DE2244128A1

DE2244128A1 - Bildschirm-sichtgeraet

Info

Publication number: DE2244128A1
Application number: DE2244128A
Authority: DE
Inventors: David William Hussey
Original assignee: Elliott Brothers London Ltd
Current assignee: Allard Way Holdings Ltd
Priority date: 1971-09-09
Filing date: 1972-09-08
Publication date: 1973-03-15
Also published as: US3818475A; IT974982B; GB1356414A

Description

22U128

Patentanwälte

Br.-Ing. Wilhelm Reichel Dipl-Iiiij. Walfang Reichel

6 Frankiurt a. M. 1 ■
Paiksiraße 13

7195

ELLIOTT BROTHERS (LONDON) LIMITED, Lewisham, London, England

Bildschirm-Sichtgerät

Die vorliegende Erfindung betrifft Bildschirm-Sichtgeräte mit Katodenstrahlröhren (CRT type display systems), in denen eine Digital-Differential-Analysator-Methode (DDA-Methode) zum Bestimmen von Linien, die dargestellt werden sollen, verwendet wird. Unter einem Bildschirm-Sichtgerät mit Katodenstrahlröhre wird ein Sichtgerät verständen, dessen Anzeigevorrichtung aus einer herkömmlichen Katodenstrahlröhre oder aus irgendeiner anderen Anzeigevorrichtung, durch die eine einer mittels einer herkömmlichen Katodenstrahlröhre erzeugten Anzeige äquivalente Anzeige erzeugt werden kann, z.B aus einem Festkörper-Matrix-Anzeigebauteil besteht.

Bei der DDA-Methode werden die anzuzeigenden Linien durch Signale erzeugt, die die Koordinaten von Punkten entlang der in Punkte unterteilten Linien darstellen.

In einem typischen nach der DDA-Methode arbeitenden Sichtgerät werden zwei digitale Register (X- und Y-Register), eins für die X-Koordinate und das andere für die Y-Koordinate, verwendet, von denen jedes einen entsprechenden Digital-Analog-Umsetzer speist. Die X- und Y-Register sind jeweils als Addier-

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werke ausgebildet, und Zuwachsraten dX und dY werden den entsprechenden X- und Y-Registern in gleichmäßigen Intervallen zuaddiert, so daß ihre Inhalte eine Folge von Punkten bestimmen, die das anzuzeigende Linienstück bilden. Die Zuwachsraten dX und dY sind so gewählt, daß ihr Verhältnis den tangens der Steigung der anzuzeigenden Linienkurve bildet, und die Summe ihrer Quadrate ist eine feste kleine Konstante. Die zuletzt angegebene Bedingung stellt sicher, daß die Punktdichte auf allen angezeigten Linien die gleiche ist.

In bekannten Anordnungen wird dies erreicht, indem für die X-Koordinaten drei Register gleicher Länge verwendet werden: ein Register, das die Zuwachsrate dX enthält, ein Register, das als Addierwerk aufgebaut ist und ein Register, das als Zählwerk aufgebaut ist. Diese Register sind untereinander verbunden, so daß die zuletzt genannten zwei Register zusammen das X-Register bilden; das Addierwerk bildet davon das untere (am wenigsten signifikante) Ende, und Überschuß aus diesem Addierwerk wird in das höhere (Zählwerk-) Ende übertragen. Das Zuwachsraten-Register ist mit dem Addierwerk-Register verbunden, und das Zählwerk-Register speist den Digital-Analog-Umsetzer. Bei dieser Anordnung ist die Zuwachsrate dX niemals groß genug, um das Zählwerkende des X-Registers direkt zu beeinflussen. Der Aufbau für die Y-Koordinaten ist genau entsprechend .

Daher werden sechs Register benötigt und, wenn ein Linienlängen-Register verwendet wird, auch noch ein siebentes, das mit einer Zahl gefüllt wird, die die Lange der Linie angibt und für Jeden Punkt auf der Linie um eins abnimmt, bis Null erreicht ist.

