CN1010617B

CN1010617B - 视频变换装置

Info

Publication number: CN1010617B
Application number: CN86100108A
Authority: CN
Inventors: 阿利森多罗·格拉西奥蒂; 赫伯特·库特莎
Original assignee: Ing C Olivetti and C SpA
Current assignee: Telecom Italia SpA
Priority date: 1985-03-08
Filing date: 1986-01-10
Publication date: 1990-11-28
Also published as: CN86100108A; KR940007819B1; EP0195163A2; EP0195163A3; DE3585229D1; JPH0820859B2; US4713779A; JPS61204778A; KR860007584A; EP0195163B1

Abstract

一种视频变换装置，设有常规CRT的控制器，其内寄存器装有各种决定显示格式的参数。先在A0＝0时装指针寄存器，以选择18个寄存器之一在A0＝1时装填，为使第一显示格式的计算机能运行为第二显示格式编写的软件，当控制器(20)选址时，指针数值存在锁存器(12)，并经缓冲器(16)到控制器，在接收参数值时，缓冲器被禁止，而只需存储器(14)被启动，以便照地址读出参数值送到控制器，该地址由锁存器中的数据位与计算机总线(10)上的数据位构成。

Description

本发明属于视频显示领域，尤其是一种装置，该装置使得采用由第一组参数规定的第一种视频显示格式的计算机与本来为第二组参数规定的第二种视频格式的计算机所设计的软件之间兼容。

过去几年来出现了各种各样的计算机，尤其是个人计算机。在已经制造和销售的各种计算机当中，有几种由于非常流行事实上已经成了标准机。这些广泛流行的计算机又推动另一批软件卖主编写适合于这些流行计算机的许许多多程序。

在这之前，计算机制造商已经不得不决定，要么设计一种全新的计算机，该计算机具有新的改进了的特性，但牺牲了与许多为标准计算机设计的软件包的某些或全部的兼容性;要么设计与标准机基本上相同的计算机，这种与标准机基本相同的计算机能够运行以前为标准计算机设计的大部分（如果不是全部的话）软件。假如选择兼容性，那么这种新设计的计算机相对于原来的计算机几乎没有什么优点或改进了的性能。

近来，计算机使用者要求改进计算机的图象功能，以提供更清楚、信息丰富、便于观察的显示。改进后的显示能更好地表示数据，并能减轻眼睛的疲劳。因此，改进的显示器促进了某个卖主的软件以及采用这种软件的计算机的应用。所以，计算机的显示已经是制造商们为改进其性能而奋斗的领域之一。大多数计算机使用显示器是用阴极射线管制做的。其分辨率通常取决于能清楚地显示的垂直象素和水平象素的数目。由国际商用机器公司（阿芒克，纽约）制造的个人计算机 IBM PC已经为用户广泛接受。并为这种个人计算机编写了大量软件。许多制造商希望设计出与IBM PC兼容的计算机，同时还致力于在几个方面做出改进。努力改进的一个方面就是计算机的显示器。

IBM PC的显示器能显示640×200个象素。这样的分辨率仅能勉强应付办公图表。而且，这种计算机以8×8象素阵显示一个字符，所以显示器屏幕的容量是80×25个字符。这与其它计算机的性能一样。为了获得真正的下行字母的字符，同时在显示器上字符行之间仍保留足够的间隙，在用8×8字符时，要显示真正的下行字母就必须采用非常小的、低分辨率的字母，而8×8象素阵就不能全部利用。

因此，宁肯使用每个字母大于8×8的象素阵。一种可以采用的象素阵是8×16，水平方向8个象素，垂直方向16个象素。本专业的技术人员将清楚地知道，这种象素阵与8×8象素阵可以是兼容的，只要将相邻的每两行同样地扫描即可。

