DE2920228A1

DE2920228A1 - Signalgenerator fuer schreiber- datenstation

Info

Publication number: DE2920228A1
Application number: DE19792920228
Authority: DE
Inventors: Philippe Matherat
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1978-05-18
Filing date: 1979-05-18
Publication date: 1979-11-22
Also published as: GB2028066A; US4286264A; CA1131343A; GB2028066B; FR2426294A1; JPS5517191A; FR2426294B1

Description

THOMSON - CSF

173_r Bd, Haussmann

75008 PARIS / Frankreich

Unser Zeichen: T 3244

Signalgenerator für Schreiber-Datenstation

Die Erfindung betrifft einen Signalgenerator für die Sichtbarmachung eines graphischen Bildes auf einem Fernsehschirm mit oder ohne Zwischenzeilenformat und mit variabler Auflösung, wobei dieser Generator zum einen an einen Schreibgenerator und zum anderen an einen modulfö'rmigen Bildspeicher angekoppelt ist, der mit dem Fernseher verbunden ist. Allgemein befaßt sich die Erfindung mit dem.technischen Gebiet der Schreiber-Endstationen, insbesondere mit einem Schreiber-Standgerät, das mit einem Kathodenschirm für Halbbildablenkung ausgerüstet ist, sowie mit einem Kontrollsignalgenerator für ein derartiges Standgerät.

Bei Datenverarbeitungssystemen, die die Sichtbarmachung graphischer Bilder, die aus geometrischen Figuren und verschiedenen Symbolen gebildet sind, auf dem Bildschirm eines Stand-

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ι- .

geräts gestatten, werden allgemein als Schreiber-Endstationen bezeichnet. Von Interesse sind hier nur solche Standgeräte, deren Bildschirm als Kathodenstrahlröhre ausgebildet ist. Die Kathodenstrahl-Sichtgeräte können in zwei Gruppen unterteilt werden, je nach Art der Bildschirmablenkung: die erste Gruppe enthält die Standgeräte mit "Erkennungsmarken"-Ablenkung, und die zweite Gruppe enthält die Standgeräte mit Halbbild- bzw. Allgemeinfernseh-Ablenkung. Die Erfindung betrifft insbesondere die letztere Gruppe.

Bei exaem Fernseh-Schreiber-Standgerät müssen wegen der sehr geringen Remanenz des Kathodenstrahlschirms die Bilddaten in eine Speichereinheit eingeschrieben und dann zyklisch mit hoher Frequenz ausgelesen werden, um Flimmereffekte zu vermeiden. Bei dieser Speichereinheit bzw. diesem Bildspeicher handelt es sich im allgemeinen um einen Arbeitsspeicher mit willkürlichem Zugriff, in den die Daten in Form von Punkten eingeschrieben werden.

Ein bereits vorgeschlagener Kontrollsignalgenerator für ein Fernseh-Schreiber-Standgerät enthält zwei Teile, nämlich einen Teil, der die Synchronisationssignale (SYNC) und die Bildrahmensignale des graphischen Bildes erzeugt, einen Teil, der die Adressignale für den Bildspeicher und die Signale erzeugt, die die Steuerung einer Graphikeinheit gestatten, die auch als Generator für graphische Funktionen bezeichnet wird.

Ein Kontrollsignalgenerator ist bereits in der DE-OS 28 o7 788.5 beschrieben.

Nachteilig ist bei den bekannten Signalgeneratoren der hohe Schaltungsaufwand, der es dem Fernsehstandgerät gestattet, mit verschachtelten Halbbildern zu arbeiten„

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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Signalgenerator zu schaffen, durch den die vorstehend aufgezeigten Mängel behoben werden und der insbesondere r'ir eine gerinap Anzahl von Schaltungseinheiten mittlerer Integrationsdichte (MSI) benötigt und ferner auf einem Halbleitersubstrat-Mikroplättchen integriert werden kann.

Graphische Sichtgeräte sind in der Technik bereits bekannt; hierzu kann auf P. Morvan "Images et Ordinateurs", Hrsg. Larousse, Paris 1976, verwiesen werden.

Gegenstand der Erfindung ist also ein digitaler Signalgenerator, der eine Synchronisation der Ablenkung eines Fernsehgeräts mit zweierlei Format gestattet: ein Format mit verkämmten Halbbildern und ein Format mit nicht verkämmten (gepaarten) Halbbildern.

Ferner befaßt sich die Erfindung mit einem Signalgenerator, der die Lese-Adressignale eines modulförmigen Bildspeichers erzeugt, dessen Organisation eine Änderung der Auflösung (Anzahl von Punkten) des dargestellten graphischen Bildes gestattet.

Weiter ist Gegenstand der Erfindung ein Signalgenerator, der Signale erzeugt, die die Steuerung einer externen Graphikeinheit gestatten, wobei ein solcher Generator in der Literatur auch als Generator für graphische Funktionen bezeichnet wird.

Der erfindungsgemäße Signalgenerator enthält einen Synchronzähler, der von einem Punkt-Taktgeber gesteuert wird; dieser Zähler enthält Einrichtungen, die es gestatten, den Bildrahmen des graphischen Bildes im Inneren des Fernsehbildes zu bestimmen, wobei diese Einrichtungen es gestatten, die Leseadressen des Bildspeichers direkt zu erzeugen; er enthält ferner Einrichtungen, die es gestatten, das Format des Fernseh-

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bildes zu ändern, sowie Einrichtungen, die es gestatten. Multiplexer für Schreib-Adressignale zu steuern, die von einer externen Graphikeinheit geliefert werden.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung enthält der Zähler zwei Teile, einen niedrigen bzw. horizontalen Teil, dessen Zustand am Anfang jeder Zeile des graphischen Bildes auf Null zurückgesetzt wird, und einen hohen bzw. vertikalen Teil, dessen Zustand am Anfang eines Halbbildes des graphischen Bildes auf Null zurückgesetzt wird.

