DE2659189A1 - Anzeigeeinrichtung - Google Patents

Anzeigeeinrichtung

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung für Digital-Rechner (-Computer), deren Datenstruktur vorzugsweise durch ein Mikroprogramm steuerbar ist.
Eine Datenanzeigeeinrichtung besteht allgemein aus einer Daten-Steuereinheit zum Steuern des Datenaustausches mit einer äußeren Datenquelle, wie z. B. dem Digital-Rechner oder dem Tastenfeld, einem Auffrisch- oder Erneuerungsspeicher, der ein Feld von Anzeigedaten aufrechterhält, einer Zeit-Steuereinheit, die den Eingabe/Ausgabe-Takt bzw. -Zeitfolge sowie den Anzeige-Takt bzw. -Zeitfolge steuert, einer Video-Steuereinheit, die ein Videosignal zur Anzeige auf- ■■*■ grund der Anzeige-Daten und des
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Anzeige-Taktes erzeugt, und einem Sichtgerät zur Anzeige des Videosignales als sichtbares Bild (vgl. z. B. "A highresolution raster scan display" von Jean Claude Roy, Hewlett-Packard Journal, Band 26, Nr. 10, Seiten 11-15).
Die Steuerfunktion der Daten-Steuereinheit und der Video-Steuereinheit beeinflußt die Punktion der gesamten Anzeigeeinrichtung. Mit dem neuerlichen Portschritt in der Datenverarbeitung und dem Aufbau der Anzeige wird die Steuerfunktion dieser Einheiten immer wichtiger, wobei der Hardware-Aufwand der Steuereinheiten anwächst. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wurde bereits angeregt, die Flexibilität der Verarbeitung zu erhöhen und den Hardware-Aufwand zu verringern, und zwar durch eine Mikroprogramm-Steuerung, die eine jüngst entwickelte Zentraleinheit auf einem Chip (CPU, Mikroprozessor) verwendet (vgl. z. B.: "Micro-processors in CRT terminal applications: Hardware/Software" von Michael T. Gray, Computer, Oktober 1975, Seiten 53-59).
Die Datenstruktur für herkömmliche Anzeigeeinrichtungen mit Mikroprogramm-Steuerung ist so aufgebaut, daß die Daten-Steuereinheit, die Auffrischspeichereinheit und die Zeit-Steuereinheit an einen gemeinsamen Adressenbus und einen gemeinsamen Datenbus angeschlossen sind, und daß die Daten-Steuereinheit gewöhnlich hauptsächlich aus einem Mikroprozessor und einem Mikroprogramm-Speicher besteht. Der Auffrischspeicher speichert gewöhnlich ein Datenfeld, und der Datenaustausch mit einer äußeren Datenquelle wird durch den Mikroprozessor und den Mikroprogramm-Speicher gesteuert.
Zur Anzeige werden die Daten in einer ausgewählten Adresse synchron mit einer Lese- oder Abtastfrequenz des Sichtgerätes gelesen, gesteuert durch die Zeit-Steuereinheit. Um einen wirkungsvollen Einsatz des Mikroprozessors
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zu erleichtern, ist gewöhnlich ein Zeilen- oder Leitungspuffer vorgesehen, so daß eine Zeile von Anzeige-Daten vom Auffrischspeieher zum Zeilenpuffer in Betrieb mit direktem Speicherzugriff (DMA-Betrieb) während des Zeilentransports übertragen wird, und die Eingabe/Ausgabe-Steuerung für den Auffrischspeicher erfolgt, während die Datenzeile des Zeilenpuffers angezeigt wird.