为了使用8×16的字符，计算机必须能够显示640×400个象素。

通常，与计算机的显示电路有三级接口。它们是：（1）硬件，（2）计算机基本的输入/输出系统，以及（3）计算机的操作系统。

大多数软件是直接对硬件或基本的输入/输出系统编程而绕过操作系统。

只用操作系统就能在计算机的屏幕上显示的程序可以用于具有更高分辨率的兼容机。但是，直接对硬件编程的程序如果用于更高分辨率的兼容机则会把显示搞乱。

到现在为止，计算机制造商要想制造与那些为IBM PC及其640×200象素的标准显示器编写的软件兼容的产品，就不得不牺牲一定程度的兼容性，如果采用更高分辨率的显示器的话。一般来说，这类兼容机的制造商们会简单地选择放弃高分辨率显示器所提供的优越性以保持兼容性。

美国专利US-A-4433702涉及视频显器的图存储器扩展系统，包括有第一图存储器，存储低分辨率的图图象信息。在这种图象中，只使用隔象素点及隔象素行，所以在低分辨率方式中，只有全部象素的四分之一被显示。转换成高分辨率显示是通过插入一个扩展附件而取得的。当插入该附件时，内部时钟频率增加，使每行象素增加一倍，行数也增加一倍。附加象素信息是由附加存储器提供。因此，这份现有技术资料，用其最根本的术语来说，是涉及存储器扩展系统，用于提供高分辨率显示操作时所需的附加存储器。

因此，本发明的目的就是提供这样一个装置，它允许把为具有予先决定的显示参数（即低分辨率显示器）的标准机设计的软件用于具有不同的显示参数（即高分辨率显示器）的其它计算机。

本发明的视频变换装置由专利权利要求范围1所列特征规定。

下面通过实例参照附图更详细地对本发明予以说明。附图中，

图1为实施本发明的装置的总体方框图;

图2为该装置的控制逻辑电路的具体实例。

图中所示装置将适合于第一种格式的显示器的视频显示数据变换成第二种格式的显示，以馈入具有一个地址寄存器和多个控制寄存器的显示控制器。该显示控制器规定并控制显示格式。在实现本发明的这个装置中，地址寄存器数据与顺序接收到的控制寄存器数据一起存储并用于存储器。为了用于第二种格式的显示器，该存储器读出由地址寄存器和控制寄存器的地址所寻址的数据，以便从存储在存储器中的表格里找出新的数值。

图1为实现本发明的装置100的方框图。装置100把用于工业标准机的阴极射线管显示器的参数变换成采用不同参数的其它显示器的计算机所要求的参数。这些显示参数包括诸如水平和垂直同步位置及宽度显示字符的数目等。

有关显示参数的输入数据D0-D7可以由为标准机编写的软件提供。这些输入数据加在内部数据总线10上。该数据并行地供给锁存器12、只读存储器14以及缓冲器16。来自缓冲器16和只读存储器14的数据可以供给阴极射线管控制数据总线11，然后供给阴极射线管显示控制器（CRTC）20。CRTC20产生显示在阴极射线管上的光栅扫描。一种广泛使用的阴极射线管控制器是6845。6845由美国莫托罗拉公司制造。该公司地址为：美国亚利桑那州菲尼克斯市东麦克多威尔街5005号。

6845有19个可以存取的内部寄存器。这些寄存器用于规定和控制阴极射线管显示器上的扫描光栅。其中之一是地址寄存器亦称指针寄存器。它用作其它18个寄存器的指示器。这个寄存器是一个只写寄存器，它由微处理器执行从数据总线10接收的适当的命令来装入。然后，数据总线的低5位（D0-D4）输入到指针寄存器。

为了给其它18个寄存器中任何一个寄存器输入数据，首先要把必须的指针输入到指针寄存器中，然后这个被选中的寄存器再输入要放在其中的信息。因此，6845可以看作是两个寄存器装置。当A0＝0时，可视其为地址寄存器或指针寄存器。信号A0在端点40接收，并馈给CRTC20的RS端（寄存器选择端）。如果A0＝1，所需要的显示参数的值就被放入由指针寄存器中的地址所选择的那个寄存器里。这地址是从软件或操作系统接收的。