Gemä0 einem weiteren Merkmal der Erfindung trägt das hochwertige Ausganqssignal des Horizontal-Zählers eine Information, die den Leseperioden und Schreibperioden in dem Bildspeicher entspricht.

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung, gestatten die Lese-Adressignale die Auffrischung eines Bild- . Speichers, der aus dynamischen Speichermoduln gebildet ist.

Gemäß einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung erzeugt der Zähler ein Testsignal, das die Herstellung einer Weißwertbeziehung des Bildes gestattet.

•Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der wesentlichen Elemente, die ein Schreiber-Standgerät bilden;

Fig. 2 graphische Darstellungen der Fernseh-Ablenksynchronisationsimpulse;

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Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Signalgenerators;

Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Eigenschaften eines Speichermoduls des Bildspeichers;

Fig. 5 eino Darstellung der verschiedenen Zonen des Kathodenschirms des Standgeräts;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des Horizon tal-Zählers;

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Erkennungsmarken des hohen Teils des Horizontalzählers;

Fig. 8 eine bevorzugte Ausführungsform des hohen Teils des Horizontal-Zählers;

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines 11-Bit-Zählers;

Fig. 10 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Vertikal-Zählers;

Fig. 11 graphische Darstellungen der Fernsehzeilen;

Fig. 12 eine Darstellung zur Erläuterung der Organisation eines Bildspeichers bei "einfarbiger" bzw. "farbiger" Anwendung;

Fig. 13 eine Darstellung zur Erläuterung der Organisation eines Bildspeichers, der für eine Darstellung mit 64 χ 64 Punkten des graphischen Bildes geeignet ist;

Fig. 14 eine Darstellung zur Erläuterung der Organisation eines Bildspeichers, der für eine Darstellung mit 128 χ 128 Punkten des graphischen Bildes geeignet ist;

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Fig. 15 eine Darstellung zur Erläuterung eines Bildspeichers für eine Darstellung mit 256 χ 256 Punkten des graphischen Bildes;

Fig. 16 eine Darstellung zur Erläuterung der Organisation eines Bildspeichers für eine r>-rrstellung mit 512 χ 512 Punkten des graphischen Bildes;

Fig. 17 eine Darstellung zur Erläuterung der Adress-Signalform in Abhängigkeit vom Format des Fernsehbildes;

Fig. 18 eine Ausfuhrungsform der Adresssignal-Multiplexer; Fig. 19 das Digitalschema eines Signalgenerators; und

Fig. 20 eine Ausführungsform des Signalgenerators auf der Grundlage von MSI- und SSI-Schaltungen (geringe bis mittlere Integrationsdichte).

In der folgenden Beschreibung sind bestimmte Einzelheiten, insbesondere bezüglich der Ausbildung der TaktschJaltung und der Zähler, fortgelassen, da diese Elemente in der Technik bekannt sind und ihre Erläuterung die Beschreibung belasten würde und die wesentlichen Merkmale der Erfindung verdecken könnte. Die Beschreibung enthält ferner zahlreiche Einzelheiten, die in die Beschreibung aufgenommen wurden, um die neuen Merkmale der Erfindung zu erläutern, die jedoch für die Ausführung der Erfindung in dieser spezifischen Form nicht notwendig sind.

Fig. 1 zeigt in Form eines Blockschaltbildes die wesentlichen Elemente, die ein graphisches Sichtgerät bilden, wobei dieses Gerät bzw. Standgerät folgende Elemente enthält; - ein Fernsehgerät, das an seinem Eingang eine Hochfrequenzträgerwelle empfängt, die mit einem zusammengesetzten Videosignal moduliert ist. Dieses Fernsehgerät enthält eine Katho-

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denstrahlröhre in Schwarz/Weiß- oder Farbausführung. Es enthält ferner einen Verstärker/Demodulator 12, der an die Kathodenstrahlröhre ein Videosignal mit der Intensitätsmodulation des Elektronenstrahls und Horizontal- und Vertikal-Synchronisationsimpulse (SYNC) einer Ablenkschaltung 13 für den Schirm der Kathodenstrahlröhre abgibt;

- eine Bildspeichereinheit 30, die aus RAM-Speichermoduln (Arbeitsspeicher mit willkürlichem Zugriff) gebildet ist, die vorzugsweise vom dynamischen Typ sind; dieser Speicher enthält die Bilddaten des darzustellenden graphischen Bildes; er enthält ferner Adressignale IMWA und Kontrollsignale IMCG, die von einer Graphikeinheit (GRAPH) geliefert werden und das Einschreiben der graphischen Bilddaten gestatten;

- einen Sichtsignalgenerator 20, der ein Synchronisationssignal SYNC für die Ablenkung des Fernsehgeräts, Lese-Adressignale IMRA und Kontrollsignale IMCS des Bildspeichers 30 erzeugt;

- einen Videomischer 4O, der die Video-Ausgangssignale V des Bildspeichers und die SYNC-Signale aus dem Generator 20 mischt, um ein zusammengesetztes Videosignal V.C. zu bilden; und

- einen Hochfrequenzmodulator 50, dessen Trägerfrequenz auf die Arbeitsfrequenz des gewählten Fernsehkanals zentriert ist.

Der Modulator 50 ist wahlweise vorgesehen, er kann auch entfallen, wenn über ein Fernsehgerät verfügt wird, das mit einem direkten Videoeingang ausgerüstet ist. Auch der Mischer 40 isti.nur wahlweise vorgesehen und kann entfallen, wenn über einen Fernsehmonitor verfügt wird, der zum einen mit einem Videoeingang und zum anderen mit einem Synchronisationseingang SYNC ausgerüstet ist.

Die weiteren Elemente, z.B. die Graphikeinheit GRAPH, die es gestattet, die Bilddaten zu erzeugen und in dem Bildspeicher einzuschreiben, sowie die Dialogeinrichtungen (Leuchtstift, Steuerhebel, Rollkugel usw.), die nicht Gegenstand der Erfindung sind, werden nicht beschrieben.

