DE2760260C2 - Vorrichtung zum Anzeigen eines gerasterten Bildes - Google Patents

Vorrichtung zum Anzeigen eines gerasterten Bildes

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DE2760260C2
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Description

' Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Anzeigen eines gerasterten Bildes nach dem
, Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus »VDI Series VIDEO/DMA INTERFA- \ jo CE UNIT device specification manual« der Firma Interpretation Systems Incorporated, Lawrence, Kansas, USA,
J September 1975. Die bekannte Vorrichtung weist einen Rasterspeicher zum Speichern der Bilddaten auf, wobei
die Datenspeicherung so vorgenommen wird, daß die Position eines Bildpunktes die Adresse bestimmt, an welcher die den Bildpunkt darstellenden Daten im Speicher gespeichert werden, mit anderen Worten: die Speicherposition der Bilddaten wird durch die Bildposition des zugehörigen Bildpunktes bestimmt. Die bekannte Vorrichtung ist zum Anschluß an einen Wirtsrechner vorgesehen, so daß über einen Kanaladapter und ein Speichersteuergerät, das mit dem Kanaladapter verbunden ist, Bilddaten in den Rasterspeicher übertragen
f werden können. Insbesondere können zur Darstellung von Linien Daten in den Rasterspeicher übertragen |
werden, die einer Aneinanderreihung von Punkten entsprechen. |
Für Anwendungen in der Konstruktionstechnik, beispielsweise beim Entwurf zweiseitiger Leiterplatten, ist |
die Verwendung unterbrochener Linien besonders vorteilhaft, weil sich deckende Linien mit unterschiedlichen Unterbrechungsmustern deutlich unterscheidbar sind. Solche unterbrochene Linien können bei der bekannten Vorrichtung durch den Wirtsrechner als Aneinanderreihung kurzer Linienstücke erzeugt werden, was allerdings eine entsprechend aufwendige Programmierung dieses Rechners erfordert. |
Demgegenüber wird durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 die Aufgabe gelöst, die Vorrichtung zum Anzeigen eines gerasterten Bildes nach dem Oberbegriff so weiterzubilden, daß sie auf Anforderung des Rechners selbsttätig unterbrochene Linien erzeugen kann.
Gemäß Anspruch 1 ist zu diesem Zweck ein Systemsteuergerät vorgesehen, das eine Anforderung des Rechners zum Zeichnen unterbrochener Linien erkennen und den Vorgang der Linienerzeugung steuern kann, und das Speichersteuergerät ist mit einer Sprungmuster-Steuereinrichtung gekoppelt, welche die Speichervorgänge beim Einspeichern von Daten für durchgehende Linien in den Rasterspeicher periodisch unterdrücken
kann, so daß in den eingespeicherten Liniendaten Lücken entstehen. |
Folgende bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet: ™
Nach Anspruch 2 kann die Sprungmuster-Steuereinrichtung mit einer Zähleinrichtung für die Speichervorgänge und einer damit zusammenwirkenden Mustereinrichtung ausgestattet sein, welche die Zählwerte der Zähleinrichtung in ein Sperrsignal für die Datenspeicherung umsetzt.
Nach Anspruch 3 kann ein Musterspeicher in der Mustereinrichtung Zählmusterdaten zur Steuerung der Zähleinrichtung enthalten, so daß unterschiedliche Unterbrechungsmuster durch das Systemsteuergerät anwählbar sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockdiagramm einer Raster-Anzeigevorrichtung,
F i g. 2 ein Diagramm der Organisation des in F i g. 1 gezeigten Rasterspeichers,
F i g. 3 ein Blockdiagramm des in F i g. 1 gezeigten Kanaladapters,
F i g. 4 ein Blockdiagramm des in F i g. 1 gezeigten Systemsteuergeräts,
Fig. 5a ein Blockdiagramm des in F i g. 1 gezeigten Speichersteuergeräts,
F i g. 5b ein Blockdiagramm des in F i g. 5a gezeigten Sprungmuster-Steuergeräts,
F i g. 6a und 6b Linien mit einem durch das Sprungmuster-Steuergerät erzeugten Unterbrechungsinuster,
f Fig. 7a und 7b und 8a und 8b Bildveränderungen ohne bzw. mit Komplementierung der gespeicherten
V 2
Anzeigedaten,
F i g. 9 Komplementierung und Liniendarstellung bei Verwendung von gerade/ungerade-Sprüngen.
Fi g. 1 zeigt eine an einen Rechner 10 anschließbare Raster-Anzeigevorrichtung 16, ein graphisches Eingabegerät 12 und ein Tastatur-Eingabegerät 14. Der Rechner 10 und die dazugehörigen Eingabegeräte sind allgemein bekannte Geräte, die hier nicht näher erläutert werden müssen. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel dient zur optischen Anzeige eine konventionelle Kathodenstrahlröhre (CRT) 18, statt dessen könnte aber auch jedes andere Anzeigegerät verwendet werden, das geeignet ist, vom System 16 erzeugte Rasterausgaben zu verarbeiten und anzuzeigen.
Zusätzlich zum Anzeigegerät 18 enthält die in F i g. 1 allgemein gezeigte Anzeigevorrichtung einen Rechnerkanaladaptsr 20, ein Systemsteuergerät 22, einen Rasterspeicher 28, ein Steuergerät 24 für den Rasterspeicher und ein Videosteuergerät 26. Der Kanaladapter 20 dient als Zwischenglied zwischen dem Wirtsrechner 10, dem Steuergerät 22, Adressensammelleitungen 30 und Datensammelleitungen 32.
Das Systemsteuergerät 22 erhält Daten vom Rechner 10 durch den Kanaladapter 20. Es erzeugt auf einer Steuersammelleitung 33 ein erstes Steuersignal, welches das Speichersteuergerät 24 mit dem Einschreiben von Anzeigedaten in den Rasterspeicher beginnen läßt, sowie ein zweites Steuersignal, welches das Videosteuergerät 26 zum Auslesen von Daten aus dem Rasterspeicher 28 und zu deren Übertragung an das Anzeigegerät 18 veranläßt Das Videosteuergerät 26 sendet über die Steuersammelleitung 33 ein Unterbrechungssignal zurück an das Systemsteuergerät 22, um anzuzeigen, daß das Ende einer Spur auf dem Bildschirm erreicht ist, und um weitere Information zu verlangen.