表1规定了要控制各种不同的工作方式必须装入6845阴极射线管控制寄存器中的数值。

工作期间，从数据总线10接收到的信号通过查找只读存储器14中的表格来变换。变换后的数值放在数据总线11并送到CRTC 20。只读存储器14中查出的存储位置的地址包括两部分。第一部分A8-A11通过从锁存器12来的总线22接收，而第二部A0-A7则直接从数据总线10接收。锁存器12依次从数据总线10接收数据位D0-D3。

在本发明的实例中，只有数据位D0-D3用于选择控制寄存器，因为表1中指出的最后两个地址寄存器（即R16和R17）支持光笔功能。在这种情况下，只对R0- 15赋与地址。这只要4位即D0-D3位即可实现。

锁存器12锁定从微处理器接收到的寄存器地址以选择CRTC 20中所需要的控制寄存器，直到下一次指针寄存器被重新写入为止。只要A0＝0，锁存器就锁定于数据位D0-D3。仅当需要对指针寄存器存取时A0才等于0。于是，D0-D3位可以作为地址位与控制寄存器的数据同时装入。从数据总线10上接收到的控制寄存器的数据装入只读存储器14的地址输入端A0-A7。

D0-D3位馈给只读存储器14的地址位输入端A8-A11。同时，D0-D7位馈给只读存储器14的输入端A0-A7。这样就构成了一个12位的地址，该地址规定只读存储器里查表的一个位置。只读存储器中该地址所规定的位置所存储的值被放在数据总线11上并馈给CRTC 20的D0-D7输入端。

本装置利用一个CR信号与CRTC 20的集成电路选择输入端（C/S）联系。当该信号变为低电位时，CRTC在读出或写入时被选通。

正常工作期间，当软件或硬件要求其阴极射线管控制器执行某个功能时，数据将分成两部分传输到该控制器。对于第一部分，A0置低电平以表示CRTC的地址寄存器正在输入地址。此时，装置100应是透明的以便被软件选出的寄存器的地址可以直接通过缓冲器16到达阴极射线管控制器20的指针寄存器。因此，缓冲器16必须被启动，其启动输入端（EN）经导线51从控制逻辑电路50收到适当的信号。与大家熟知的许多标准缓冲器（例如74LS245）一样，缓冲器16在其启动输入端EN变成低电平时被启动。这段工作期间，从端点40接收到的A0等于逻辑0，这个逻辑信号送到控制逻辑电路50、锁存器12以及阴极射线管控制器20的RS端。该信号选择地址寄存器或指针寄存器。而且，如前所述，这个信号还馈给锁存器12。这个锁存器的输入端与数据总线10的D0-D3线相连。这时锁存器输入D0-D3，并在适当地延迟后将D0-D3提供给总线22。当A0＝0时，锁存器12锁定其输入端的D0-D3，并将这个数据提供给只读存储器14的A8-A11输入端。

在第二部分工作期间，由软件产生的专门显示控制数据可以送到阴极射线管控制器20。正如前面讨论过的，这个专门的数据如表1所列设置阴极射线管显示器的各种参数，其中包括某个指定的行和列要显示的字符的数目、同步信息等阴极射线管所需要的参数。在本发明中，这段工作期间需要中断信号流来作变换，以使信号能用于具有更高分辨率的微计算机，而不是用于原来为之编写程序的那种计算机。

这样，缓冲器16因来自导线51的EN信号升到高电平而被禁止，而只读存储器14则由于其OE输入端（输出启动端）经过导线53收到控制逻辑电路50的逻辑0信号而被启动。此时，数据提供给数据总线10。这就是说，数据位D0-D7所表示的专门数据就象软件程序通常输给标准机中的阴极射线管控制器20的那些数据一样。在本发明中，这些数据没有输给阴极射线管控制器20，而是送到只读存储器14的地址输入端A0-A7。正如前面讨论过的，地址输入端收到的高4位A8-A11构成地址的第一部分，而低8位构成地址的第二部分。只读存储器14的内部存储器分成16个表对应于输入端A8-A11的16种不同组合，而每个表中最多可以有由地址位A0-A7选择的256行。