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Das vorstehend umrissene Sichtgerät arbeitet mit zwei Betriebsweisen, die sich gegenseitig ausschließen: ein Schreibbetrieb, bei dem die graphischen Bilddaten in den Bildspeicher eingeschrieben werden, und ein Lese/Sicht-Betrieb, bei dem die Daten des Bildspeichers ausgelesen und auf dem Bildschirm des Standgeräts sichtbar gemacht werden, wobei der Lese- und Schreibbetrieb im Zeitteilungsverfahren arbeiten und der Lesebetrieb zyklisch mit der Fernsehhalbbildfrequenz arbeitet und wobei ferner die Graphikeinheit unter Steuerung eines Signalgenerators 20 arbeitet.

Zunächst soll allgemein an die Eigenschaften von Fernsehsignalen erinnert werden. Der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre überstreicht fortwährend die Gesamtheit der sichtbaren Oberfläche des Bildschirms mit einem Format aus 625 Zeilen und 25 Bildern/Sekunde im Betrieb mit verkämmten Halbbildern bzw. 312 Zeilen und 50 Bildern/Sekunde im Betrieb mit nicht verkämmten (gepaarten) Halbbildern. Es sind zwei Arten von Signalen für die Ansteuerung eines Fernsehgerätes erforderlich:

- die Luminanzsignale, die ein Videosignal und ein Austastsignal enthalten;

- die Zeitbasis-Synchronisationssignale mit Horizontal- bzw. Zeilenimpulsen und Vertikal- bzw. Bild-Impulsen.

Die Dauer der Horizontal-Impulse beträgt etwa 4,5 ys, und die

Wiederholungsperiode H dieser Impulse beträgt ungefähr 64 ps.

Die Dauer der Vertikal-Impulse beträgt 2,5 H, und die Wiederholungsperiode dieser Impulse ist 20 ms.

Zur Gewährleistung einer korrekten Verkämmung dieser Halbbilder bzw. Teilbilder muß einer von zwei Vertikal-Synchronisationsimpulsen gleichphasig mit einem Horizontal-Synchronisationsimpuls sein, und ein Vertikal-Synchronisationsimpuls von zweien muß in der Mitt einer Zeile anfangen, wie dies in Fig.2a dargestellt ist. Das Signal A entspricht einer "geradzahligen"

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Zeile. Die richtige Verkämmung bzw. Verschachtelung der Teilbilder erfordert eine Änderung des Vertikal-Synchronisationsimpulses, der in Fig. 2a gezeigt ist, und die Erzeugung von Signalen, wie sie in Fig. 2b dargestellt sind und die eine Vorausgleichsperiode F, eine Vertikal-Synchronisationsperiode D und eine Nachausgleichsperiode G enthalten, und ferner müssen während dieser Perioden Impulse mit den Perioden H/2 eingefügt werden, um die einwandfreie Arbeitsweise der Zeilenzeitbasis des Fernsehempfängers zu gewährleisten.

Wenn ein graphisches Bild sichtbar gemacht werden soll, dessen senkrechte Auflösung geringer ist als 625 Zeilen, so ist es vorteilhafter, 5O gleiche Teilbilder mit jeweils 312 Zeilen zu erzeugen, also alle Vertikal-Synchronisationsirapulse in gleicher Weise in bezug auf die Horizontal—Impulse anzuordnen bzw. von diesen einzurahmen. Das Synchronisationssignal kann in der in Fig. 2c gezeigten Weise vereinfacht werden, in einem Mehrnormensystem, wie dieses hier beschrieben wird, kann jedoch eines der Signale aus Fig. 2b verwendet werden.

Fig. 3 zeigt schematisch einen Sichtdarstellungs-Signalgenerator gemäß der Erfindung. Dieser Generator erzeugt eine Reihe von Signalen, die es gestatten, die Ablenkung des Fernsehgerätes zu synchronisieren, den Bildspeicher beim Auslesen zu adressieren, die Helligkeit bzw. Luminanz des Bildschirms der Kathodenstrahlröhre zu steuern und die Folgesteuerung der Graphikeinheit zu gewährleisten.

Der Generator 20 enthält folgende Elemente:

- einen Taktgeber (CLK) 21, der bei einer vorteilhaften Ausführungsform als Quarzoszillator ausgebildet ist, der elektronisch abgestimmt werden kann (VCXO). Die Frequenz Fo des von diesem Taktgenerator abgegebenen Signals ist durch folgende Beziehung gegeben:

Fo = FT . NL . Np.. KL,

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worin gemäß einem Ausführungsbeispiel FT die Fernseh-Bildfrequenz mit 50 Hz,

NL die Anzahl der Zeilen pro Teilbild gleich 312,5 in der Norm mit verkämmten Teilbildern bzw, 312 in der Norm mit gepaarten Teilbildern,
Np die Anzahl von Punkten pro Zeile des graphischen Bildes

bzw. =512 bei guter Auflösung und

KL das Verhältnis der Anzahl von Punkten einer Fernsehzeile zur Anzahl von Punkten einer Zeile des graphischen Bildes bzw. = 7/4 sind,

woraus sich Fo zu 14 MHz bei einer Auflösung von 512 Punkten errechnet, was einer Anzahl von Punkten NpKL pro Fernsehzeile von 896 Punkten entspricht;

- einen Synchronzähler, der zwei in Reihe geschaltete Zählerenthält, nämlich einen Modulo-896-Zähler (CNT.S) 22 und einen Modulo-312- oder -312,5- (je nach Fernsehbildnorm) -Zähler CNT.L) 23; diese Zähler enthalten Einrichtungen, die es gestatten, die Fernseh-Ablenknorm zu ändern, insbesondere einen Zähler,der den Rang des vorliegenden Teilbildes (geradzahlig/-ungeradzahlig) angibt; diese Zähler geben auf einer Leitung IMRA die Lese-Adressignale des Bildspeichers 31 ab;

- eine digitale Einrichtung 24, die es gestattet, die Synchronisationssignale SYNC der Fernsehablenkung ausgehend von der ■ Erkennung der Zustände der Zähler CNT.S und CNT.L zu erzeugen;