In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Rasterspeicher ein Speicher mit freiwählbarem Zugriff (RAM), der 2048x2048 Datenbits .in 1-zu-1-Korrespondenz zu den Bildpunkten eines anzuzeigenden Bildes speichern kann. Fig.2 veranschaulicht, daß der Rasterspeicher 28 in ein Feld von 16 Karten zerteilt ist, von denen jede 512 χ 512 Speichereinheiten enthält. Diese Speichereinheiten sind als quadratische Matrix wie eine Landkarte der anzuzeigenden Information zu adressieren.
Das Speichersteuergerät 24 erhält Information vom Systemsteuergerät 22 in Form einer bestimmten Anzahl 2s von Datenbytes, welche das Speichersteuergerät 24 mit der Ausführung bestimmter Operationen beauftragen. Das Speichersteuergerät 24 adressiert dann den Rasterspeicher 28 über X- und Y-Adreßleitungen, welche zu einer Sammelleitung 34 gehören, spricht ein einzelnes Bit im Rasterspeicher 28 an und schreibt dahin eine »1«, eine »0« oder komplementiert (XOR) den dort stehenden Inhalt entsprechend der Exklusiv-Oder-Funktion. Die Datenübertragung vom Speichersteuergerät 24 zum Rasterspeicher 28 läuft über eine Sammelleitung 36. Die t zur Adressierung eines Blocks im Rasterspeicher 28 erforderlichen Daten werden als Kartenwähldaten bezeich-
|: net und über eine Sammelleitung 38 übertragen.
Das Videosteuergerät 26 liest Daten aus dem Rasterspeicher 28 aus und verarbeitet sie zur Anzeige in einer ausgewählten Form. Die Daten werden parallel aufgenommen und zur Eingabe in das Anzeigegerät 18 in Serienform umgesetzt. Dem Videosteuergerät 26 werden vom Systemsteuergerät 22 Steuerinformationen zur Bilddarstellung zugeführt.
Das Anzeigegerät 18 benutzt 6 Grauschattierungen bzw. -pegel; der Hintergrund hat einen Pegel, das Gitter zwei, der Zeiger noch einen anderen, die Daten einen fünften Pegel und Teilungsgrenzen einen sechsten. Diese Schattierungen bzw. Pegel werden durch verschiedene analoge Spannungen bewirkt, welche dem Anzeigegerät 18 zugeführt werden. Die Punktauflösung auf dem Anzeigeschirm beträgt 416 Punkt in jeder horizontalen Zeile und 312 Zeilen in vertikaler Richtung.
Während jeder Strahlrücklaufperiode unterbricht das Videosteuergerät 26 das Systemsteuergerät 22 zur Anforderung neuer Daten. Das Systemsteuergerät 22 überträgt die angeforderten Daten zum Videosteuergerät 26 und kann während der Zeit nach dem Laden des Videosteuergeräts 26 Steuerinformation dem Speichersteuergerät 24 zuführen. Wenn z. B. vom Rechner 10 Daten in das System eingegeben worden sind mit dem Befehl, ausgehend von einer Stelle X-Y eine Linie einer bestimmten Art zu zeichnen, wird diese Information vom Systemsteuergerät 22 verarbeitet, und entsprechende Befehle werden erteilt und dem Speichersteuergerät 24 zugeführt. Das Speichersteuergerät 24 nimmt Besetztzustand (BUSY) an und gibt Daten in den Rasterspeicher 28 ein, bis sein Auftrag vollständig erfüllt ist.
F i g. 3 zeigt ein Blockdiagramm des Kanaladapters 20. Ein Kanalsteuermodul 52 zur Steuerung des Datentransfers zum und vom Rechner 10 ist mit einem DMA-Adreßregister 50 und einem Zweirichtungsdatenpuffer 54 verbunden. Das DMA-Adreßregister 50 kann über eine DMA-Adreßleitung 11 Speicherstellen im Speicher des Rechners 10 adressieren. Der Kanalsteuermodul 52 und der Zweirichtungsdatenpuffer 54 sind mit dem Rechner 10 über eine Datensammelleitung IJ für Bild- und Steuerdaten verbindbar. Die Komponenten 50, 52 und 54 sind so ausgebildet, daß der Datenaustausch zwischen dem Rechner 10 und der Anzeigevorrichtung 16 im direkten Speicherzugriff nach der bekannten Technik des Stehlens von Zyklen durchführbar ist.
Zur Datenübertragung zwischen dem Kanaladapter 20 und dem Systemsteuergerät 22 ist eine Systemsteuergerät-Datensammelleitung32 mit einem Datenpuffer 56 und einem Dreizustandsdatenpuffer58 verbunden. Der Dreizustands-Datenpuffer 58 dient zur Datenübertragung zwischen der Datensammelleitung 32 und dem Kanalsteuermodul 52, dem DMA-Adreßregister 50 und dem Zweirichtungsdatenpuffer 54, wobei in Übertragungspausen weder die Sende- noch die Empfangsseite belastet wird. Eine Systemsteuergerät-Adreßleitung 30 ist mit einem Dekodierer 60 verbunden, der Adresseninformation zwischen dem Dreizustandsdatenpuffer 58 und der Adreßleitung 30 überträgt, so daß das mit der Adreßleitung 30 verbundene Systemsteuergerät und die übrigen damit verbundenen Funktionseinheiten der Anzeigevorrichtung 16 ansprechen und ihrer Funktion entsprechend Daten empfangen oder senden können.