Systeme dieser Art sind oft mit Rechenanlagen verbunden, wobei die Rechenanlage die Gesamtsteuerung des Systems übernimmt, d.h. die Versorgung der anfänglichen Inhalte für die Register.

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Es ist nun erkannt worden, daß in einem derartigen System mit angeschlossener Rechenanlage die Rechenanlage für einen wesentlichen Teil der Operationen verwendet werden kann, die bisher durch nur für das Sichtgerät eingesetzte Schaltkreise ausgeführt wurden, wodurch dementsprechend derartige Schaltkreise eingespart werden können.

Daher wird ein Bildschirm-Sichtgerät, in dem eine Digital- ' Differential-Analysator-Methode zum Bestimmen der anzuzeigenden Linien angewendet wird, geschaffen, das erfindungsgemäß erste und zweite Zählwerk-Register, eine Vorrichtung zur Anzeige eines Bildes auf dem Bildschirm in einer Lage, die durch die Inhalte dieser Zählwerk-Register bestimmt ist, und einen Digitalrechner enthält, der seinerseits einen Hauptspeicher, eine Zentraleinheit mit wenigstens zwei Akkumulator-Registern und eine Mikroprogramm-Steuereinheit zum Lesen und Schreiben von Information in dem Hauptspeicher und zum Verarbeiten derselben in der Zentraleinheit in Abhängigkeit von aus dem Hauptspeicher ausgelesenen Befehlen enthält, und das weiterhin Vorrichtungen zum Überführen beliebigen Überlaufs von dem ersten und dem zweiten Akkumulator-Register in das entsprechende erste und zweite Zählwerk-Register enthält und bei dem der Hauptspeicher vorherbestimmte Plätze besitzt, auf denen die die Abstände zwischen benachbarten Punkten auf einer aufzuzeichnenden Linie bestimmenden Zuwachsraten dX und dY gespeichert sind, und bei dem weiterhin die Mikroprogramm-Steuereinheit angeordnet ist, um in Abhängigkeit von einem vorherbestimmten von dem Hauptspeicher erhaltenen Befehl die dX- und dY-Zuwachsraten in gleichmäßigen Intervallen in die ersten und zweiten Akkumulator-Register überzuführen, so daß Überlauf von den ersten und zweiten Akkumulator-Registern die Inhalte der entsprechenden ersten und zweiten Zählwerk-Register vergrößern und die Inhalte der Zählwerk-Register die entsprechenden X- und Y-Koordinaten einer Folge von Punkten entlang der Länge einer aufzuzeichnenden Linie bestimmen.

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In einem erfindungsgemäßen Sichtgerät besitzt der Hauptspeicher des Rechners normalerweise weiterhin vorherbestimmte Plätze, in denen die X- und Y-Koordinaten des Ausgangspunktes der aufzuzeichnenden Linie gespeichert sind» und die Mikroprogramm-Steuereinheit ist derart angeordnet, daß sie die X- und Y-Koordinaten des Ausgangspunktes beim Beginn des Aufzeichnens einer Linie in die entsprechenden ersten und zweiten Zählwerk-Register überführt.

Ein erfindungsgemäßes Sichtgerät enthält ebenfalls normalerweise ein Linienlängen-Register, das einen Teil de£ Rechners bilden oder von diesem getrennt sein kann. Bei einer derartigen Anordnung besitzt der Hauptspeicher des Rechners vorzugsweise einen weiteren vorherbestimmten Platz, auf dem eine Zahl gespeichert ist, die die Anzahl der Punkte auf der aufzuzeichnenden Linie bestimmt, und das Mikroprogramm ist derart angelegt, daß es diese Zahl beim Beginn des AufZeichnens einer Linie dem Linienlängen-Register zuführt und den Inhalt des Linienlängen-Registers in entsprechender Weise verringert, während die Linie aufgezeichnet wird, und das Aufzeichnen der Linie beendet, wenn der Inhalt des Linienlängen-Registers Null ist.

Im folgenden wird ein erfindungsgemäßes Sichtgerät unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen als Beispiel beschrieben.