- eine digitale Einrichtung 25, die es gestattet, die Helligkeitssignale IMFN und IMFB sowie ein Steuersignal GUWE für die Graphikeinheit und für die Steuerung eines Multiplexers 26 der Lese- und Schreib-Adressignale zu erzeugen;

- einen Multiplexer 26 für die Schreib-Adressignale IMWA und die Lese-Adressignale IMRA, welcher auf einem Bus Adressignale IMAB an den Bildspeicher 30 abgibt;

- einen Bildspeicher 3O, der das eigentliche Speicherelement 31 und eine Ausgangsschaltung 32 enthält, die zum einen die Ausgangssignale Dout des Speichers und zum anderen die Helligkeits-Steuersignale IMFN und IMFB empfängt, die es gestatten, das Video-Ausgangssignal V entweder auf den Pegel "weiß" oder auf den Pegel "schwarz" zu zwingen.

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Der Generator 20 empfängt:

- ein Signal FMAT, das es gestattet, die Fernsehbildnorm

zu verändern, wobei dieses Signal auf hohem Pegel liegt, wenn die Fernsehbildnorm den verkämmten Teilbildern entspricht, und auf niedrigem Pegel, wenn die Fernsehbildnorm den gepaarten Teilbildern entspricht;

- ein Signal FLPN, das es gestattet, den Schiim der Kathodenstrahlröhre des Standgerätes auf den Pegel "weiß" zu zwingen, um die Position eines Bildschirmpunktes mittels eines Leuchtstiftes zu lokalisieren;

- ein Signal FECR, welches es gestattet, den Schreibbetrieb zu erzwingen, um die Erstellung der Bilddaten des graphischen Bildes zu beschleunigen;

- Schreib-Adressignale IMWA für die Daten in dem Bildspeicher.

Zur Erleichterung der Beschreibung des Sichtsignal-Generators wird an die Eigenschaften der dynamischen RAM-Speichermoduln (Arbeitsspeicher mit willkürlichem Zugriff) erinnert. Fig. 4a zeigt schematisch einen Speichermodul der Kapazität 16 K Wörter aus einem Bit, dessen Adresseingänge Ao-A6 gemultiplext sind. Im Inneren ist der Speicher als Matrix aus 128 Zeilen und 128 Spalten organisiert. Die wesentlichen zu einem Speichermodul gehörigen Signale sind:

- das Signal RAS (Zeilen-Adresselektion), dessen Anstiegsflanke den ersten Teil (niedrigen Teil) der Adresse abtastet;

- das Signal CAS (Spalten-Adresselektion), dessen Anstiegsflanke den zweiten Teil (hohen Teil) der Adresse abtastet;

- das Signal WE (Schreibfreigabe), welches anzeigt, ob es sich um einen Schreibvorgang handelt;

- die Eingangsdaten Din werden durch das Signal CAS im Schreibbetrieb abgetastet;

- die Ausgangsdaten Dout werden beim Lesebetrieb durch das Signal CAS in Form gebracht.

Der Speicher enthält eine der Spaltenzahl entsprechende Anzahl

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von Auffrischverstärkern, so daß beim Zugriff zu dem Speicher eine gan2e Zelle aufgefrischt wird. Diese Betrachtungen gelten mit geringen Abweichungen für die verschiedenen Modultypen mit 4K, 8K usw.

Fig. 4b zeigt ein Zeitdiagramm der wesentlichen Steuersignale eines Speichermoduls. Die Zeit te entspricht der Zykluszeit, und die Zeit ta der Zugriffszeit.

Die Adressignale Ao-A6 werden gemultiplext, wobei der erste Teil R dem niedrigen Teil der Adressen entspricht und die Zeilenselektion ermöglicht und wobei der zweite Teil C dem hohen Teil der Adressen entspricht und die Spaltenselektion gestattet. Die letzte Kurve in der Figur zeigt die Ausgangsdaten Dout des Speichers.

Es soll möglich sein, in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung die Auflösung des graphischen Bildes zu verändern, also die Anzahl der definierten Bildpunkte, wobei als Ausführungsbeispiel vier Werte für die Auflösung des graphischen Bildes betrachtet werden;

(512 χ 512) - verkämmte Teilbilder - Signal FMAT auf hohem Pegel

(256 χ 256) - gepaarte Teilbilder - Signal FMAT auf niedrigem Pegel

(128 χ 128) - gepaarte Teilbilder - Signal FMAt auf niedrigem Pegel

(64 χ 64) - gepaarte Teilbilder - Signal FMAt auf niedrigem Pegel.

Wie später beschrieben wird, wird die Auflösung des graphischen Bildes durch die Organisation des Bildspeichers erreicht, sowie durch eine Anpassung der Adressbedingungen desselben an die Lese- und Schreib-Adressignale.

Fig· 5 zeigt die verschiedenen Zonen des Bildschirms der Katho-

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denstrahlröhre bei einem Standgerät. Der mit TV bezeichnete Rahmen begrenzt das Fernsehbild, das sich aus der Fernsehablenkung ergibt, die von dem Fernsehgerät bewerkstelligt wird_n Die Zone 1 entspricht dem sichtbar gemachten graphischen Bild; die Zonen 2A und 2B entsprechen dem linken bzw. rechten Bildrand, die Zonen 3A und 3B entsprechen dem oberen bzw. unteren Bildschutzrand. Die Linie LT1 ist eine Linie mit dem Pegel "weiß", die sich - wie später ersichtlich wird - aus einem Testsignal ergibt, das dazu bestimmt ist, eine Referenzbeziehung für den "Weißpegel" des graphischen Bildes zu schaffen. Der Bildspeicher wird während der den Zonen 3A und 3B entsprechenden Zeitperioden aufgefrischt. Das Einschreiben in den Speicher erfolgt während der Zeitp- rioden, die den Zonen 2A und 2B entsprechen, ebenso wie der restlichen Zeit, wo FECR auf hohem Pegel liegt.