再来看表1。假如软件包含一条改变或设置水平同步宽度的命令，那就必须给寄存器R3分配地址。为此，二进制数0011应该分别装入A11，A10，A9和A8，而A0为低电平。这个数值以前是输入到锁存器12的。此后，当A0＝1时，这个数值使只读存储器从它的水平同步宽度表中去查找数值。该数通常置为十六进制的OA，这对应于写10个字符所用的时间。如果高分辨率监视器要采用不同的同步宽度，它将在0011表中0A（位置030A）指定的行查出这种高分辨率监视器所要求的同步宽度的数值。

从表1可以看出，阴极射线管控制器可以写入，也可以读出。阴极射线管控制器20只能对寄存器R14、R15、R16和R17而读出。暂时忽略寄存器R16和R17，这就意味着光标的位置可以从阴极射线管控制器中读出。为了允许CRTC 20中读出数据，缓冲器16必须是双向的，其方向可以选择。缓冲器16由来自控制逻辑电路50的导线51上的信号启动，而数据传输的方向则由导线52上的 w信号（写入）选择。当 W信号为0时指定为写入。这时缓冲器将数据总线10上的数据输给数据总线11。当 W＝1时指定为读出。此时，缓冲器16允许数据从数据总线11输给数据总线 10。

在CRTC 20读出期间， W必须为高电平。在这种情况下，数据总线缓冲器16被启动，而只读存储器14被禁止。数据传输方向是从数据总线11到数据总线10，从而使得数据总线11直接与微处理器数据总线10连通。

在CRTC 20的指针寄存器写入时，A0信号和 W信号都是低电平。在这种情况下，数据总线缓冲器16被启动，而只读存储器14被禁止。数据传输方向是从数据总线10到数据总线11，从而使得计算机数据总线10与CRTC的数据总线11直接连通。在CRTC 20的控制寄存器写入的时候（区别于指针写入）， W再一次成为低电平，但A0为高电平。此时，缓冲器16的EN输入端被置为高电平以禁止缓冲器16，而只读存储器14的OE输入端则置为低电平以启动只读存储器14。这样，该只读存储器就可以把从软件接收到的数值变换成高分辨率显示器所需要的那些数值，并将其放在6845的数据总线11上。

这些功能总结在表2中。图2所示控制逻辑电路50可以完成这些功能。图2为这种控制逻辑电路50的一个具体实例，它由多路转换器60以及倒相器61和62组成。

表2

B（A0） A（ W）至ROM14的至缓冲器16的

输出（1 Y）输出（2 Y）

1 1 1 0

1 0 0 1

0 1 1 0

0 0 1 0

工作期间，多路转换器60选择四个输入端1C0-1C3中的某一个输入端的信号提供给其输出端1Y，并相应地把2C0-2C3中某一个输入端的信号提供给输出端2Y。该多路转换器由A端和B端的信号控制，A和B的功能是分别从输入端1C0-1C3以及2C0-2C3中各选择一个输入信号分别提供给输出端1Y和2Y。输入端1G和2G接收CR信号。CR信号为选通信号。只要选通端接收到高电平信号，不管数据输入端1C0-1C3和2C0-2C3的数据是什么，也不管选择输入端A和B的条件如何，输出都要变成低电平。这样，只有当1G和2G的信号为低电平时多路转换器60才被启动。在本发明中，这对应于CRTC 20正在输入地址的时候（即CR＝0时）。

多路转换器60的输入端1C0、1C1、1C3和2C2都接地，因此它们的输入信号为逻辑0。输入端1C2、2C0、2C1 和2C3都与正电源电压相连，因此其输入信号为逻辑1。这些输入信号按照表2多路工作。这样，当A0信号为高电平而且指示为读出时，多路转换器60按照1C3在其输出端1Y提供逻辑0信号。这个电平由倒相器61反相，并将只读存储器14禁止。它还在输出端2Y产生一个与2C3相同的信号。这个信号为逻辑1，经倒相器62反相馈给缓冲器16以将其启动，并允许数据总线10和数据总线11之间的数据进行传输。由于W信号也直接馈入缓冲器16的方向输入端（DIR），它允许数据由数据总线11向数据总线10传输以实现读出。