Zur Synchronisation der Datenübertragung zwischen dem Rechner 10, der Datensammelleitung 31 und der Adreßleitung 30 über den Dreizustandspuffer 58 dient ein Puffer 62, der über eine Steuersammelleitung 33 mit Ii
einer im Systemsteuergerät vorgesehenen Verriegelungsschaltung 78 verbunden ist. Zusammen mit dem Zwei- m
richtungsdatenpuffer 54 bestimmt der Puffer 62, zu welchen Zeiten der Dreizustandspüffer 58 für den Datenaustausch zwischen dem Rechner 10 und dem Systemsteuergerät 22 aktiviert werden kann.
Zum Datenaustausch kann der Rechner 10 Daten in eine bestimmte Speicherstelle seines Speichers schreiben
und die Anzeigevorrichtung dazu anstoßen, die Daten aus dieser Speicherstelle selbständig herauszulesen. Das erlaubt die gleichzeitige Benutzung des Rechners 10 durch andere Geräte. Der Rechnerkanal-Steuermodul 52 ist eine logische Schaltung, die bei der Steuerung der Datensammelleitung 13 verhindert, daß gleichzeitig der Rechner 10 intern und das Anzeigesystem 16 die Datensammelleitung 13 zu benutzen versuchen.
Fig.4 zeigt ein Blockschaltbild des Systemsteuergerätes 22. Dieses Gerät enthält drei Puffer 70, 72 und 74, welche als Pegelübersetzer und Isolatoren für ein Zentralsteuergerät 76 dienen. Die Puffer dienen dazu, außerto halb erzeugte Störungen vom Zentralsteuergerät 76 zu isolieren. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel besteht das Zentralsteuergerät 76 aus einem INTEL-8080-Mikroprozessor (CPU), aber jeder andere geeignete Typ von Mikroprozessor, Mikrorechner, Minirechner, Rechner oder sogar festverdrahteter Logik könnte an Stelle des 8080 benutzt werden, wobei hauptsächlich die Geschwindigkeit der Bildmodifikation gegenüber den Rechnerkosten in Betracht zu ziehen ist.
Eine Zustandsverriegeiung 73 zur Überwachung der Steuersammeileitung 33 besteht aus einer Reihe von auf dem Markt verfügbaren Verriegelungsschaltungen. Eine Einrichtung 80 für Systemsteuergerät-Speicher-Lesen/ Schreiben (R/W) und Regenerierung dient zur Überwachung der Steuersammelleitung 33, des Zustande des Zentralsteuergeräts 76 und der externen Speichersteuerung. Um ein bestimmtes Datenbyte aus ihrem Speicher zu lesen, leitet die CPU ein Signal über den Zweirichtungsdatenpuffer 82 und die Datensammelleitung 32 an die Lese/Schreib- und Regenerierschaltung sowie an den Systemsteuergerät-Speicher 84, welches bewirkt, daß das angeforderte Byte aus dem Speicher über Datensammelleitung 32 und Zweirichtungsdatenpuffer 82 zur CPU 76 zurückgelesen wird. Die Anforderung zum Lesen eines Datenbytes wird während eines bestimmten Zyklusintervalls Ti (solche Intervalle sind definiert im Gerätebedienungshandbuch Intel 8080 Microcomputer System Manual, Januar 1975) des Zentralsteuergerätes 76 im Zustandswort (status word) ausgegeben.
Als dynamischer Speicher muß der Speicher 84 regeneriert werden. Das geschieht mittels einer Regenerierungslogik in der Schaltung 80, durch Fortschalten eines Regenerieradreßregisters 86 und durch Betätigung eines Speicheradreßmultiplexers 88. Der Speicheradreßmultiplexer 88 schaltet periodisch die Adreßsammelleitung 30 von der Eingabe in Speicher 84 ab und statt dessen das Regenerieradreßregister 86 an. Hierbei wird ein Regenerierungszyklus im Speicher 84 ausgelöst Der Speicher 84 wird somit auf Zeitteilungsbasis von der CPU
30 76 gelesen und durch die Regenerierschaltung 80 regeneriert.
Die Regenerieradreßregister 86 sind eine Serie von Registern, deren Inhalt sich von 0 bis 64 schrittweise erhöht und die zur Regenerierung des Speichers 84 dauernd im Zyklus arbeiten. Der Dreizustands-Adreßpuffer 90 setzt das Zentralsteuergerät 76 instand, eine bestimmte Zelle in seinem Speicher 84 zu adressieren, aber verhindert das Laden des Zentralsteuergeräts 76 durch ein externes Signal aus der Adreßsammelleitung30.
Fig.5a zeigt die hauptsächlichen Bestandteile des Speichersteuergeräts 24 in Form eines Blockdiagramms. Wie gezeigt, gehören zum Steuergerät 24 ein Datenpuffer 100, eine Besetzt-Logik-Schaltung 102, ein Dekodierer 104, ein Puffer 106 und eine Teilanordnung innerhalb der gebrochenen Linien 108, die allgemein Speichersteuerregister und Steuerlogik für Lesen/Modifizieren/Schreiben enthält. Außerdem sind ein 16-zu-l-Bit-Multiplexer 110, ein Adreßregister 112, ein Regenerieradreßregister 114, ein 1-von-16-Auswahl- und 16-Lösch-Modul 116, ein Dreizustands-Datenpuffer 118 und ein Dreizustands-2-zu-l-Multiplexer 120 im Speichersteuergerät 24 enthalten. Die Teilanordnung 108 enthält ferner eine Steuerlogikschaltung 122 für Steuerung von Zickzack- und Bitströmen, ein Oktant-Steuerregister 124, ein X-Y-Adreßregister-Zählsteuergerät 126, ein Datenrichtungs-Pufferregister 128, ein Datenrichtungsschie"beregister 130, ein Schreibsteuerregister 132 und ein Bit-Midifikator ROM 134.
Der Datenpuffer 100 isoliert das Gerät 24 vom Systemsteuergerät 26, so daß keine Störung von einem Gerät auf das andere übergeht Die Besetztschaltung 102 dient zur Synchronisierung der Datenausgabe vom Systemsteuergerät 22 mit der Datenaufnahme des Speichersteuergeräts 24. Nach Empfang einer Anweisung vom Systemsteuergerät, ein bestimmtes Datenbit oder eine Anzahl von Bits auf irgendeine Weise zu modifizieren, wird durch die Besetztschaltung 102 ein Besetzt-Zeichen auf der Steuersammelleitung 33 gesetzt. Bis das Speichersteuergerät 24 die Operation beendet hat und das Besetztzeichen zurücksetzt, wird das Systemsteuergerät 22 durch das Besetztzeichen daran gehindert, weitere Anweisungen an das Speichersteuergerät 24 zu übermitteln.