Fig. 1 ist ein vereinfachtes Blockschaltbild des Sichtgerätes und

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das die Arbeitsweise des Sichtgerätes erläutert.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, wird in dem Sichtgerät ein Rechner verwendet, der einen Hauptspeicher 10 mit zugeordnetem Adressenauswahlkreis 11 enthält, und der Hauptspeicher 10

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speist ein Addierwerk 12, das einen Hauptdatenweg 13 speist, der seinerseits zurück an den Hauptspeicher 10 führt. Der. Hauptdatenweg 13 speist zwei Akkumulator-Register A1 und Q1, die das Addierwerk 12 speisen, und speist ebenfalls ein Befehlsfolgeregister IC und ein Befehlsregister IR. Das Befehlsfolgeregister IC speist den Adressenauswahlkreis 11, und das Befehlsregister IR speist eine Mikroprogramm-Steuereinheit 14. Ein von einer äußeren (nicht dargestellten) Quelle gespeistes Register B1 speist das Addierwerk 12 und gestattet,, daß Daten in den Rechner eingeführt werden. Der Rechner arbeitet in der üblichen Weise, indem Befehle aus dem Hauptspeicher 10 der Reihe nach aufgrund der Steuerung durch das Befehlsfolgeregister IC ausgelesen werden, wobei jeder Befehl die Mikroprogramm-Steuereinheit 14 veranlaßt, dem entsprechenden Mikroprogramm zu folgen und Information aus dem Hauptspeicher zu lesen und in denselben zu schreiben und diese Information über die Akkumulator-Register A1 und Q1 und das Addierwerk 12 zu verarbeiten.

Der Rechner ist daher ein Standardrechner herkömmlicher Bauart und wird normalerweise so programmiert, daß er verschiedene Rechnungen zusätzlich zu denen, die für seine Rolle als Teil des Sichtgerätes erforderlich sind, durchführt. Zum Beispiel wird das Sichtgerät in einer typischen Anwendung in einem Flugzeug benutzt, um dem Flugzeugpiloten Information anzuzeigen, und der Rechner ist programmiert, um verschiedene Rechnungen bezüglich der Flugsteuerung und Navigation des Flug- ' zeuges durchzuführen.

Zusätzlich zu dem Rechner enthält das Sichtgerät zusätzliche Schaltkreise, die drei Register Xt, Y1 und T1 (die alle als Zählwerke ausgebildet sind), zwei Digital-Analog-Umsetzer 16 und 17 und eine Bildschirmröhre 18 umfassen. Diese drei Register werden von dem Hauptdatenweg 13 versorgt, so daß ihnen Daten zugeführt werden können, und die Register X1 und Y1

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speisen entsprechend, die Digital-Analog-Umsetzer 16 und 17, deren entsprechende Ausgabesignale den X- und Y-Rientungsablenkungen für den Elektronenstrahl der Bildröhre zugeführt werden. Es ist ebenfalls ein Helligkeitssteuerkreis 19 vorgesehen, der die Intensität des Elektronenstrahls so in der Bildschirmröhre steuert, daß zu den richtigen Zeiten auf dem Bildschirm ein Lichtpunkt an einer Stelle, die durch die Inhalte der Register X1 und Y1 bestimmt ist, erzeugt wird.

.Die Akkumulator-Register Q1 und A1 sind mit den entsprechenden Registern X1 und Y1 in einer Weise verbunden, die unten näher erläutert wird, und das Register T1 ist mit der Mikroprogramm-Steuereinheit 14 in einer ebenfalls unten näher erläuterten Weise verbunden.

Das Sichtgerät kann am besten durch eine Beschreibung seiner Arbeitsweise verstanden werden, die durch ein geeignetes Befehlswort, das zum Aufzeichnen der Linie aufruft, in Gang gesetzt wird. Bevor dieses Befehlswort zugeführt worden ist, hat das Programm in dem Rechner die Parameter der aufzuzeichnenden Linie (Ausgangspunkt, Kurvenverlauf und Länge) auf fünf vorherbestimmte Plätze in dem Hauptspeicher 10 gesetzt.