当输入端A为高电平（W＝1）而且多路转换器的输入端B也为高电平（A0＝1）时，输出端1Y为逻辑1。该输出由倒相器61反相并耦合到只读存储器14的OE输入端，从而将只读存储器14启动。多路转换器60的输出端2Y收到与2C2相同的0信号。该信号由倒相器62反相以便为缓冲器16的输入端EN提供逻辑1信号从而将该缓冲器禁止。这样，缓冲器就将数据总线10与数据总线11隔离开。

在第三种状态，A0信号为多路转换器60的输入端B提供逻辑0，而输入端A则相应于读出（ W＝1）馈入逻辑1。在这种情况下，输出端1Y为逻辑0，并由倒相器61反相，为只读存储器14提供逻辑1。这使只读存储器14禁止。同时，输出端2Y对应于2C1的输入信号为逻辑1。该信号由倒相器62反相，从而启动缓冲器16。这样就可以从数据总线读取数据。此时，由于 W信号为高电平，缓冲器16相应地允许从数据总线11向数据总线10传输数据。

在对应于指针寄存器调用的最后一种状态，加在多路转换器60 的输入端B的信号（A0）为逻辑0，而且加在多路转换器60的输入端A的信号（ W)也是逻辑0。在这种情况下，输出端1Y具有与1C0的信号相同的逻辑0，而输出端2Y的电平变为与2C0的信号相同的逻辑1。然后，这些信号由倒相器61和62反相。这样，只读存储器14被禁止，而缓冲器16被启动。由于 W信号为低电平，缓冲器16允许从数据总线10向数据总线11传输数据。这相当于需要直接向CRTC 20的指针寄存器写入的情况。如前所述，此时要求本装置保持透明，以便从软件接收到的地址能直接送到控制器。

表3总结了可以馈入只读存储器14的各种可能的数值。地址已经分成两部分。一部分是只读存储内各表格的地址，送到A8-A11端。另一部分是由软件输入的专门数据，即地址A0-A7。从表3可以看到这些数值与通常用于工业标准机的那些数值的区别。例如，关于本发明中寄存器R3的地址03，选择数值0C时并不考虑标准计算机所采用的典型数值。在这种情况下通常是0A。如前所述，该信号对应于水平同步宽度，它通常与软件的要求无关。

表3

地址数值功能

A8-A11 （A0-A7）

00 0-55 39 R0-80×25

56-7F 73 R0 80×25

80-FF 0-7F R0 透明

01 100-1FF 0-FF R1

200-27F 2-81 R2

02 280-2FF 0-7F R2

03 300-3FF 0C R3

400-440 1A R4 字母

441-47F 6B R4 图表

04 480-4FF 0-7F R4 透明

500-57F 0 R5

05 580-5FF 0-7F R5 透明

06 600-6FF 0-FF R6

700-740 19 R7 字母

741-77F 64 R7 图表

07 780-7FF 0-7F R7 透明

800-B02 00 R8

803 03 R8（隔行）

08 804-87F 00 R8

880-BFF 0-7F R8 透明

09 900-97F 1-FF R9〔（地址×2）+1〕

980-9FF 0-7F R9 透明

A00-A7F ＊ R10（^＊如果地址

的模20＜10则数

值＝（地址-A00）

+地址的模20，否则

数值＝（地址-地址的

模20）+10）

0A AB0-AFF 0-7F R10 透明

0B B00-B7F 0-FE R11（步骤2）

BB0-BFF 0-7F R11 透明

0C-0F C00-FFF ＊＊ R12-15

（＊＊数值＝地址模

100）

在需要时本发明也可以完全绕过去。例如，若向CRTC 20写入数值的软件是专门为使用高分辨率显示器的微计算机编写的，将控制寄存器的数值加上N+R的值就可以使只读存储器变成透明的。这些透明的数值在表3中用“透明”注出。在这种特殊的情况里可以看到，透明数值的二进制地址都有一个高位等于1。这为编写程序的人提供了一个简单而方便的方法来绕过只读存储器14。