Der Dekodierer 104 enthält einen oder mehrere handelsübliche Dekodierer, die ein über die externe Systemsteuergerät-Adreßsammelleitung 30 empfangendes Eingangssignal dekodieren, wodurch eine der Einrichtungen des Speichersteuergeräts zum Empfang von über Datensammelleitung 32 geleitete Daten ausgewählt wird. Die angesprochene Einrichtung wird in betriebsbereiten Zustand versetzt und erhält die Daten von der Datensammelleitung 32 zugeführt Durch diese Dekodierung kann Steuerrnformation vom Systemsteuergerät 22 in einzelne Steuer- bzw. Adreßregister des Geräts 24 übertragen werden.
Das besondere Dekodierungsschema, welches in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel benutzt wird, ist in
60 Tabelle 1 aufgeführt
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CJ
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O P
O P
CN
UJ
uq P
Fortsetzung
Geräte Codes Gepufferte 8080 Daten
D7 D6 D5 D4 D3 D2 Dl DO
DEVO 78
DEVO 79
DEVO 75 DEVO 77 BIT
STRM		 XUD XAO XAl 1 = Bitstrom
Betrieb		 YUD YAO D2 YL6 j YL5 YL4 YL3 YL2 YAl >
DO
U D6 D5 D4 D3
D7 DATA —> D/D7: Daten links herausschieben,
mit 0 auffüllen
D7 D6 D5 D4 D3 D2		 >
DEVO16 _ YL7 Dl DO
L YLO
Dl
YLl
D/ D6 Ub D4 D3 D2 Dl υο
BS7 BS6 BS5 BS4 BS3 I BS2 BSI BSO
D7 Ό6 D5 D4 D3 D2 Dl DO
|eVEN|0DD| SK5 | SK4 | SK3 | SK2 | SKI ] SKO Dieser Gerätecode lädt das Oktan-Steuerregister 124 wie angewiesen.
Y äct on 1 : 1 = act if D/D7 = 1, D/D7 = 0, NOP
Y act on 0 : 1 = act if D/D7 = 0, D/D7 = 1, NOP
Y direction : 1 = UP, 0 = DWN
Dieser Gerätecode lädt das Daten/Richtungsregister 128 wie angewiesen.
Dieser Gerätecode lädt den Y-Längenzähler der Logik (122) wie angewiesen. Notiz: Der Zähler wird nur bei Zick-Zack Betriebsweise benutzt.
Dieser Gerätecode lädt den Bit-Stromlängenzähler der Logik (122) wie angewiesen. Notiz: Der Zähler wird für die X-Länge in der Zick-Zack Betriebsweise benutzt.
Dieser Gerätecode lädt das Sprung-Speicheradreßregister (154) wie angewiesen.
-> Sprung Bit auf der GERADEN Hauptachse -+ Sprung Bit auf der UNGERADEN Hauptachse
Von den X-Y-Adreßregistern 112 geht eine 24-Bit-Sammelleitung 113 aus, von der eine 8-Bit-Sammelleitung in den Dreizustands-Puffer 118 führt. Ein ähnlicher Dreizustands-Puffer im Videosteuergerät 26 erlaubt die Benutzung derselben Verbindung für Verkehr mit dem Rasterspeicher 28. Der 2-zu-l-Multiplexer 120 ist ein Dreizustands-Gerät, das von 12 Leitungen aus dem X-Y-Adreßregister 112 getrieben wird und zu dem Leitungen aus dem Regenerier-Adreßregister 114 führen. Eine Sammelleitung 140 enthält 30 Leitungen, von denen manche Steuersignale vom Speichersteuergerät 24 zum Videosteuergerät 26 leiten und manche Steuersignale zurück zum Speichersteuergerät leiten. Die Sammelleitungen 140 legen die Prioritöten für die Benutzung einer Sammelleitung 142 fest; diese Sammelleitung wird gemeinsam von dem Speichersteuergerät und dem Videosteuergerät benutzt.
Die Sammelleitung 144 ist eine Sammelleitung mit 7 Leitungen, welche diejenigen Teile des Rasterspeichers auswählt, die durch die Register 112 zu adressieren sind. Die Adreßregister 112 adressieren ein Wort von 16 Bit Länge innerhalb des Rasterspeichers 28. Ein 16-zu-l-Bit-Multiplexer 110 ermöglicht es, ein bestimmtes Bit des 16-Bit-Wortes zur Modifizierung auszuwählen. Die folgenden Modifizierungen können ausgeführt werden:
(1) einem Bit den »1«-Zustand aufzwingen, was bei der normalen Anzeigeart einen schwarzen Punkt auf weißem Hintergrund ergibt;
(2) »löschen«, wodurch ein angezeigter Punkt die Farbe des Hintergrundes erhält (wenn der Hintergrund hell ist, so wird der Punkt hell bzw. verschwindet); und
(3) komplementieren eines Punktes (Komplement eines schwarzen Punktes, Zustand »1«, bringt einen weißen Punkt, Zustand »0«; umgekehrt Komplement eines weißen Punktes, Zustand »0« bringt einen schwarzen Punkt, Zustand »1«).
Die Modifikationen werden durch ein Bit-Modifikator-ROM 134 ausgeführt, dessen Kodierungen in Tabelle beschrieben sind.
Tabelle 2 Code des Bit-Modifikator-ROM
ZZM
D/D7 DATENEIN
GABE
DEVO
BIT 2 BITO
DATENAUS GABE
30
ZZM 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
0 0 0 0 0 0 SCHREIBE BLOCK.
