Генератор векторов

 

О.П.Валов, P.P.Вафин и Л.И.Шарнир с

1 - - с

Казанский ордена Трудового Красного Зн ени авиационный институт им. А. Н . Туполева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ВЕКТОРОВ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для отображения информации на телевизионном экране.

8 различных устройствах при форми5 ровании динамических изображений на телевизионном экране возникает необходимость формирования векторов, положение которых задается в плоскости экрана как в полярной, так и в декар" товой системе координат. Анализ систем отображения динамический информа" ции показывает, что одновременно управляемые символы на экране включают как правило не менее 30-50 векторов, набором которых формируются эти символы, например, индикаторы пилотажной информации. Другим важным требованием, предъявляемым к таким ин- дикаторам является возможность получения совмещенного изображения сформированных индексов с информационной. картиной телевизионного изображения.

Известно устройство для формирбвания отрезка наклонной линии в любом месте телевизионного растра, содерmagee устройства временной задержки по горизонтали и вертикали, каждое иэ которых подключено к генератору формирования наклонной линии, к генератору сигнала круга, выходы которых подключены к логической схеме И, . в которых информация о положении отрезка на экране задается в полярной ,системе координат и, следовательно, они не могут быть использованы в качестве генератора вектора, где положение символа задается координатами точек начала и конца вектора (13Однако недостатком является то, что каждое устройство может формировать лишь один отрезок на телевизионном экране.

Известен генератор векторов, содержащий арифметический блок и последовательно соединенные блок входных регистров, блок преобразования

1741

1О

2О

3 92! координат, подключенный к генераторам кадровых и строчных синхроимпульсов, и блок вычислений функции Г2)

Недостатком известного генератора векторов является возможность формирования одного вектора в каждом кадре отображения.

Цель изобретения - повышение точности формирования одним устройством нескольких векторов (Я 100) и расшии рение области применения устройства эа счет формирования векторов с признаками цветности.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор векторов, содержащий арифметический блок и последовательно соединенные блок входных регистров, блок преобразования координат, подключенный к выходам генераторов кадровых и строчных синхроимпульсов, и блок вычисления функций, введены блок регистров интервалов строк, блок памяти кадра, формирователь кода подсвета строки с признаком цветности, блок выходных регистров, регистр параметров. векторов и первый коммутатор, вход которого йодключен к блоку преобразования координат, а выход — к входу блока регистраторов интервалов строк, выход которого подключен к первому входу арифметического блока, первый выход которого подключен к первому входу блока памяти кадра, второй вход арифметического блока подключен к первому входу блока памяти кадра, второй вход которого подключен к генератору кадровых синхроимпульсав, а его третий вход - к регистру параметров векторов, соединенному с блоком вычисления функций, второй выход блока памяти кадра подключен к первому входу формирователя кода подсвета строки с признаком цветности, второй вход которого подключен к арифметическому. блоку, а выход формирователя кода подсвета строки с признаками цветности подключен к выходному регистру °

Кроме того, формирователь кода подсвета строки с признаками цветности содержит второй и третий коммутаторы, триггер и формирователи кода подсвета вектора, каждый из которых содержит блок ключЬй, входы которых подключены к входам формирователя, выходы - к реверсивному счетчику, регистру и к выходу элемента сравнения, первый вход которо25 зо

З5

4Î

ro присоединен к регистру, а второй к выходу -реверсивного счетчика, который подключен к первым входам второго и третьего коммутаторов, вторые входы которых подключены к триггеру.

На фиг.! представлена функциональная схема генератора векторов; на фиг.2 — схема коммутатора и блока регистров интервалов строк; на фиг.3 - схема формирователя кода подсвета строки с признаками цветности и блок выходных регистров, Устройство содержит арифметический блок 1, блок 2 входных регистров, блок 3 преобразования координат, выход 4 генератора кадровых синхроимпульсов, выход 5 генератора строчных синхроимпульсов, блок 6 вычисления функций, блок 7 регистров интервалов строк, блок 8 памяти кадра, формирователь 9 кода подсвета строки с признаками цветности, блок 10 выходных регистров, регистр

l1 параметров векторов, первый коммутатор 12, второй коммутатор 13, третий коммутатор 14, триггер 15, формйрователь 16 кода подсвета вектора, блок 17 ключей, реверсивный счетчик 18, регистр 19, элемент 20 сравнения, выходной регистр 21 первой секции, выходной регистр 22 второй секции, первый блок 23 сравнения, второй блок 24 сравнения, элемент 25 совпадения, триггер 26,первый регистр 27 интервалов строк и второй регистр 28 интервалов строк.

Генератор векторов работает следующим образом.

Из блока 2 входных регистров векторов в блок 3 преобразования координат поступает .информация о каждом векторе, содержащая координаты его начала х, у „и конца х g, у, т. е.