本发明还允许改变阴极射线管的光栅速率。例如，许多熟知的计算机采用15.75千赫的扫描速率。这与商业电视广播和电视接收机中所采用的扫描速率相同。采用本发明的一种计算机的扫描速率为26千赫。而且还发现可以缩短回扫时间以增加有用的扫描时间。假若适用于15.75千赫扫描速率的软件不经变换就用在这种计算机中，显示器就会被完全搞乱。

虽然已经说明本发明是用于使得为低分辨率的阴极射线管设计的软件能用于采用高分辨率阴极射线管的微计算机，在计算机的显示器要求不同参数的任何情况均可使用本发明，而不必要求软件是专门为该计算机编制的。因此，软件可以保持兼容，而微计算机将自动地调整软件以适应其特殊显示器的要求。

Claims

1、一种将具有第一种数值的数据转换成具有第二种数值的数据的装置，这些数据是用于控制计算机中的显示控制器(20)的，第一种数值和第二种数值分别对应于用于第一类显示器的第一组参数和第二类显示器的第二组参数，该装置可以连接在计算机数据总线(10)与通往控制器(20)的控制器数据总线(11)之间，第一部分数据用于在控制器内部选择地址，而第二部分数据则用于控制与该地址有关的参数，其特征是，与计算机数据总线(10)相连的存储装置(12)用来存储第一部分数据，插在计算机数据总线(10)与控制器数据总线(11)之间的缓冲器(16)有选择地将这两个总线隔离或接通，存储器(14)具有第一组(A8-A11)和第二组(A0-A7)多个地址行，第一组多个地址行(A8-A11)接收存储装置(12)中的数据，而第二组多个地址行(A0-A7)则与计算机数据总线(10)相连，存储器(14)向控制器数据总线(11)提供第二部分数据。

2、根据权利要求1所提及的装置，其特征为，与缓冲器（16）和存储器（14）相连的控制逻辑电路（50）有选择地启动该缓冲器和存储器，而且该缓冲器（16）为双向缓冲存储器，有选择地允许数据从阴极射线管控制器（20）传输到计算机数据总线（10）或计算机总线传输到阴极射线管数据总线（11），并且该双向缓冲器（16）的传输方向是由写入信号（W）进行控制的。

3、权利要求2所述装置，其特征为，第一部分数据和第二部分数据相继地送到控制器。

4、权利要求3所述装置，其特征为，第一部分数据由存储装置（12）装入并存储在那里，以便存储器（14）接收到第二部分数据时也提供给存储器（14），这样，存储器（14）中包含组成一组表格的数据和许多行数据，这个表格按照由存储装置（12）收到的第一部分数据选择，而表格中的行数据则按照从计算机数据总线（10）收到的第二部分数据来选择。

5、权利要求4所述装置，其特征为，显示控制器（20）是阴极射线管控制器，该控制器对寄存器选择信号（AO）作出响应，当从计算机数据总线（10）收到第一部分数据以选择某个寄存器来控制该控制器的显示参数时，寄存器选择信号（AO）为逻辑0，当计算机数据总线（10）收到第二部分数据时，AO为逻辑1，此时，数据输入到按第一组多个数据所选择的寄存器中。

6、权利要求5所述装置，其特征为，当寄存器选择信号（AO）为逻辑0时，存储装置存储一个数值。

7、权利要求5或6所述装置，其特征为，控制逻辑电路（50）接收写入信号（W）和寄存选择信号（AO），该控制逻辑电路（50）的第一个输出端（51）与缓冲器（16）相连，而第二个输出端（53）则与存储器（14）相连，其逻辑关系为，当写入信号（W）为第一种状态，而寄存器选择信号（AO）也是第一种状态时，启动缓冲器（16），并禁止存储器（14），当写入信号（W）为第一种状态，而寄存器选择信号（AO）为第二种状态时，禁止缓冲器（16），并启动存储器（14）。

8、权利要求7所述装置，其特征为，控制逻辑电路（50）包括一个多路转换装置（60），该多路转换装置有多个输入端（1C0-2C3）与固定的逻辑0和固定的逻辑1相连，该多路转换装置的输出（51，53）与存储器（14）和缓冲器（16）相连，这个多路转换装置选择其输入端的信号以禁止和启动缓冲器和存储器。