0 0 0 0 0 1 KOMPLEMENTIEREN
0 0 0 0 10 LÖSCHE 1
0 0 0 0 11 SCHREIBE 1 BIT
0 0 0 1 0 0 SCHREIBE BLOCK
0 0 0 1 0 1 KOMPLEMENTIEREN
0 0 0 1 10 LÖSCHE
0 0 0 1 11 SCHREIBE 1 BIT 0
0 0 10 0 0 SCHREIBE BLOCK
0 0 10 0 1 KOMPLEMENTIEREN
0 0 10 10 LÖSCHE
0 0 10 11 SCHREIBE 1 BIT
0 0 11 0 0 SCHREiBEBLOCK 0
0 0 11 0 1 KOMPLEMENTIEREN
0 0 11 10 LÖSCHE
0 0 11 11 SCHREIBE 1 BIT
0 10 0 0 0 SCHREIBE BLOCK 1
0 10 0 0 1 KOMPLEMENTIEREN
0 10 0 10 LÖSCHE
0 10 0 11 SCHREIBE 1 BIT
0 10 1 0 0 SCHREIBE BLOCK
0 10 1 0 1 KOMPLEMENTIEREN 0
0 10 1 10 LÖSCHE
0 10 1 11 SCHREIBE IBlT
0 110 0 0 SCHREIBE BLOCK
0 110 0 1 KOMPLEMENTIEREN
0 110 10 LÖSCHE 1
0 110 11 SCHREIBE IBIT
Olli 00 SCHREIBE BLOCK
Olli 01 KOMPLEMENTIEREN
Olli 10 LÖSCHE
Olli 11 SCHREIBE 1 BIT 0
In Tabelle 2 bedeuten die senkrechten Spalten folgendes:
Spalte mit Bezeichnung
ZZM: die logischen Zustände der Signale, die an dem »3< <-Ausgang des Schreib-
Steuerregisters 132 entwickelt werden.
D/D7: Eingangssignale nach Bk-Modifikator ROM 134 vom Schieberegister
5 130 über Leitung 111.
DATA IN: Eingangssignale vom Multiplexer 110 über Leitung 107.
BIT 2 und BIT 0: Eingangssignale von den niedrigstwertigen Bitstellen des Schreib-Steuer-
registers 132.
DATA OUT: die modifizierte Datenausgabe von ROM 134 über Leitung 109.
Die ersten 16 Codes entsprechen Operationen im Normalbetrieb, während die letzten 16 Codes Operationen in einer Zick-Zack-Betriebsweise entsprechen, die nachfolgend erklärt wird.
Bei normalem Schreib-Betrieb empfängt das Bit-Modifikator-ROM 134 ein Bit über Eingangsleitung 107 vom Multiplexer 110 und bestimmt entsprechend dem vom Schreibsteuerregister 132 und der Eingangsleitung adressierten Code, ob das auf der Leitung 109 auszugebende Bit das Eingangsbit modifiziert, vollkommen ignoriert, eine »1« oder eine »0« auszugeben ist oder das Eingangsbit komplementiert wird.
Der Betrieb nach der Zick-Zack-Betriebsweise dient dazu, auf einfache Weise einen zusammenhängenden Datenblock im Speicher zu modifizieren. Als Steuerinformation wird dafür die Adresse einer Ecke (der »linken oberen« Ecke) des zu modifizierenden Datenblockes sowie dessen Ausdehnung in X-Richtung und in Y-Richtung benötigt Die Steuerelektronik bewirkt in der Zick-Zack-Betriebsweise, da3 der Speicher zuerst an der X-Y-Speicherzelle adressiert wird, welche der oberen, linken Ecke des Blocks entspricht, und dann die Adresse in der Y-Richtung heruntergezählt wird, bis der vorgegebene Y-Zählweri erreicht ist, welcher der Blockgröße in Y-Richtung entspricht. Danach wird der X-Wert um 1 erhöht und die Adresse in der Y-Richtung heraufgezählt, bis der ursprüngliche Y-Zählwert wieder erreicht ist. Danach wird der X-W>rt wieder um 1 erhöht und in der Y-Richtung wieder heruntergezählt usw, bis schließlich die X- und Y-Längen des Blocks erschöpft sind, wonach die Operation beendet wird. Dies erlaubt das schnelle Modifizieren eines zusammenhängenden Datenblocks, indem der Speicher in Zick-Zack-Linien durchlaufen wird.
Der Zick-Zack-Betrieb macht die Erzeugung alphanumerischer Zeichen durch das Steuerprogramm des Systemsteuergeräts einfach. Der Buchstabe A könnte bei Erzeugung nach der Zick-Zack-Betriebsweise einmal als Matrix von 5x7 Bit dargestellt werden oder alternativ mal den ganzen Bildschirm einnehmen. Es besteht insofern keine Begrenzung der Größe von alphanumerischen Zeichen. Die einzige Beschränkung beruht darauf, daß bei zu kleiner gespeicherter Bit-Anzahl, z. B. 3 χ 3, eine passende Darstellung von alphanumerischen Zeichen schwierig ist. Bei dieser Betriebsweise können auch dieselben Grunddaten benutzt werden, um ein schwarzes Zeichen auf weißem Hintergrund oder ein weißes Zeichen auf einem schwarzen Hintergrund zu erzeugen; letzteres geschieht indem ein schwarzes Rechteck erzeugt wird und die Matrixdaten des Zeichens komplementiert werden.
Datenkomplementierung
Bei dem beschriebenen System kann eine Einzelheit dem im Rasterspeicher gespeicherten Bild zugeführt oder aus ihm gelöscht werden, indem in den Rasterspeicher an geeigneten Stellen eine »1« (schwarzer Punkt) oder eine »0« (lösche Punkt) geschrieben wird. Eine Beschränkung besteht jedoch, wenn eine Seite einer dargestellten Figur einer Seite einer anderen dargestellten Figur überlagert ist, wie in F i g. 7a gezeigt. Obgleich die gemeinsame Seite zweimal geschrieben ist, haben die Punkte immer noch den Wert »1«. Jedoch werden alle gemeinsamen Bits auf »0« gesetzt, wenn das kleine Rechteck entfernt wird, wie in F i g. 7b gezeigt, und ein Loch entsteht in der Seite des größeren Rechtecks an den Stellen, die vorher gemeinsam mit dem kleinen Rechteck eingenommen wurden.