4 параметра на вектор. В блоке 3 преобразования координат преобразуются коды координат векторов х, у, Х у gg e

Если координаты вектора заданы в полярной системе координат, то в блок 3 поступают также 4 параметра:

2 р " длина вектора, 2 - угол наклона вектора, х, у - координаты центра вращения вектора.

В этом случае в блоке 3 преобразования векторов выполняется расчет, координат векторов, для чего может быть применен специальный вычислитель,который производит вычисления соотношений:.

924741

„-х ц со ) х =хц+9соЩ у1=уц gsiIl ф у )=уц+Р%п

Из блока 3 координаты векторов (у„, у,1) поступают на вход коммутатора 12, а координаты каждого вектора х „, у, хп, у, с интенсивностью

1. один раз в полукадр, поступают в блок 6 вычисления функций, где производится вычисление функции, равной

ctgf, т.е. (F) с )

У У (2) а также значение функции Y<(y), которая определяет длительность импульса подсвета вектора:

Арифметический блок 1 производит

И кратное суммирование при формировании координаты х - для (Ь1)-й стро". ки по известной координате х„. для

ЦУ ) - ---- — -Yl Y2) (3)

)х -xg1 1

)у Yqi

Такой выбор функциональной за- 2в висимости 9 1() позволяет формировать вектора, толщина которых на экране

ЭЛТ практически не изменяется при перемене угла наклона линии.

Рассчитанные функции 41() ),4)()и записываются по порядку номеров векторов в регистре 11 памяти векторов, причем функци" V (g)- шестнадцатиразрядным кодом, а функция Щ (фвосьмиразрядным двоичным кодом. 30

Запись в регистр 11 осуществляется одновременно с вводом в блок 6 вычиСления функций данных о следующем по счету вектора. Вычисление функции () должно осуществляться в течение времени ty так, чтобы выполнялось условие T<>*p), Ntx, где

М вЂ” количество формируемых векторов, период кадровой развертки. Следовательно,необходимо для вычисления функции 4 Д(у) применять специализированное устройство деления двоичных чисел, например, микропроцессорный деянтель. Расчет функции Vq(g) можно осуществить этим же устройством.

Из регистра 11 под действием кадрового синхроимпульса в течение обратного кода кадровой развертки информация о всех векторах записывается в блок 8 памяти кадра. Таким образом, блок 0 позволяет разделить процесс записи рассчитанных в блоке 6 параметров и считывания информации, направляемой в арифметический блок 1.

i-й строки, при этом используется рекуррентное соотношение х1,1 xi t ctg f (4)

Координаты х; „ рассчитываются по выражению (4) только. для тех векторов, которые выполняют условия (5), (6) х1,х„х1 < х g (5) или у.), у у;+ < у и (6)

Проверка условия (6) производится коммутатором 12 и блоком 7 регистров интервалов строк. Коммутатор 12 содержит два цифровых блока 23 и 24 сравнения, на входы которых поступает цифровая развертывающая функция по кадру - у(й), представляющая собой восьмиразрялный двоичный код координаты, изменяющейся в соответствии с кодом кадровой развертки. На другие входы цифровых блоков 23 и 24 сравнения подаются координаты у 1 и уп, 1 начала и конца формируемых векторов.

Если значение цифровой развертывающей функции находится внутри интер Ьала (у -уД, то на выходе первого блока 23 имеет единицу, которая через элемент 25 совпадения заносится ,в. ячейку первого или второго регист ров 27 и 28 интервалов строк. Номер (ячейки регистров 27 и 28 соответствует номеру того вектора, координаты у1 и у1 которого в данный момент пюдаются на блоки 23 и 24 сравнения.

Наличие двух регистров 27 и 28 обуславливается тем, что один из них при четном номере строки регистра 27 работает на запись, а регистр 28 в этот момент работает на считывание в арифметический блок 7. При нечетном номере строки регистр 28 работает на запись, а регистр 27 - на считывание. Управление записью и считыванием регистров 27 и 28 осуществляется R-5-триггером 28, работающим . в счетном режиме, на вход которого подаются строчные синхроимпульсы.

Количество ячеек каждого регистра

R7 и 28 определяется количеством формируемых вектоуов.

Таким образом, если в ячейке регистров 27 и 28 записана единица, то для вектора, номер которого совпадает с номером ячейки регистра, в арифметическом блоке 1 производится .расчет координаты x; no выражению (4). При этом в каждый момент времени расчет новый значений векторов производится для строки (i 1), пульсами с R S-триггера 15, работающего в счетном режиме, на вход которого подается строчная частота. В соответствии с записанной в регистрах 2 1 информацией получаем последовательность импульсов засветки векторов в данной строке, В другую секцию регистров 22 в этот момент производится запись информации о следующей строке.