Wenn bei der oben beschriebenen Anzeigeeinrichtung der Mikroprozessor byte-orientiert ist (z. B. 8-bit-byte)s muß ein Datenformat zur Anzeige ebenfalls wegen des gemeinsamen ■ Datenbus byte-orientiert sein. Demgemäß weist die Anzeige und die Beschränkung des gesamten Bereiches nur wenig Möglichkeit auf, und die Vielseitigkeit der Punktion ist gering« Während weiterhin die Daten vom Auffrischspeicher zum Zeilenpuffer bei DMA-Betrieb übertragen werden, kann der Mikroprozessor nicht den Auffrischspeicher ansteuern, was zu einem niedrigen Wirkungsgrad bei der Datenverarbeitung führt. Weiterhin ist zusätzliche Hardware für das Zeilenpuffer und einen DMA-Takt-Generator erforderlich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anzeigeeinrichtung anzugeben, bei der ein Zugriff eines Mikroprozessors zu einem Auffrischspeicher in jedem Zeitpunkt möglich ist; die Anzeige-Daten sollen dabei durch zwei Bytes selbst dann lesbar sein, wenn der Mikroprozessor byte-orientiert ist; schließlich soll dabei der Hardware-Auf wand gering sein.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Auffrischspeicher in mehrere Byte-Blöcke aufgeteilt ist, so daß ein Zugriff des Mikroprozessors zu den Blöcken byteweise möglich ist, während die Anzeige-Daten mehrerer Blöcke durch . Wort gesammelt sind, so daß ein wortweiser Zugriff zu
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den Anzeige-Daten erfolgt.
Weiterhin zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß der Zugriff durch den Mikroprozessor und der Zugriff zur Anzeige zeitgeteilt mit einem Takt gleich einer Hälfte einer Zeichen-Anzeige erfolgt, um die Wartezeit für die Zugriffe zu vermeiden.
Die Erfindung sieht also eine Anzeigeeinrichtung vor, bei der ein Auffrischspeicher in mehrere Byte-Blöcke geteilt ist, so daß ein Zugriff des Mikroprozessors zu den Blöcken byteweise möglich ist, während Anzeigedaten mehrerer Blöcke durch ·.. Wort gesammelt sind, so daß ein wortweiser Zugriff zu den Anzeige-Daten möglich ist. Der Zugriff durch den Mikroprozessor und der Zugriff für die Anzeige sind zeitgeteilt mit einem Takt einer Hälfte einer Zeichenanzeige, um die Wartezeit für die Zugriffe zu vermeiden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Anzeige-Datenendgeräts oder -Terminals, bei dem die Erfindung angewendet wird,
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Auffrischspeichers, bei dem die Erfindung angewendet wird, und
Fig. 3 Signale zur Erläuterung des Betriebs der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung.
Die Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau der Datenstruktur eines Anzeige-Datenendgeräts, bei dem die Erfindung angewendet wird. Diese umfaßt eine Daten-Steuereinheit 10, einen Auffrischspeicher 12, eine Zeit-Steuereinheit 14,
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eine Video-Steuereinheit l6 und ein Sichtgerät 18.
Die Daten-Steuereinheit 10 hat einen Mikroprozessor 30, ein Adressen-Ansteuerglied 32, einen Mikroprogramm-Speicher 34 und ein Eingabe/Ausgabe-Glied 36» und sie ist mit dem Auffrischspeicher 12 über einen Adressenbus 26, einen Datenbus 28 und einen Steuersignalbus 29 gekoppelt. Der Mikroprozessor 30 steuert den Mikroprogramm-Speicher 34 über das Adressen-Ansteuerglied 32 und den Adressenbus 26 an-und liest dessen Inhalt über den Datenbus 28, um die durch das Programm bestimmte Operation auszuführen. Insbesondere steuert er den Austausch der Anzeige-Daten zwischen einer äußeren Datenquelle und dem Auffrischspeicher 12 über das Eingabe/Ausgabe-Glied 36 oder ändert die Daten-Anordnung im Auffrischspeicher 12 abhängig von einem Steuerbefehl von der äußeren Datenquelle.