Der Sichtsignalgenerator bzw. Kontroll- bzw. Steuereinheit enthält im wesentlichen:

a) einen Synchronzähler, der durch die Abfallflanke eines Taktsignals hochgezählt wird; er erzeugt die Lese/Sichtbarmachung-Adressignale des Bildspeichers;

b) die Fernsehablenkungs-Synchronisationsimpulse und die Steuersignale der Graphikeinheit;

c) eine digitale Einrichtung, die es gestattet, das Synchronisationssignal SYNC für die Ablenkung des Fernsehgeräts zu gewinnen;

d) einen Multiplexer für die Lese- und Schreibadressen in dem Bildspeicher, einen Multiplexer für den niedrigen Teil und für den hohen Teil der Adressen;

e) eine Einrichtung, die es gestattet, die Verteilung der Adressignale in Abhängigkeit von der Fernsehbildnorm zu ändern (verkämmt oder gepaarte Teilbilder).

Konzeptmäßig zerfällt der Synchronzähler in einen niedrigen Teil, dessen Periode gleich der Periode H einer Fernsehzeile ist

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und der als "Horizontalzähler" bezeichnet wird, und einen hohen Teil, dessen Periode ein Fernsehbild gleich 625 H ist und der als "Vertikalzähler" bezeichnet wird.

Bezüglich des Horizontalzählers wird daran erinnert, daß eine Fernseh-Bildzeile 896 Punkte enthält, wovon 512 das graphische Bild und 384 den rechten und linken Rand bilden, die den Feldern entsprechen, die für die Perioden zum Einschreiben in den Bildspeicher reserviert sind. Dieser Zähler kann gemäß Fig. 6a aus zehn Abschnitten gebildet sein, denn es gilt:

2⁹ < 896 < 2¹⁰,

wobei die Ausgänge des Zählers mit den Bezugszeichen S.ο bis S.9 bezeichnet sind. Dieser Zähler kann in Form von zwei hintereinander geschalteten Zählern verwirklicht werden; ein niedriger Modulo-8-Teil (S.O-S.2) und ein hoher Modulo-112-Teil (S.3-S.9). Der niedrige Teil des Horizontalzählers wird durch die Taktsignale CLK hochgezählt, deren Frequenz bei verkämmten Teilbildern 14 MHz beträgt, während der hohe Teil des Horizontalzählers vom Ausgang des niedrigen Teils hochgezählt wird, der ein Signal CKIN der Periode To = 8/F_CLK abgibt, wobei dieses Signal CKIN als Taktsignal des Vertikal-' Zählers verwendet wird.

Fig. 6b zeigt ein Zeitdiagramm der Signale des Horizontalzählers. Die Dauer einer zwischen zwei Impulsen SYNC.H definierten Fernsehzeile ist gleich 112To; die Dauer einer Zeile eines graphischen Bildes ist gleich 64To, und die Dauer der Ränder (einschließlich der Rücklaufdauer der Fernsehablenkung) ist gleich 48To mit der aus der Figur ersichtlichen Verteilung. Wenn der Modulo-112-Zähler auf Null zurückgesetzt wird, während der Zustand 111(10) (mit 10 als Dezimalbasis) erkannt wird, so definiert das Signal am Ausgang S.9 die Periode des Lese/-Sichtbarmachungsvorgangs R und die Schreibperiode W. Der Horizontalzähler muß ferner Zeilen-tibertragssignale R.L und

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Halbzeilen-Übertragssignale R.L/2 für den Vertikalzähler uiü Synchronisationssignale H und H/2 erzeugen.

Fig. 7a zeigt das elektrische Schaltbild des hohen Teils des Horizontalzählers, worin die Zustands-Erkennungseinrichtungen durch AND-Verknüpfungsschaltungen symbolisiert sind. Die Ausgangssignale S.3 bis S.8 bilden den niedrigen Teil der Leseadressen IMRA des Bildspeichers; das Ausgangssignal RS der ersten Erkennungseinrichtung verursacht eine Null-Rücksetzung des Zählers an seinem Eingang CL, das Signal S.9 ist das Signal GUWE, welches die Schreibvorgänge freigibt. Das Zeitdiagramm der entsprechenden Signale ist in Fig.7b dargestellt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Erkennungseinrichtungen in vereinfachter Form als Verzögerungs-Kippschaltungen ausgebildet. Es reichen dann vier wenig umfangreiche Erkennungseinrichtungen und zwei D-Kippschaltungen aus, die es gestatten, die Signale um acht Taktperioden zu verschieben. Diese Ausführungsform des Horizontalzählers ist in Fig. 8a in Form eines Blockschaltbilds dargestellt. Der Vertikalzähler enthält:

- einen Zähler 100, der durch das Taktsignal CKIN (1,75 MHz) hochgezählt wird, das von dem im Fig. 8 gezeigten Modulo-8-Zähler geliefert wird;

- vier Erkennungseinrichtungen A, B, C und D;

- eine AND-Schaltung 101, die ein Null-Rückstellsignal des Zählers 1OO an dessen Eingang CL abgibt;

- eine AND-Schaltung 102, die ein Zeilen-Übertragssignal RL an den Horizontalzähler abgibt;

- eine AND-Schaltung 103, die ein Halbzeilen-Übertragssignal RL12 an den Horizontalzähler abgibt;

- eine OR-Schaltung 104, die eine Additionsverknüpfung der Erkennungsschaltungen C und D verwirklicht;

- eine Verzögerungs-Kippschaltung 105 vom Synchrontyp, die eine Verschiebung um 8To (To ist die Periode von CKIN) des

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Ausgangssignals der Erkennungseinrichtung C gewährleistet;

- eine Verzögerungs-Kippschaltung 106 vom Synchrontyp, die eine Verschiebung des Ausgangssignals der Erkenriungseinrichtung D um 8To gewährleistet.

Die diesen verschiedenen Elementen zugeordneten Signale sind in Fig. 8d dargestellt, wobei die Kurve T die Zeitachse im hexadezimaler Einteilung zeigt, mit jedem Intervall gleich 8To.