Wenn jedoch anstatt Schreiben und Löschen das kleine Rechteck durch Komplementieren in das Bild kommt (siehe F i g. 8a), wobei alle durch neue Daten zu belegenden Bits im Rasterspeicher ausgehend von ihrem vorherigen »0«- oder »1«-Wert komplementiert werden, werden die sich überlagernden schwarzen Linien beim Zeichnen des kleinen Rechtecks entsprechend Fig.8 gelöscht. Wenn eine erneute Komplementierung verwendet wird, um das kleine Rechteck wieder zu entfernen, erscheint das ursprüngliche, größere Rechteck wieder, wie in Fig. 8b gezeigt. Diejenigen Teile des Rechtecks, die mit anderen Figuren bzw. Zeichen überlappen, werden bei der ersten Komplementierung mit dem Grauwert des Hintergrunds geschrieben und bei der zweiten Komplementierung auf schwarz zurückgesetzt Diese Eigenschaft des Komplementierens ist mathematisch als Idempotenzität bekannt
Ein weiteres Beispiel der Komplementierungsfähigkeit ist in F i g. 9 gezeigt, wo eine diagonal verlaufende Linie 300 als vorher gezeichnetes Rechteck 302 schneidet. Man sieht, daß die Komplementierung der Schnittpunkte von Diagonale und Rechtecke diese auf den Grauwert des Hintergrunds setzt.
Durch Komplementierung ist es bei dem beschriebenen System möglich, eine neu gezeichnete Figur relativ zu vorher gezeichneten Figuren über den Bildschirm zu bewegen, so daß der Benutzer sie genau in eine gewünschte Stellung bringen kann. Diese Bewegung kann durch wiederholtes Schreiben und Löschen beispielsweise des kleinen Rechtecks in F i g. 8a und 8b so gehandhabt werden, daß jede neue Kopie einer Bewegung der Hand des Benutzers auf dem graphischen Eingabegerät 12 folgt. Im Gegensatz dazu würde Löschen und neu Schreiben (wie in Fig. 7b gezeigt) Datenbits aus vorher gezeichneten Figuren entfernen, wo sie sich mit der bewegten Figur überlappen, so daß sie möglicherweise unerkennbar werden. Statt Löschen und Schreiben wird deshalb bei der Bewegung von Zeichnungsdetails mit Vorteil die Komplementierung verwendet. Man kann auch einen Text auf eine Zeichnung bringen wollen, wobei der Text einige Zeilen der Zeichnung überlappt. Bei Komplementie-
rung bestände der einzige Effekt darin, daß an der Kreuzungsstelle einer Linie mit den Daten eine Lücke entsteht; bei Entfernung des Textes würde dann die Originalzeichnung in ihrer ursprünglichen Form wiedererscheinen.
Das Datenrichtungs-Pufferregister 128 ist ein Halteregister, welches die zerstörungsfreie Benutzung und Wiederbenutzung der Information im Register 130 gestattet Ein solches Register 128 wird für Arbeiten im Bit-Strom-Modus gebracht, damit das Datenrichtungs-Schieberegister 130 nur einmal vom Systemsteuergerät geladen zu werden braucht, aber immer wieder benutzt werden kann.
Die Zick-Zack- und Bit-Strom-Steuerlogik 122 enthält ein 8-Bit-Register 121, welches die Y-Länge vom Datenpuffer 100 aufnimmt, und ein zweites 8-Bit-Register 123, welches die X-Länge vom Puffer 100 erhält Die Kombination dieser beiden Register zeigt die maximale Fläche an, welche bei der Zick-Zack-Betriebsweise überstrichen wird.
Die im Register 123 enthaltene Information dient einem doppelten Zweck. Bei der Zick-Zack-Betriebsweise gibt sie die X-Länge des Zick-Zack-Blocks an; jedoch gibt es bei der Bit-Strom-Betriebsweise an, wieviele Informationsbits modifiziert werden sollen. Zum Beispiel bewirkt ein Zählwert Eins im Register 123, daß nur ein Informationsbit modifiziert wird; nach Abschluß der Modifikation wird das Systemsteuergerät 22 benachrichtigt, daß die Operation beendet ist Wenn der Zählwert 8 ist, wird das Systemsteuergerät nach Modifikation von
8 Bits benachrichtigt, daß die Operation beendet ist
Das Zählsteuergerät 126 für das X-Y-Adreßregister wird mit Information sowohl vom Zick-Zack- und Bit-Strom-Steuergerät 122 als auch vom Oktant-Steuerregister 124 versehen. Die Sammelleitung 127, welche die Schaltung 122 mit dem Gerät 126 koppelt, enthält eine Y-aufwärts-Leitung für Zick-Zack-Betrieb, eine Y-ab- 20 ff ,wärts-Leitung für Zick-Zack-Betrieb und eine X-aufwärts-Leitung für Zick-Zack-Betrieb. Die Y-aufwärts-Leitung gibt nach Anstoß die Anweisung an das Zählsteuergerät 126, das Y-Register aufwärtszuzählen; die Y-abwärls-Leitung gibt nach Anstoß die Anweisung an das Zählsteuergerät 126, das Y-Register abwärtszuzählen; und die X-aufwärts-Leitung gibt nach Anstoß dem Zählsteuergerät 126 die Anweisung, das X-Register aufwärtszuzählen. Es gibt keine X-abwärts-Leitung in der Zick-Zack-Betriebsweise.
Das Oktant-Steuerregister 124 wird mit Daten von der Datensammelleitung 33 in Abhängigkeit von einem vom Dekodicrer 104 über eine Leitung 119 erhaltenen Steuersignal geladen. Die 6 niedrigstwertigen Bits dieses Registers dienen zur Steuerung, wenn das Gerät im Bit-Strom-Modus arbeitet, d. h., sie bestimmen, ob die X-Y-Adreßrcgister 112 in den Richtungen Y-aufwärts, Y-abwärts, X-aufwärts oder X-abwärts zählen.