Der Auffrischspeicher 12 hat ein Adressen-Steuerglied 38, eine Speichereinheit 40 und ein Schreib/Lese-Register 42. Er wird durch die Daten-Steuereinheit 10 sowie die Zeit-Steuereinheit 14 angesteuert, so daß die in der Speichereinheit 40 gespeicherten Anzeige-Daten nacheinander mit fester Periode gelesen werden. Die Zeit-Steuereinheit 14 erzeugt alle für die Operationen der Daten-Steuereinheit 10, des Auffrischspeichers 12 und der Video-Steuereinheit 16 erforderlichen Takt- oder Zeitsignale. Die Video-Steuereinheit spricht auf Anzeige-Daten 13 vom Auffrischspeicher 12 und eine Rasterzahl 14' von der Zeit-Steuereinheit 14 an, um ein auf diesem Raster anzuzeigendes Videosignal 17 zu erzeugen. Das Sichtgerät 18 antwortet auf das Videosignal 17» um auf einem Elektronenstrahlröhren-Schirm ein sichtbares Bild anzuzeigen.
Die Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Auffrischspeichers 12. In Fig. 2 hat das Adressen-Steuer-
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glied 38 einen Adressen-Multiplexer 52, der den Adressenbus 26 und die Anzeige-Adresse 20 wählt, sowie ein Lese/Schreib-Steuerglied 53 zum Steuern des Lese/Schreibvorganges der Speichereinheit 40.
Das Lese/Schreib-Register 42 hat ein Anzeige-Register
56 zum Verriegeln der Anzeige-Daten, ein Schreib-Register
57 zum Verriegeln der Schreib-Daten, ein ODER-Glied 58 für ODER-Betrieb der Lese-Daten und ein Lese-Register 59 zum Verriegeln der Lese-Daten. Die Speichereinheit 40 hat byteorientierte Blöcke aus einem unteren Byte-Speicher 54, der ein unteres Byte der Anzeige-Daten bildet, und aus einem oberen Byte-Speicher 55, der ein oberes Byte der Anzeige-Daten bildet. Der eine Eingangsanschluß A des Adressen-MultipTexers 52 ist mit dem Datenbus 26 verbunden und der andere Eingangsanschluß B mit der Anzeige-Adresse 20. An einen Auswahlanschluß S hiervon wird von der Zeit-Steuereinheit 14 ein Adressen-Auswahlsignal 21 abgegeben. Das Adressen-Auswahlsignal 21 tritt vorzugsweise in einem Takt gleich einer Hälfte der Periode einer Zeichen-Anzeige auf, so daß der Zugriff vom Adressenbus 26 während der ersten Hälfte der einen Zeichen-Anzeigeperiode ermöglicht ist, während der Zugriff von der Anzeige-Adresse 20 während der zweiten Hälfte der Periode möglich ist.
Der Takt der einen Zeichen-Anzeige ist genauer ausgedrückt so gewählt -(vgl. Fig. 3), daß er vollständig synchron zu einem Betriebszyklus des Mikroprozessors 30 ist, und die Anzeige-Adresse 20 und der Adressenbus 26 sind so vom Auswahl-Anschluß S des Adressen-Multiplexers 52 gesteuert, daß Ausgangssignale 0 und Ö mit einem halben Zeichen-Takt zeitgeteilt sind. Die Ausgangssignale des Adressen-Multiplexers sind in zwei Gruppen geteilt, nämlich die Anschlüsse O1 und Ö ,
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Die oberen oder höherwertigen beiden Bits des Adressenbus 26 oder der Anzeige-Adresse 20 treten am Anschluß Ö\ auf, während die unteren oder niederwertigen beiden Bits am Anschluß O2 auftreten. Die-oberen beiden Bits bestimmen den Zugriff-Betrieb der Speichereinheit 40. Z. B. bedeuten (0,0) keinen Zugriff, (0,1) Zugriff lediglich zum unteren Byte, (1,0) Zugriff lediglich zum oberen Byte und (1,1) Zugriff zum oberen und unteren Byte. Der Zwei-Bit-Ausgang Ö ist mit einem Anschluß Ip des Lese/Schreib-Steuergliedes 53 verbunden, um den Zugriff-Betrieb auf die oben erläuterte Weise zu bestimmen. Das Schreibsignal von der Daten-Steuereinheit 10 wird an einen Eingangsanschluß I. des Lese/Schreib-Steuergliedes 53 abgegeben, und ein Schreib-Einschalt-Taktsignal von der Zeit-Steuereinheit 14 liegt am anderen Eingangsanschluß I . Das Schreib/Lese-Steuerglied 53 hat drei Ausgangsanschlüsse δ , Ö und δ , die mit einem Chip-Wähianschluß (CSL) des unteren Byte-Speichers 54, einem Lese/Schreib-Anschluß des unteren Byte-Speichers 54 und des oberen Byte-Speichers 55 und einem Chip-Wählanschluß (CSU) des oberen Byte-Speichers 55 jeweils verbunden sind. Auf diese Weise arbeitet das Lese/Schreib-Steuerglied 53 so, daß es abhängig von den Bedingungen der Eingangsanschlüsse I., I» und I ein Chip-Wähl-Signal und ein Lese/Schreib-Signal an einen gewählten Speicherblock abgibt.
