мультиплексора 4 данные переносятся в регистр 5. С регистра 5 данные (по . входам 44) через порт передачи блока

15 направляются в общую магистраль

22 ЭВМ.

Цикл регенерации памяти без регенерации изображения.

Цикл регенерации памяти осуществляется для того, чтобы сохранить информацию в блоках 1.1-1.N Циклы ре- 4О генерации памяти проводятся тогда, когда нет циклов регенерации изображения (фиг.9), т.е. в гашенной части телевизионного экрана, Работа устройства в циклах регенерации памяти сов- 45 падает с циклами регенерации изобра- жения эа исключением того, что коммутатор 6 заблокирован и вывод информации не осуществляется.

Рассмотрим работу устройства при развертке одного кадра изображения.

Для создания эффекта статической картины на экранах телевизионных приемников устройство генерирует полный видеосигнал с частотой 50 Гц.

Один полный видеосигнал собтветствует развертке одного телевизионного кадра. Телевизионный кадр состоит из

3!2 строк, а каждая строка — из

6

512 точек, Но в нашем конкретном примере информативными являются только 200 строк и 320 точек в строке.

Распределение информативных строк и точек в строке принято так, чтобы видимая часть растра занимала центральную часть телевизионного экрана, т,е. информативными являются строки от 56-й до 256-й, а в строке — точки от 96-й до 416-й, В каждом цикле выводятся на телевизионные экраны 8 точек, следовательно, для вывода 512 точек устройство выполняет 64 цикла, но так как информационными являются только 320 точек, то содержательными являются только 40 циклов ° Остальные циклы не информативны и служат только для отсчета длительности строки и формирования сигнала синхронизации строки. Число циклов в строке отсчитывается счетчиком 14.1 тактов блока 14. На первых 12 циклах сигнал блокировки по выходу 32 имеет низкий уровень (фиг ° 8), следовательно, информация на телевизионные экраны не поступает ("0") . С 12-го такта начинается цикл регенерации, устанавливается сигнал блокировки, .при этом после каждого цикла регенерации счетчик

13.1 адреса по входу 34 наращивается на "единицу".

Циклы регенерации продолжаются до

52-го цикла, после которого снова снимается сигнал блокировки и остальные 12 циклов опять становятся пассивными, при этом счетчик 13,1 адреса не изменяет свое состояние, а после 64-го цикла формируется сигнал синхронизации на выходе 31 и начинается развертка следующей строки.

Развертку кадра рассмотрим в привязке к счетчику 13,1 адреса и, лов скольку видимая часть кадра начинается с 56-й строки, за начало отсчета развертки кадра принимаем эту строку.

Она соответствует нулевому состоянию счетчика 13.1 адреса. При этом триггер 14.4 переключения счищен.

Нулевое состояние этого триггера служит признаком видимой части кадра (фиг.9). При достижении счетчиком

13.1 адреса числа 8001 накопитель

14,3 по входу 14,5 устанавливает . триггер 14,4 переключения, Соответственно переключается состояние одного из выходов 14.7, сигнал по которому поступает в накопитель 14.2 и инициирует сигнал блокировки на выхо1474634

8 де 32. Сигнал блокировки гасит изоб- намике за его работой. При этом не ражение на экране телевизионного при- требуется дополнительное программное емника, Счетчик 13,1 адреса переклю- обеспечение, чается в исходное состояние и начи5

На фиг. 7в приведена схема когда т нает отсчет снова с нуля, Далее уст- один вход закоммутирован на все выхоройство выполняет циклы регенерации ды коммутатора. В этом случае на всех памяти до очистки триггера 14.4 пе- телевизионных экранах отображается реключения. При достижении счетчиком экранная память одного пользователя.

13.1 адреса числа 2045 накопитель 1р Если такой памятью является память

14.3 формирует на выходах 14.7 кад- учителя, то все ученики на своих теровый синхросигнал, который поступает левизионных приемниках наблюдают то, на информационный вход накопителя что выполняет учитель.

l4.2, при этом инициируется по выхо- С переключателя 8 может быть переде 31 синхросигнал длительностью око- 15 ключен коммутатор 11 на вход 45 с ло 192 мкс. Кадровый синхросигнал видеомагнитофона 46 (фиг.1), при этом снимается при достижении счетчиком коммутатор 6 блокируется и полный

13.1 адреса числа 2240, и с этого мо- видеосигнал поступает с видеомагнитомента начинается новый кадр. Видимая фона по входу 27. Очевидно, что при часть кадра начинается, когда счет- 2О этом на всех телевизионных приемниках чик 13.1 адреса достигает числа 4481, отображается одна и та же информапри этом формируется сигнал очистки ция с видеомагнитофона. триггера 14.4 переключения по входу, Изобретение позволяет динам|г ески

14,6 и одновременно на третьем выхо-. отображать экранную память одного

l де второго накопителя 14 ° 3 очищает-: 25 пользователя на телевизионные экраны ся счетчик 13.1 адреса. двух или группы пользователей. ЭкранПереключение потока битов, посту- ная память представляет собой ОЗУ, пающих на вход коммутатора 6, осу- поэтому для модификации части изобра— ществляется путем установки соответ- жения достаточно данные об этой части ствующего кода на переключателе 8. 30 считать из ЭВМ,а затем снова записать