Wenn der Generator nur mit gepaarter Halbbildnorm arbeiten würde, so würden die vorausgehenden Betrachtungen es ermöglichen, einen Modulo-312-Vertikalzähler zu verwirklichen, mit 256 Zeilen für das graphische Bild und 56 Zeilen für den senkrechten Rand, z.B. 16 Zeilen unter dem Bild und 40 Zeilen darüber (einschließlich der Rücklaufzeit für die Fernsehablenkung; die Erkennung des Zustande 311 wird dabei ausgenutzt, um den Vertikalzähler auf Null zurückzusetzen (Synchronlöschung)

Om einen Vertikalzähler zu verwirklichen, der mit beiden Fernsehnormen arbeiten kann (verkämmte Teilbilder und gepaarte Teilbilder), muß die Periode des Vertikalzählers 625H sein (H ist die Periode einer Fernsehzeile); das kürzeste zu erkennende Ereignis ist H/2, da die Hälfte der Teilbild-Impulse im der Mitte eimer Fernsehzeile beginnt. Die Anzahl der Zustände dieses Vertikalzählers ist also gleich 1250, und dieser enthält folglich 11 Abschnitte (Bits), denn es gilt

2¹⁰ < 1250 < 2¹¹.

Die Folgesteuerung der 1250 Zustände dieses Vertikalzählers muß so erfolgen, daß:

- neun Ausgangssignale direkt die vertikalen Sichtadressen des Bildspeichers liefern, wobei das hochwertige Bit die Parität der Teilbilder für die Norm 512 χ 512 angibt;

- der Vertikal-Synchronisations-Impuls leicht erzeugt werden kann;

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- ein Testsignal LT1 erzeugt wird;

- ein Signal erzeugt wird, da., den Anfang und das Ende des graphischen Bildes anzeigt.

Eine herkömmliche Ausführungsform eines 11-Bits-Synchronzählers ist schematisch in Fig. 9 dargestellt; dieser wird für alle 1/2 Zeilen durch die Signale RL/2 des Horizontalzählers hochgezählt. Davon ausgehend, daß jedes Teilbild eine ungerade Anzahl Halbzeilen enthält (625 bei diesem Ausführungsbeispiel), so ergibt sich daraus, daß bei einem von zwei Teilbildern sich die Ausgangssignale dieses Zählers in der Zeilenmitte ändern, so daß also diese Ausgänge nicht zur direkten Vertikaladressierung des Bildspeichers verwendet werden können.

Die in Fig. 10 gezeigte Ausbildung des Zählers gestattet'es, den vorstehend erwähnten Mangel zu beheben. Die zehn hochwertigen Bits werden am Zeilenende inkrementiert, während nur das niederwertige Bild bei jeder Halbzeile kippt. Bei der folgenden Betrachtung kann vorerst das höchstwertige Bit (MSB) ignoriert werden und ein Weg gesucht werden, um eine Periodizität von 312,5 H für die anderen Bits zu erreichen.

Die Zustände dieser Zähler sollen mit (m, n) bezeichnet werden, worin m der Dezimalwert des 9-Bit-Zählers und η das HaIbzeilenbit (gleich 0 oder 1) ist, und es wird Fig. 11a betrachtet. Die Erkennung des Wertes (312,0) bewirkt eine mit dem Halbzeilenübertrag synchrone Null-Rückstellung (Löschen) der betrachteten zehn Bits; das Kreuz (X) bezeichnet den Zeitpunkt, wo diese "Löschung" wirksam wird. Fig. 11a zeigt, daß in allen Fällen eine Periode von 312,5 H zwei aufeinanderfolgende Kreuze,trennt, wobei die Teilbildsequenz von mit durchgehendem Strich eingezeichneten Pfeilführungen bezeichnet ist. Ein Mittel zur Unterdrückung der Teilbildverschachtelung besteht ferner darin, das Halbzeilenbit zu ignorieren und eine Null-Rückstellung (Löschen) durchzuführen, wenn der Wert 312X

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Die nicht verschachtelte bzw. verkämmte Sequenz ist in der rechten Spalte wiedergegeben und mit einer gestrichelten Pfeilführung bezeichnet.

Das Teilbild-Paritätsbit kann auf zwei Weisen erzeugt werden:

a) es kann der Übertrag ausgenutzt werden, der durch die Erkennung des Wertes 312/0 gebildet wird, um dieses Bit zu kippen,

b) der Wert des niedrigen Bits (der Halbzeile) kann während jedes Zeilen-Impulses gespeichert werden, da er von einem Halbbild zum anderen verschieden ist.

Die letztgenannte Arbeitsweise ist bei manchen Anwendungsformen vorteilhaft, weil sie für eventuelle Störsignale weni~ ger empfindlich ist, denn der Wert dieses Bits wird öfter auf den neuesten Stand gebracht. Dieses Bit ist also während der dem linken Teil in Fig. 11a entsprechenden Teilbilder auf Pegel "1" und für den rechten Teil auf Pegel "O"; es ist also genau das niedrigwertige Bit (und nicht sein invertierter Wert), wenn von oben nach unten gezählt wird, denn die rechte Zeile (O,Q) befindet sich über der linken Zeile (0,0).