Ein Eingangsanschluß D des Schreib-Registers 57 ist mit dem Datenbus 28 verbunden, während ein Ausgangsanschluß Q hiervon gemeinsam an Eingangsanschlüsse IL und IU des unteren Byte-Speichers 54 bzw. des oberen Byte-Speichers 55 angeschlossen ist.
Der Speicher-Zugriff vom Mikroprozessor 30 geschieht auf die folgende Weise. Während des Schreibens von der Daten-Steuereinheit 10 wird das Schreib-Signal von der Daten-Steuereinheit 10 betätigt, so daß der Inhalt des Datenbus 28 in das Schreib-Register 57 gelesen wird. Wenn dann der Adressen-
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bus 26 durch den Adressen-Multiplexer 52 gewählt wird, werden die Daten bei der gewählten Adresse des Speichers geschrieben, gesteuert durch den Schreib-Freigabe-Takt. Der eine Eingangsanschluß I1 des ODER-Gliedes 58 ist an einen Ausgang ÖL des unteren Byte-Speichers 54 angeschlossen, während der andere Exngangsanschluß I» mit einem Ausgang 5u des oberen Byte-Speichers 55 verbunden ist. Ein Ausgangsanschluß δ des ODER-Gliedes 58 ist mit dem Exngangsanschluß D des Lese-Registers 59 verbunden, das abhängig von einem Lese-Verriegel-Taktsignal verriegelt wird, das an einen Trigger- oder Ansteueranschluß T hiervon von der Zeit-Steuereinheit 14 abgegeben wird.
Während des Lesens durch die Daten-Steuereinheit 10 ist das Schreibsignal von dieser abgeschaltet, so daß das Adressen-Steuerglied 38 eine Lese-Adresse an einen gewählten Speicherblock abgibt, wenn der Adressen-Multiplexer 52 den Adressenbus 26 wählt. Auf diese Weise werden die Daten bei der gewählten Speicheradresse gelesen und zeitweise im Lese-Register 59 durch den Lese-Verriegel-Takt gespeichert. Danach werden sie abhängig von einem Lese-Befehlssignal von der Daten-Steuereinheit 10 in den Mikroprozessor 30 über den Datenbus 28 gelesen.
Der Ausgangsanschluß ÖL des unteren Byte-Speichers 5^ und der Ausgangsanschluß Öü des oberen Byte-Speichers 55 sind mit den Eingangsanschlüssen D. bzw. D2 des Anzeigeregisters 56 verbunden, an dessen Trigger- oder Ansteuer-Anschluß T ein Anzeige-Verriegel-Taktsignal von der Zeit-Steuereinheit I1J abgegeben wird. Der Speicher-Zugriff zur Anzeige erfolgt auf die folgende Weise. Wenn die Anzeige-Adresse 20 durch den Adressen-Multiplexer 52 des Adressen-Steuergliedes 38 gewählt wird, werden der untere Byte-Speicher 54 und der obere Byte-Speicher 55 gleichzeitig angesteuert, und die beiden Bytes werden gleichzeitig im
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Anzeige-Register 56 durch das Anzeige-Verriegel-Taktsignal verriegelt. Die im Anzeige-Register 56 verriegelten Anzeige-Daten werden in ein Videosignal 17 durch die Video-Steuereinheit 16 zur Anzeige durch das Sichtgerät 18 umgewandelt.