Коммутатор 6 представляет собой ПЗУ, - в экранную память. таблица истинности которого запрограммирована исходя из функции, вы- Формулаизобретения полняемой им ° В качестве примера на .фиг.7 приведены три функции. Сплошны- 35 1. Устройство для отображения инми линиями показаны входы и выходы с формации, содержащее блоки оперативидентичными потоками битов. Осталь- ной памяти, адресные входы которых ные входы и выходы, показанные пунк- подключены к выходам формирователя тирными линиями, в переключении, не адреса, информационные входы — к выпринимают участие, поэтому поток би- 4О ходам первого регистра, а управляютт тов, поступающих на 1-и вход, выхо- щие входы — к первому выходу блока т\ дит с j-ãо выхода коммутатора 6. управления, цифроаналоговые преобраНа фиг. 7а приведена, схема, когда зователи, выходы которых являются нет переключения, т. е. каждый вход выходами видеосигналов устройства, II «тт закоммутирован на свои выход. 45 блок синхронизации, вход которого

На фиг. 7б приведена схема, когда соединен с вторым выходом блока уподин вход закоммутирован на два вы- равления, третий выход которого соехода, т.е. поток битов, поступающий динен с управляющим входом мультина Hi-й вход, одновременно направля- плексора, четвертый выход — с управется на TB1 — и TBi-й телевизионные 50 ляющим входом первого регистра, пяприемники, а поток битов, поступаю- тый выход — с управляющим входом форщий на вход Пl, соответствующий вы- мирователя адреса, тактовый вход и ходу ТВ1 не используется и через ..- синхровходы которого соединены соот коммутатор 6 не проходит. Если, на- ветственно с первым выходом и выходапример, TBl — экран учителя, то прас- 55 ми группы блока синхронизации, второй тым наббром кода i-ro ученика на пе- и третий регистры и первый коммутареключателе 8 учитель отображает на тор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, своем телевизионном экране экранную что, с целью расширения области припамять 1 Fo ученика и наблюдает в ди- менения устройства путем отображения

1474634

3Q

55 изменений изображения в реальном масштабе времени, оно содержит четвертый регистр, блок сопряжения, вход †вых которого является входомвыходом устройства, буферные регистры, первую и вторую группы регистров сдвига, второй коммутатор и переключатель режимов работы, первый и второй выходы которого соединены с управляющими входами соответственно первого и второго коммутаторов, синхровходы которых подключены к второму и третьему выходам блока синхронизации, информационные входы первого коммутатора подключены к выходам ре-. гистров сдвига первой и второй групп, информационные входы регистров сдвига первой группы подключены к выходам соответствующих буферных регистров, соединенным с информационными входами мультиплексора, выход которого соединен с информационным входом второго регистра, информационные входы регистров сдвига второй группы подключены к выходам соответствующих блоков оперативной памяти, соединенным с информационными входами буферных регистров, управляющие входы регистров сдвига групп и управляющий вход третьего регистра со,единены с шестым выходом блока управления, г седьмой выход которого подключен к управляющим входам буферных регист— ров, восьмой выход блока управления соединен с управляющим входом второго регистра, девятый выход — с управляющим входом блока сопряжения, первый выход которого подключен к информационному входу блока управления, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока сопряжения, третий выход которого соединен с управляющим входом формирователя адреса, а выходы группы — с информационными входами первого и четвертого регистров, формирователя адреса и блоков оперативной памяти, информационный вход блока сопряжения соединен с выходом второго регистра, выход первого коммутатора подключен к информационному входу третьего регистра, выходы которого соединены с информационными входами цифроаналоговых преобразователей, управляющие входы которых соединены с выходом второго коммутатора, информационный вход которого является видеовходом устройств

1О

2. Устройство по и. 1 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок синхронизации содержит счетчик, счетный вход которого является управляющим входом блока, выход счетчика подклю- чен к адресному входу первого накопи— теля, выходы которого являются соответственно вторым, третьим и первым выходами блока, информационный вход первого накопителя соединен с первым выходом второго накопителя, второй и третий выходы которого подключены соответственно к установочному входу и входу сброса триггера, выход которого подключен к адресному входу второго накопителя, четвертый выход которого соединен с первым выходом блока, информационный вход второго накопителя является информационным входом блока.

3. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок сопряжения содержит первый и второй приемопередатчики, вход-выход первого приемопередатчика является входомвыходом блока, информационный вход является информационным входом блока, выход первого приемопередатчика является выходом группы блока и соединен с первым входом элемента сравнения, выход которого соединен с информационным входом триггера, вход второго приемопередатчика соединен с входом-выходом блока, который подключен к выходу элемента И-НЕ, первый вход которого является управляющим входом блока, соедненным со стробирующим входом триггера, выход которого является первым выходом блока, второй вход элемента И-НЕ соединен с выходом инвертора подключенным к одному из входов переключателя, выход которого соединен с вторым входом элемента сравнения, другой вход переключателя соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, подключенным к входу инвертора, первый выход второго приемо50 передатчика является вторым выходом блока, второй выход соединен с первым выходом блока, а третий выход является третьим выходом блока и соединен с третьим входом элемента сравнения, четвертый и пятый выходы второго приемопередатчика соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ.!

474634

1ч74бЗ ч

pre дмк15

Фч

Ъ и

Н

° к сэ

Фиа 5

8мод - Зых оВ (И) Фияимгжй аУрес (&охи 1.1-1.и) !

474634

Фиа 7

37.1 Невидимая часть струи

Оаораьчеиис

749

708

7И

782

Мыдимм жгюь строки 474634 аваевЂ

М(И

A Îè СтРоки

Видииая часть кадра

НеЫимая часлз кадра

3 4 5 о 7 g Я 10 11 1Я

16. 1

HAS

СА5

373

37.Z

Составитель И. Загннайко

Редактор В. Данко Техрец М.Дидык Корректор M. Деичик

Заказ 1894/46 Тираж 667 Нодписное

ВНИКПЦ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101