Wenn das Befehlswort, das zum Aufzeichnen der Linie aufruft, zugeführt ist, wird es in das Befehlsregister IR geschrieben und veranlaßt die Mikroprogramm-Steuereinheit 14, das in Fig. 2 als Flußdiagramm dargestellte Mikroprogramm durchzu-. führen. Die ersten vier Schritte in dem Mikroprogramm löschen die Register A1 und Q1 und füllen die Register X1, Y1 und T1 mit den Inhalten von drei (hier XO, YO und TO genannten) der fünf vorherbestimmten Plätze in dem Hauptspeicher; die Adressen dieser fünf Plätze sind in der Mikroprogramm-Steuereinheit 14 fest verdrahtet eingegeben. Hierdurch werden die Register X1 und Y1 mit den X- und Y-Koordinaten des Ausgangspunktes der aufzuzeichnenden Linie und das Register T1 mit

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einer Zahl, die die Länge der Linie angibt, gefüllt. Der nächste Mikroprogrammschritt 5 ist ein Test: Register T1 wird aufgefordert nachzusehen, ob sein Inhalt Null ist. Angenommen, daß sein Inhalt nicht Null ist, dann ist der nächste Schritt 6 ein Warteschritt; der Rechner wartet, bis das Sichtgerät, d.h. die Bildschirmröhre und der ihr zugeordnete Schaltkreis, den durch die Inhalte der Register X1 und Y1 bestimmten Punkt angezeigt hat. .

Die nächsten zwei Schritte betreffen das Erzeugen des nächsten anzuzeigenden Punktes. In Schritt 7 wird der Inhalt des vierten der vorherbestimmten Plätze in dem Hauptspeicher, hier . als DXO bezeichnet, ausgelesen und dem Register Q1 zugeführt. Der Inhalt von DXO ist die Zuwachsrate dX von X, und die Register Q1 und X1 bilden zusammen das (nur gedachte) X-Register, wobei X1 das höherwertige Ende ist. Ein etwaiger bei dieser Addition im Register Q1 erzeugter Überlauf wird dem Register X1 zugeführt, um dessen Inhalt um 1 zu erhöhen. In Schritt 8 geschieht dasselbe für die Y-Koordinate. Der letzte der fünf vorherbestimmten Plätze im Hauptspeicher, DYO, enthält die Zuwachsrate dY, und diese wird ausgelesen und zu dem Inhalt des Registers A1, das zusammen mit Register Y1 das Y-Register bildet, hinzugefügt. Ein etwaiger Überlauf von Register A1 wird dem Register Y1 zugeführt, um dessen Inhalt um 1 zu erhöhen. Der nächste Schritt des Mikroprogramms, Schritt 9» verringert den Inhalt des Registers T1 um' 1, da nunmehr ein weiterer Punkt der Linie gezeichnet ist.

Auf den Schritt 9 folgt eine Schleife zurück zu Schritt 5, den Testschritt des Mikroprogrammes. Wenn der Inhalt des Registers T1 noch nicht Null ist, muß mindestens noch ein weiterer Punkt der Linie gezeichnet werden, und das Durchlaufen der Stufen 6 bis 9 wird wiederholt. Wenn der Inhalt des Registers T1 Null ist, dann ist der letzte Punkt der Linie gezeichnet worden, und die Mikroprogramm-Steuereinheit 14 beendet das Mikroprogramm zum Linienzeichneri. Dieses Ende wird

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durch das Aufrufen des nächsten Befehls, der aus dem Hauptspeicher 10 gelesen werden soll, z.B. des Weiterschreitens zu einem weiteren Rechenprogramm, das nicht das Sichtgerät betrifft, vervollständigt.