Die Fig. 3 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung des Betriebs der Erfindung. Die Anzeige-Adresse 20 wird nacheinander erneuert (n, n+1, ...);synchron mit dem Takt gleich einer Zeichen-Anzeige-Periode. Der Adressenbus 26, durch den der Mikroprozessor 30 den Auffrischspeicher 12 ansteuert, wird nacheinander mit m, m+1, ... erneuert oder aufgefrischt, wenn der Takt der einen Zeichen-Anzeige vollständig synchron zum Betriebszyklus des Mikroprozessors 30 gewählt ist, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Wenn in diesem Zustand der Auswahl-Anschluß 52S des Adressen-Multiplexers 38 in der in Fig. 3 gezeigten Weise gesteuert ist, treten die Inhalte der Anzeige-Adresse 20 und des Adressenbus 26 alternativ an dessen Ausgang auf (52 O1 oder 52 0 ), so daß die Speichereinheit 40 angesteuert ist mit einer Zeitteilung bei einem halben Zeichen-Anzeige-Takt sowohl von der Anzeige-Adresse 20 als auch vom Mikroprozessor 30. Insbesondere wird die Speichereinheit 40 wortweise für η der Anzeige-Adresse 20 angesteuert, um die Lese-Daten im Anzeige-Register 56 beim Anzeige-Verriegel-Takt synchron zum einen Zeichen-Anzeige-Takt em verriegeln, so daß die Anzeige-Daten 13 mit n, n+1, ... bei dem einen Zeichen-Anzeige-Takt erneuert oder aufgefrischt werden.
Wenn weiterhin z. B. der Mikroprozessor 30 liest, werden die gelesenen Daten des oberen Byte oder des unteren Byte in das Lese-Register 59 beim Lese-Verriegel-Takt eines halben Zeichens außerhalb des Taktes mit den Anzeige-Daten 13 verriegelt, so daß das Ausgangssignal des Lese-
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Registers 59 mit m, m+1, ... bei dem Takt einer Hälfte außerhalb der Phase mit dem Anzeige-Takt erneuert wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Wie oben anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert wurde, ist der Auffrischspeicher in mehrere Byte-Blöcke geteilt, so daß der Mikroprozessor die Blöcke byteweise ansteuern kann, während die Anzeige-Daten mehrerer Blöcke durch Wort gesammelt sind, so daß die Anzeige-Daten wortweise ansteuerbar sind. Weiterhin erfolgen der Zugriff durch den Mikroprozessor und der Zugriff für die Anzeige in Zeitteilung bei einem Takt gleich einer Hälfte einer Zeichen-Anzeige-Periode, so daß keine Wartezeit für beide Zugriffe erforderlich ist. Auf diese Weise wird der Daten-Durchsatz verbessert. Wenn zusätzlich die Daten-Pormate für den Mikroprozessor und die Anzeige voneinander verschieden sind, wird die Vielseitigkeit der Anzeige mit zunehmender Bit-Länge vergrößert,-da ein doppelter Zugriff erlaubt ist. Da weiterhin der Zeilenpuffer und der DMA-Takt-Generator, die bei herkömmlichen Einrichtungen benötigt werden, nicht länger erforderlich sind, wird der Hardware-Aufwand verringert, wodurch eine einfachere Herstellung und eine größere Zuverlässigkeit erzielt werden.
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Le e rs e i te

Claims (5)

  1. Ansprüche
    (JLy Anzeigeeinrichtung, mit einem Auffrischspeicher, einer Daten-Steuereinheit, einer Zeit-Steuereinheit, einer Video-Steuereinheit und einem Sichtgerät zur Anzeige eines Videosignales auf einem Elektronenstrahlröhren-Schirm als sichtbares Bild,
    dadurch. gekennzeichnet,
    daß der Auffrischspeicher (12) eine Speichereinheit (40) aufweist, in der wenigstens ein Feld von Anzeige-Daten in mehrere Speicherblöcke aus je einem Byte aufgeteilt ist,
    daß die Daten-Steuereinheit (10) zur Mikroprogramm-Steuerung von byteweisem Daten-Austausch zwischen der Speichereinheit (40) und einer äußeren Datenquelle vorgesehen ist,
    daß die Zeit-Steuereinheit (14) zeitlich den Daten-Austausch und die Anzeige steuert,
    daß ein Adressen-Steuerglied (38) im Auffrischspeicher (12) einen Zugriff zur Speichereinheit (40) durch die Daten-Steuereinheit (10) und einen Zugriff zur Speichereinheit (40) durch die Zeit-Steuereinheit (14) wählt, und
    daß die Video-Steuereinheit (16) das Videosignal zur Anzeige aufgrund der Anzeige-Daten erzeugt, in denen ein Zeichen durch mehrere Bytes und das Anzeige-Zeitsteuersignal dargestellt ist (Fig. 1).