Предлагаемое изобретение по сравнению с известными, в том числе и с прототипом, позволяет увеличить точность формирования изображения и расширить функциональные воэможности устройства за счет введения четырех блоков памяти коммутатора и схемы распределения кодов, позволяет уменьшить объем оборудования на борту летательного аппарата за счет исключения большого числа каналов для формирования большого числа векторов, снижение мощности потребления от источника питания одноканальной схемой, позволяет синтезировать произвольное динамически управляемое изображение на телевизионном экране с заранее заданной точностью. Цифровое исполнение функциональной схемы позволяет выполнить ее в микромодульном исполнении по интегральной технологии, что повышает в конечном счете надежность устройства, формула изобретения

1. Генератор векторов, содержащий арифметический блок и последовательно соединенные блок входных регистров, блок преобразования координат, подключенный к выходам генераторов кадровых и строчных синхроимпульсов, и блок вычисления функций, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности формирования векторов и расширения области применения за счет формирования векторов с признаками цветности, в него введены блок регистров интервалов строк, блок памяти кадра, формирователь кода подсвета строки с признаками цветности, блок выходных регистров, регистр параметров векторов и первый коммутатор, вход которого подключен к блоку преобразования координат, а выход - к входу блока регистров интервалов строк, выход которого

7 92474 E а формирование видеоимпульсов - для

i-й строки.

Новое значение x„ „ записывается в блок 8 памяти кадра, а также через блок 17 ключей в двоичный реверсивный счетчик 18, входящий в формирователь 9 кода. Далее в регистр

19 также через блок 17 ключей заносится величина (х; „+41(у))На блок

17 ключей поступает тактовая часто- to та в зависимости от знака +Vg(f ) увеличивающая или уменьшающая содержимое реверсивного счетчика 18.

Содержимое счетчика 18 через коммутатор 13 или 14 поступает на адресные шины регистров 2 1 и 22, в ячейки которых заносится единица.

Счетчик 18 изменяет свое состояние до тех пор, пока его значение не совпадет со значением .кода, запи- щ санного в регистре 19. В этом случае на выходе элемента 20 сравнения появит=я сигнал, запрещающий доступ в формирователь 16 кода подсвета вектора с арифметического уст- г5 .ройства 1 и блока 8 памяти кадра, а также подается сигнал на следующий свободный формирователь 16 разрешающий запись информации в него.

Таким образом, значение х <> в . виде адреса подается вместе с йомером вектора, который является признаком цвета, через первый или второй коммутаторы 13 и 14 на одну из секций регистров 21 или 22, работающую на запись. В регистры 21 или 22 записывается единица по адресу х- „ .

1+1

В следующий такт с реверсивного. счетчика 18 подается адрес, измененный на единицу. Блок 10 выходных регистров ,включает в себя 8 ОЗУ с организацией

256xl и с временем выборки не хуже

120 нс. Восемь регистров 21 и 22 разделены на 2 секции по 4 регистра, из которых одна секция в данную строку.работает на запись информации, а другая на считывание. Выбор 4 регистров секции обуславливается четырьмя (красным, зеленым, синим и черно-белым) цветами телевизион50 ного индикатора, из которых можно получить любое другое сочетание цветов. йа вход одной из секций регистров

21 работающих на считывание, not

55 дается цифровая развертывающая функция x(t) с тактовой частотой 2 ° f строчное от одного из коммутаторов

13 или 14, которые управляются имподключен к первому входу арифметического блока, первый выход которого подключен к первому входу блока памяти кадра, второй вход арифметического блока подключен к первому выходу блока памяти кадра, второй вход которого подключен к генератору кадровых синхроимпульсов, à его третий вход - к регистру параметров векторов, соединенному с блоком вычисления функций, второй выход блока памяти кадра подключен к первому входу формирователя кода подсвета строки с признаками цветности, второй вход которого подключен к арифметическому блоку, а выход формирователя кода подсвета. строки с признаками цветности подключен к выходному регистру.

2. Генератор по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что формирователь кода подсвета строки с призна-

24741 10 ками цветности содержит второй и третий коммутаторы, триггер и формирователи кода подсвета вектора, каждый из которых содержит блок ключей, входы которых подключены к входам формирователя, -выходы - к реверсивному счетчику, регистру и к выходу элемента сравнения, первый вход которого присоединен к регист10 ру, а второй - к выходу реверсивного счетчика, который подключен к первым входам второго и третьего коммутаторов, вторые входы которых подключены к триггеру.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

g 459786, кл. G 06 K 15/20., 1975. щ 2. Авторское свидетельство СССР

t 485478, кл. G 06 K 15/20, 1977 (прототип). иг,2

Составитель Л.Лбросимов

Техред Е. Харитончик Корректор Г.Решетник

Редактор Ю.Середа

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул. Проектная;4

Заказ 2823/68 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303>, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5