Insoweit hat nun die Ausgestaltung des Vertikalzählers folgen- ' den Mangel. Die Erkennung des Vertikal-Synchronisationsimpulses ist unterschiedlich für geradzahlige und ungeradzahlige Teilbilder. Es bieten sich zwei Lösungen zur Behebung dieses Mangels:

a) Die Erkennungseinrichtungen des Vertikal 7-Mhlers werden durch solche Erkennungseinrichtungen ersetzt, die an den Ausgängen eines kleinen zusätzlichen Zählers angeordnet werden, der alle Halbzeilen hochgezählt wird, und von dem Löschsignal des Hauptzählers ausgelöst wird. Die Anzahl der Abschnitte (Bits) dieses zusätzlichen Zählers muß gleich 4 sein, da die Gesamtdauer des Vertikal-Impulses gleich 15 Halbzeilen plus ein Anhaltzustand ist. Der Vorteil dieser

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Lösung besteht darin, daß lange Verbindungen dieser Erkennungseinrichtungen entfallen können, was hinsichtlich der Herstellung in Form einer integrierten Schaltung vorteilhaft ist; ein Nachteil besteht jedoch darin, daß ein Zähler mit vier Abschnitten hinzugefügt wird.

b) Die Folgesteuerung des Zählers kann in der Nähe des Vertikal-Impulses folgendermaßen modifiziert werden: Wenn der obere Teil (aus 9 Bits) einen kleineren Wert als 8 aufweist, so wird der Eingangsübertrag dieses Teils auf der niedrigeren Stufe berechnet (Halbzeilenbit), und zwar selbst dann, wenn er in der Zeilenmitte erscheint. Man liegt dann bei der in Fig. 11b gezeigten Teilbildanfangssequenz. Der linke Teil bleibt unverändert, im rechten Teil dauert jedoch der Zustand (8,X) eine Halbzeile, anstelle des vorherigen Zustandes (O, X).

Das Vertikal-Synchronisationssignal wird folgendermaßen gebildet:

Vorausgleichsperiode (O, X) + (1, X) + (2, O) Vertikal-Impulsperiode (2, 1) + (3, X) + (4, X) Nachausgleichsperiode (5, X) + (6, X) + (7, 0).

Ein direkter Weg zur Erzeugung des Vertikal-Signals besteht darin, folgende Perioden zu erkennen:

Einhüllende des Vertikal-Signals von (0, X) bis (7, 0)

Vertikal-Impulsperiode von (2, 1) bis (4, X).

Zur Vervollständigung des Vertikalzählers müssen dessen Zustände um eine feste Größe verschoben werden, so daß der Zustand "O" in der ersten Zeile des graphischen Bildes auftritt.

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Die Teilbildänderung erfolgt durch Erkennung des Zustands 272 = (312-40) und durch einen anschließenden Sprung zu 472, unter Berücksichtigung, daß gilt 2⁹ - 312 = 200(10). Es muß ferner die Zeile (19, X) bzw. Testzeile LT1 erkannt werden, also nach Verschiebung der Zustand (491 , X). Schließlich müssen die invertierten Ausgänge der Zeilennummern und des Teilbild-Paritätsbits ausgenutzt werden, damit die Zeile 0 des graphischen Bildes auf dem Bildschirm unten liegt.

Es wird nun die Organisation des Bildspeichers betrachtet. Das Videoausgangssignal des Bildspeichers beschreibt nacheinander den Zustand jedes Punktes einer selben Zeile. Eine Horizontalauflösung von 512 Punkten entspricht einer Dauer, die kleiner als 100 ns pro Punkt ist (Punkt-Taktfrequenz 14 MHz); die Zugriffszeit der derzeit im Handel erhältlichen Speichermoduln liegt in der Größenordnung von 350 ns. Es müssen also mehrere Punkte gleichzeitig ausgelesen werden, wobei diese Punkte sich nur durch den niedrigen Teil und ihre Horizontaladresse unterscheiden, und dann müssen diese Punkte mittels eines Schieberegisters in serielle Form gebracht werden, um das Videosignal zu bilden. Der Bildspeicher muß also in Wörtern aus η Bits organisiert sein, z.B.

Auflösung η Speichermoduln Organisation

32 K Wörter zu 8 Bits 16 K Wörter zu 4 Bits

8 K Wörter zu 2 Bits 4 K Wörter zu 1 Bit

Zur Steigerung der Anzahl der zur Beschreibung eines Punktes erforderlichen Bits (Farbe, Mittelfabe, Überlagerung usw.) muß die Bildspeicher/Registereinheit mit der entsprechenden Anzahl von Bits multipliziert werden, wobei die Anzahl und die Länge der Wörter konstant bleibt, denn es muß berücksich-

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512	X	512	8	1	6	X	16	K	Bits
256	X	256	4		4	X	16	K	Bits
128	X	128	2		4	X	4	K	Bits
					2	X	8	K	Bits
64	X	64			1	X	4	K	Bits

tigt werden, daß die Speichereinheit mit der dritten Potenz wächst.

Fig. 12a zeigt eine Ausführungsform des Bildspeichers für die Anwendung bei einem einfarbigen Fernsehgerät, und zum Vergleich zeigt Fig. 12b die Ausbildung eines Bildspeichers für die Anwerv' ig bei einem Farbgerät mit den drei Farben Rot, Grün und Blau.

Für eine Mittelfarben-AnWendung werden die Ausgänge der Schieberegister in einem 3-Bit-Digital/Analog-ümsetzer decodiert; bei einer Anwendung mit überlagerten Bildern können die Ausgänge der Schieberegister an eine OR-Schaltung angelegt werden.

Die bisher beschriebene Adressierung gestattet es nicht, das Problem vollständi zu lösen. Im Schreibbetrieb muß nämlich der Generator der graphischen Funktionen bzw. die Graphikeinheit GRAPH einzeln zu den Speicherpunkten Zugriff haben. Es muß also der niedrige Teil der Schreib-Horizontaladresse verwendet werden, um das betreffende Bit in dem Speicherwort auszuwählen.