  2. 2. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Daten-Austausch durch einen Byte zu einer Zeit für den Zugriff zur Speichereinheit (40) durch die Daten-Steuereinheit (10) erfolgt, während er durch mehrere Bytes zu einer Zeit für den Zugriff durch die Zeit-Steuereinheit
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    (14) durchgeführt wird.
  3. 3· Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugriff zur Speichereinheit (40) durch die Daten-Steuereinheit (10) und der Zugriff durch die Zeit-Steuereinheit (14) in einer Zeitfolge gleich der halben Zeichen-Anzeige-Periode wiederholt sind.
  4. 4. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Daten-Steuereinheit (10) einerseits aufweist
    einen Mikroprozessor (30), ein Adressen-Ansteuerglied bzw. -Treiber (32), einen Mikroprogramm-Speicher (34) und ein Eingabe/Ausgabe-Glied (36) und
    andererseits mit dem Auffrischspeicher (12) über einen Adressenbus (26), einen Datenbus (28) und einen Steuersignalbus (29) gekoppelt ist,
    daß der Auffrischspeicher (12) aufweist:
    ein Adressen-Steuerglied (38), eine Speichereinheit (40) und ein Lese/Schreib-Register (42) und den Datenaustausch eines Bytes zu einer Zeit für den Zugriff durch die Daten-Steuereinheit (10) ausführt und die Anzeige mehrerer Bytes zu einer Zeit für den Zugriff durch die Zeit-Steuereinheit (14) abgibt,
    daß die Zeit-Steuereinheit (14) Zeitfolgesignale erzeugt, die für den Betrieb der Daten-Steuereinheit (10), des Auffrischspeichers (12) und der Video-Steuereinheit (16) erforderlich sind,
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    daß die Video-Steuereinheit (16) auf die Anzeige-Daten (13) vom Auffrischspeicher (12) und eine Rasterzahl (l4'.) von der Zeit-Steuereinheit (14) antwortet, um ein auf dem Raster anzuzeigendes Videosignal zu erzeugen, und
    daß das Sichtgerät (18) auf das Videosignal (17) anspricht, um das sichtbare Bild auf dem Elektronenstrahlröhren-Schirm anzuzeigen.
  5. 5. Anzeigeeinrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Auffrischspeicher (12) aufweist:
    ein Adressen-Steuerglied (38) mit einem Adressen-Multiplexer zum Auswählen eines Adressenbusses (26) und der Anzeige-Adresse (20) und einem Lese/Schreib-Steuerglied (53) zum Steuern des Lesens/Schreibens der Speichereinheit (40),
    ein Lese/Schreib-Register (42) mit einem Anzeige-Register (56) zum Verriegeln der Anzeige-Daten, einem Schreib-Register zum Verriegeln der Schreib-Daten, einem ODER-Glied (58) zur ODER-Verknüpfung der Lese-Daten und einem Lese-Register (59) zum Verriegeln der Lese-Daten, und
    eine Speichereinheit (40) mit einem byte-orientierten Speicherblock einschließlich eines unteren Byte-Speichers (54), der einen unteren Byte der Anzeige-Daten bildet, und eines oberen Byte-Speichers (55) s der einen oberen Byte der Anzeige-Daten bildet.
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DE2659189A 1975-12-29 1976-12-28 Anzeigeeinrichtung Ceased DE2659189B2 (de)

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