Wenn das höchstwertige Bit des Registers 124 gesetzt ist, das auf Leitung 125 ausgegeben wird, arbeitet die Schaltung 122 in der Bit-Strom-Betriebsweise. Ein anderes Bit des Steuerregisters 124, das X-aufwärts/abwärts-(Xu/d)-Bit, bewirkt gesetzt/gelöscht, daß ein angesprochenes Register in Aufwärts/Abwärts-Richtung zählt. Wenn das mit XAO bezeichnete Bit gesetzt ist, bewirkt es das Zählen des X-Registers herauf oder herunter je nach dem Zustand des Xu/d-Bits im Register 124, falls die Sammelleitung 111 eine »0« enthält; d. h. XAO wirkt bei einer Null auf Sammelleitung 111 so wie durch Xu/d spezifiziert ist. Umgekehrt wirkt das Bit XAl bei einer »1« auf Sammelleitung 111 so, wie durch Xu/d spezifiziert ist. Wenn beide Bits gesetzt sind, dann liegt stets der Befehl an das X-Register vor, entsprechend dem Zustand des Xu/d-Bits zu zählen. Das Yu/d-Bit hat dieselbe Steuerfunktion für die YAO- und YAl -Bits wie das Xu/d-Bit für die XAO- und XAl -Bits.
Neben der Möglichkeit, ein einzelnes Bit im Rasterspeicher 28 zu adressieren, kann das Steuerprogramm des Systemsteuergeräts 22 die eben beschriebenen Funktionen einsetzen, um eine bestimmte Anzahl zu modifizierender Bits im Rasterspeicher anzugeben und ferner anzugeben, bei welcher Adresse das Modifizieren angefangen und in welcher Richtung fortgefahren werden soll. Damit kann jede zusammenhängende Figur ohne weitere X- und Y-Adressenangaben gezeichnet werden. Dementsprechend wird beträchtliche Zeit gespart, denn während man beim Neuladen von X-Y-Koordinaten 32 Datenbits braucht, benötigt die oben angegebene Methode nur ein Datenbit. Zu diesem Zweck erlaubt das Oktant-Steuerregister 124 zusammen mit dem Daten-Richtungsregister 130 beliebiges Zählen der X-Y-Adreßregister unter Steuerung durch Xu/d und folgende X-Aktionen und Yu/d und folgende Y-Aktionen, wobei das Register 132 die Daten durch das Bit-Modifikator-ROM an der j Stelle, welche durch oben beschriebene Aktionen erreicht worden ist, wie gewünscht modifiziert.
Eine Sprungmuster-Steuereinrichtung 138 erzeugt in Abhängigkeit von Adreß- und Datensignalen ein Signal auf der Leitung 115 zur Eingabe in das Gerät 116, das in einem gegebenen Muster die Rasterspeicher- Bit-Modifikationsroutine verhindert. Diese Operation vereinfacht die Erzeugung vieler Arten von gebrochenen Linien beim Einschreiben in den Rasterspeicher 28. Eine Anwendung davon ist die Benutzung gebrochener Linien in Konstruktionszeichnungen, eine andere tritt auf beim Zusammenfallen zweier Linien wie bei Draufsicht und Unteransichl einer gedruckten Schaltungskarte. Wenn letztere in zwei Mustern gezeichnet wird, kann man zwei übereinanderliegende Linien von zwei nicht übereinanderliegenden Linien unterscheiden.
Die Sprungmuster-Steuereinrichtung 138, welche in F i g. 5b genauer gezeigt ist, enthält einen 8-Bit-Speicher 150, der das Muster als Serie von 7-Bit-Zählwerten enthält, die in einen Zähler 152 eingebbar sind, welcher auf Überlauf zählt. Bei Überlauf wird das 8. Bit des Speichers geprüft. Falls es eine »1« ist, wird das Muster beendet und die Sprungmuster-Speicheradresse im Register 154 auf den anfänglichen Wert zurückgesetzt, der vom Systemsteuergerät 22 eingegeben worden war. Wenn das 8. Bit eine »0« ist, wird das Sprungmuster-Adreßregister 154 um 1 erhöht, und ein neuer Zählwert wird in den Zähler 152 eingegeben.
Der Sperrausgang (auf Leitung 115) des Geräts 116 wird vom Systemsteuergerät 22 auf »nicht sperren« gesetzt, wenn es die Sprungmuster-Anfangsadresse in das Register 154 eingibt. Danach bewirkt jeder Zählüberlauf, daß eine Logikschaltung 156 das Sperrsignal-Flipflop 158 zum Kippen bringt, bis ein 8. Bit mit einer »1« gefunden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird das Sperrsignal auf »nicht sperren« gesetzt. Dieses Muster wird fortgesetzt, bis das Systemsteuergerät 22 eine neue Anfangsadresse setzt. Der Zähler 152 wird bei jedem Versuch, ein Rasterspeicher-Bit zu modifizieren, um 1 erhöht.
Deshalb kann mit Hilfe einer Serie von Zählwerten im Sprungmusterspeicher, deren letzter eine »1« im 8. Bit
enthält, eine Zeile mit einer veränderlichen Anzahl fehlender Bits in den Rasterspeicher 28 geschrieben werden. Das Ergebnis dieser Operation ist in F i g. 6a gezeigt, und Sprungmuster-Speicherwerte sind in F i g. 6b gezeigt.
Um zu verhindern, daß beim Löschen einer Figur im Rasterspeicher eine überlagerte Figur teilweise gelöscht wird, kann eine Modulo-2-Sprungtechnik vorgesehen werden, mit der Linien als eine R«ihe von Punkten geschrieben werden, die nur Speicherzellen mit gerader (oder ungerader) Speicheradresse einnehmen. Hierbei kann eine Linie niemals mit einer überlagerten Linie zusammenfallen, welche nur in Speicherzellen mit ungeraden (oder geraden) Adressen geschrieben ist
Wie F i g. 5b zeigt, lädt das Systemsteuergerät ein Modulo-2-Halteregister 160 über die Sammelleitung 33 zur Veranlassung eines geraden Sprungs (Rest = 0), eines ungeraden Sprungs (Rest = 1) oder keines Sprungs.