Obgleich das Sichtgerät an Hand des Zeichnens gerader Linien beschrieben worden ist, kann es selbstverständlich zum Zeichnen anderer Symbole mit gekrümmten Linien modifiziert werden. Dafür erfordert das Mikroprogramm Abwandlungen zwischen den Schritten 5 und 7, um die Inhalte der Register A1 und QI in zwei weiteren vorherbestimmten Plätzen des Hauptspeichers zu speichern, neue Werte der Zuwachsraten dX und dY zu berechnen (entweder über Steuerung durch das Mikroprogramm oder durch Steuerung über die Rückkehr zu einer Hauptprogramm-Subroutine) und die Inhalte der Register A1 und Q1 wiederherzustellen.

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Claims

Patentansprüche

/Ty Bildschirm-Sichtgerät, in dem eine Digital-Differential-Analysatormethode zum Bestimmen der anzuzeigenden Linien angewendet wird,

dadurch gekennzeichnet, daß es erste und zweite Zählwerk-Register (X1,.Y1), eine Vorrichtung zur Anzeige eines Bildes auf dem Bildschirm in einer Lage, die durch die Inhalte dieser Zählwerk-Register (X1, Y1) bestimmt ist, und einen Digitalrechner enthält, der seinerseits einen Hauptspeicher (10), eine Zentraleinheit mit wenigstens zwei Akkumulator-Registern (Al, Q1) und eine Mikroprogramm-Steuereinheit (14) zum Lesen und Schreiben von Information in dem Hauptspeicher (10) und zum Verarbeiten derselben in der Zentraleinheit in Abhängigkeit von aus dem Hauptspeicher (10) ausgelesenen Befehlen enthält, und daß es weiterhin Vorrichtungen zum Überführen beliebigen Überlaufs von dem ersten und dem zweiten Akkumulator-Register (A1, Q1) in das entsprechende erste und zweite Zählwerk-Register (X1, Y1) enthält und daß der Hauptspeicher (10) vorherbestimmte Plätze besitzt, auf denen die die Abstände, zwischen benachbarten Punkten auf einer aufzuzeichnenden Linie bestimmenden Zuwachsraten dX und dY gespeichert sind, und daß weiterhin die Mikroprogramm-Steuereinheit (14) angeordnet ist, um in Abhängigkeit von einem vorherbestimmten von dem Hauptspeicher (Ί0) erhaltenen Befehl die dX-und dY-Zuwachsraten in" gleichmäßigen Intervallen in die ersten und zweiten Akkumulator-Register (A1,Q1) überzuführen, so daß Überlauf von den ersten und zweiten Akkumulator-Registern (Al, Q1) die Inhalte der entsprechenden ersten und zweiten Zählwerk-Register (X1, Y1) vergrößern und die Inhalte der Zählwerk-Register (X1, Y1) die entsprechenden X- und Y-Koordinaten einer Folge von Punkten entlang der Länge einer aufzuzeichnenden Linie bestimmen.

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2. Bildschirm-Sichtgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptspeicher (10) weiterhin vorherbestimmte Pl^tze besitzt, in denen die X- und Y-Koordinoton or.·:, Au.'-;i--;r.;-;:,;/or./:te3 der aufzuzeichnenden Linie jre;;pelchort ~inü, und die Mikroprogramm-Steuereinheit (1A) derart angeordnet ist, daß sie die X- und Y-Koordinaten des Ausgangspunktes beim Beginn des Aufzcichr.er.s einer Linie in die entsprechenden ersten und zweiten Zählverk-Register (X1, Y1) überführt.
3. Bildschirm-Sichtgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Linienlängen-Register (T1) enthält und daß der Hauptspeicher (10) einen weiteren vorherbestimmten Platz besitzt, auf dem eine Zahl gespeichert ist, die die Anzahl der Punkte auf der aufzuzeichnenden Linie bestimmt, und das Mikroprogramm derart angelegt ist, daß es diese Zahl beim Beginn des Aufzeichnens einer Linie dem Linienlängen-Register (T1) zuführt und den Inhalt des Linienlängen-Registers (T1) in entsprechender Weise verringert, während die Linie aufgezeichnet wird, und das Aufzeichnen der Linie beendet, wenn der Inhalt des Linienlängen-Registers(T1) Null ist.

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