Unter Benutzung der X-Y-Adressen auf den Leitungen 113 wählt ein Hauptmultiplexer 162 entweder die X-Achse oder die Y-Achse als Hauptachse entsprechend dem Wert des X-Y-Hauptsignals, welches vom Oktant-Steuerregister 124 auf den Leitungen 164 entwickelt wird. Eine Modulo-2-Restlogik 166 teilt den Hauptachsenwert durch 2 und gibt dessen Rest zum Vergleich mit dem ausgegebenen Wert des Registers 160 aus. Ein Komparator 168 entwickelt ein Modulo-Sperrsignal auf Leitung 169, wenn der Rest den Wert hat, welchen das ModuIo-2-Resihalteregister 160 verlangt Dieses Modulo-Sperrsignal wird im Tor 170 in »ODER«-Relation zu der Sprungmuster-Sperrung gesetzt. Das Schema kann leicht auf Modulo N = 3,4 usw. erweitert werden.
Das beschriebene System kann z. B. dazu benutzt werden, Pläne bzw. Layouts für gedruckte Schaltungen zu machen, bei denen gedruckte Leiterbahnen auf beiden Seiten einer Karte angelegt werden, weil die Linien auf beiden Seiten der Karte in einer einzigen Anzeige ohne jede Kollision dargestellt werden können. Insbesondere kann durch Zuweisung von geraden Speicheradressen für die Oberseite der Platte und von ungeraden Speicheradressen für die Unterseite eine obere Schaltungslinie mit einer unteren zusammenfallen und jede dennoch unabhängig modifiziert oder gelöscht werden, ohne die andere zu beeinflussen. Diese Einrichtung könnte auch auf drei oder mehr Seiten unter Benutzung von Modulorechnung erweitert werden.
Da der Rasterspeicher zweidimensional ist und alle Figuren (selbst Kreise) aus geradlinigen Segmenten
zusammengesetzt werden, wird entweder die X-Richtung oder die Y-Richtung als Hauptrichtung gewählt,
indem die größere Delta-Entfernung verwendet wird. Genauer ausgedrückt: wenn ein Liniensegment die i
Endpunkte Xo, Yo und Xi, Yi hat, dann ist die Hauptachse X, wenn Xo-Xi Yo-Yi; andernfalls ist Y die |
Hauptachse. Überspringen von geraden oder ungeraden Punkten geschieht entsprechend der Wahl der Hauptachse. Ein Ergebnis hiervon ist in F i g. 9 gezeigt, in der Rechtecke und Linien bei A, B und Cgezeichnet sind, um getrennt Linien ohne Sprung, mit geradem Sprung und mit ungeradem Sprung zu veranschaulichen.
Die Aufgabe des Videosteuergeräts 26 besteht darin, den Rasterspeicher 28 zu adressieren, von dort Daten auszulesen, die jeweils sechzehn parallelen Datenbits in Serienform umzusetzen und dann das Anzeigegerät 18 über eine Videomischeinrichtung zu betreiben. Dieses Gerät enthält einen Grundoszillator, Synchronisierschaltungen für das Anzeigesystem, Adressiereinrichtungen zur Datenauslese und Steuereinrichtungen zur Synchronisation mit dem Speichersteuergerät 24, so daß ein geregelter Zugriff auf die Daten im Rasterspeicher erfolgt. Das Videosteuergerät erzeugt 416 Bildpunkte für jede Zeile, die auf dem Bildschirm gezeichnet wird, und es gibt 312 Zeilen solcher Zeilen in der Bildschirmdarstellung. Eine nähere Beschreibung schaltungstechnischer Einzelheiten dieses Geräts ist hier nicht erforderlich.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Anzeigen eines gerasterten BiJdes mit einem frei adressierbaren Rasterspeicher, der ein Feld von /VZeilen und MSpalten von Speicherplätzen zum Speichern von Bildpunkte repräsentierenden Daten aufweist, mit einem an einen Rechner anschließbaren Kanaladapter zum Empfang von Bilddaten und mit einem Speichersteuergerät zum Einspeichern der Bilddaten in den Rasterspeicher, wobei die Speicherposition der jeweils einen Bildpunkt repräsentierenden Bilddaten durch die Bildposition jeweils dieses Bildpunktes bestimmt ist, gekennzeichnet durch ein mit dem Kanaladapter (20) gekoppeltes Systemsteuergerät (22) zum Empfang von Steuerdaten vom Rechner (10) zum Erzeugen unterbrochener Linien und κ ίο eine Sprungmuster-Steuereinrichtung (138), die auf ein vom Systemsteuergerät (22) aus den Steuerdaten ί erzeugtes Steuersignal hin die Speichervorgänge beim Einspeichern der Bilddaten in den Rasierspeicher (28) selbsttätig periodisch unterdrückt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zähleinrichtung (152) vorgesehen ist, weiche die Speichervorgänge beim Einspeichern der Bildaten in den Rasterspeicher (28) zählt, und daß eine \
Mustereinrichtung (150, 156, 158) vorgesehen ist, welche die Zählwerte der Zähleinrichtung (152) in ein \
Sperrsignal (auf Leitung 115) umsetzt, das nach einem periodisch wiederkehrenden zeitlichen Muster die Speichervorgänge unwirksam macht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mustereinrichtung (150,156,158) einen Musterspeicher (150) mit vorgespeicherten Zählmusterdaten enthält, das vom Systemsteuergerät (22) ge- I
steuerte logische Schaltungen (154) zum Auslesen der Zählmusterdaten aus dem Musterspeicher (ISO) s
vorgesehen sind, und daß die Mustereinrichtung (150,156,158) aus den Zählwerten der Zähleinrichtung (152) und den ausgelesenen Zählmusterdaten das Sperrsignal (auf Leitung 115) in einem durch die Zählmusterdaten bestimmten Takt erzeugt. !
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