Wenn zur Vereinfachung nur die Darstellungen £512 χ 512) Punkte (16 Einheiten) und (256 χ 256) Punkte (4 Einheiten) betrachtet werden, so ist es unwirtschaftlich, 16 Verbindungsieitungen zwischen dem Generator und der Speichereinheit einzusetzen, wirtschaftlich ist es vielmehr, diese Verbindung auf vier-Leitungen zu beschränken, wobei die niedrige Horizontaladresse (auf 4 Bits) für die Darstellung mit (512 χ 512) Punkten direkt ausgegeben wird und für die Darstellung (256 χ 256) Punkte in decodierter Form (in Form des Signals RAS, um sie direkt mit den Speichereinheiten zu verbinden. Die Funktion dieser vier Leitungen (bezeichnet mit IMSL O bis 3) hängt von dem Signal FMAT ab, das festlegt, ob der generator mit verschachtelten oder gepaarten Fernsehteilbildern arbeiten soll. Bei der Dar-

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Stellung mit (512 χ 512) Punkten muß also ein Decoder eingefügt werden«

Für einen Lesevorgang in dem Bildspeicher müssen alle Bits
eines Wortes gemeinsam ausgelesen werden; bei der Darstellung mit 256 χ 256 Punkten erfüllen die Selektionssignale IMSL diese Aufgabe; bei der Darstellung mit (512 χ 512) Punkten zeigt
ein zusätzliches Signal GUWE die Leseperioden an und muß die Hälfte der Ausgänge des Decoders auf niedrigen Pegel zwingen (siehe Fig. 16).

Bei den beiden Darstellungen ist der sichtbar gemachte Teil
des adressierbaren Digitalraumes unterschiedlich, die Sichtbarmachungspräzision ist jedoch mit der zum Einschreiben der Zeichnung angewandten digitalen Präzision identisch.

Es wird nun der Fall betrachtet, wo die Auflösungen des graphischen Bildes geringer sind als (256 χ 256) Punkte. Das Eingangssignal FMAT ist dasselbe wie im Fall von (256 χ 256)
Punkten, mit demselben Logikpegel. Bei der Darstellung mit
(128 χ 12Q) Punkten sind die Ausgänge IMSL zu zweit gruppiert, und für die Darstellung mit (64 χ 64) Punkten einzeln (wobei in diesem Fall die Signale IMSL unnötig sind, wie aus Fig. 13 ■ hervorgeht.

In gleicher Weise erfolgt die Vertikaladressierung durch Ignorieren eines Bits für die Darstellung (12Px 128) und Ignorieren von zwei Bits für die Darstellung (64 χ 64).

Die Sichtbarmachungspräzision.ist nicht mehr die digitale
Präzision, z.B. entspricht ein Punkt eines Bildes mit
(128 χ 128) Punkten der logischen OR-Verknüpfung von vier
Punkten eins Bildes mit (256 χ 256) Punkten.

Bei der Darstellung mit (256 χ 256) Punkten (und bei geringeren

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Auflösungen) ist die Adresse der Punkte durch 16 Bits gebildet, wovon zwei auf den Leitungen IMSLi decodiert sind, während die 14 anderen in zwei Schüben auf die Anschlüsse IMABi geschickt werden. Bei der Darstellung mit (512 χ 512) Punkten enthält die Adresse 18 Bits, wovon vier zu den Anschlüssen IMSLi und die 14 anderen zu den Anschlüssen IMABi geschickt werden.

Zur Erläuterung des vorstehend Beschriebenen werden mn einige Beispiele für die Organisation und Adressierung des Bildspeichers betrachtet.

Für die Darstellung mit' (64 χ 64) Punkten (Fig. 13) wird ein einzelner Modul mit 4 K χ 1 Bit benötigt, wobei sequentiell Zugriff zu den Bits über eine Leitung erfolgt. Jede Leitung wird viermal wiederholt. Die Taktfrequenz (Signal S.1 mit 3994,4 kHz) ist gleich dem doppelten Wert der Punkte-Taktfrequenz, um die Erzeugung des Signals CAS zu ermöglichen. Das Ausgangssignal Dout des Speichermoduls 10 wird einer OR-Schaltung 20 zugeführt, die ferner ein Signal IMFB empfängt, welches es gestattet, das Videosignal auf Pegel "Weiß" zu zwingen. Das Ausgangssignal der Schaltung 20 wird einer OR-Schaltung 30 zugeführt, die ferner ein Signal IMFN empfängt, welches es gestattet, das Videosignal auf Pegel "Schwarz" zu zwingen. Die Erzeugung und die Funktion dieser beiden Signale IMFB und IMFN werden später beschrieben. Da der Ausgang des Speichers nicht immer freigegeben ist, ist mit dem Ausgang der Schaltung 30 eine D-Kippschaltung 40 verbunden. Eine Kippschaltung 50 gestattet es ferner, die Ausgangsfrequenz eines Oszillators 60 durch 2 zu teilen.

Zur Darstellung mit (128 χ 128) Punkten (Fig. 14) werden zwei Moduln mit 8 K Bits oder vier Moduln mit 4 K Bits benötigt. Die Adresse IMAB 6 wird nur für den niedrigen Teil benötigt. Ein Taktgeber 60 arbeitet auf der Punktfrequenz und ermöglicht die Verschiebung des Registers 40 und die Erzeugung des Signals

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COPY

CAS. Das Signal IMFN verhindert das Laden des Registers, und unter diesen Bedingungen wird der Pegel "Schwarz" erzwungen, wenn der Serieneingang des Registers auf hohem Pegel liegt. Es kann auch ein Speichermodul 16 K Bits verwendet werden, wenn er eine Zykluszeit aufweist, die geringer als 275 ns ist; die Zugriffe erfolgen dann mit der Punktfrequenz. Die zusätzliche Adresse wird im Schreibbetrieb von den Signalen IMSL und im Lesebetrieb von einem externen Teiler 5O geliefert.

Zu der Darstellung mit (256 χ 256) Punkten, wofür das Schaltbild in Fig. 15 wiedergegeben ist, sind keine besonderen Bemerkungen erforderlich. Die Darstellung mit (512 χ 512) Punkten wofür das Schaltbild in Fig. 16 gezeigt ist, erfordert 16 Moduln zu 16 K Bits. Diese Moduln sind zu 2 mal 8 Moduln angeordnet. Bei einem Lesevorgang werden acht Moduln selektiert, indem die Signale GÜWE und IMSL.3 kombiniert werden, wobei letzteres Signal dann eine Sichtadresse führt. Die Gesamtheit aller Speicherfelder wird auf zwei Fernsehteilbildern ausgelesen, wobei die Trennung dieser Fernsehzeilen je nach deren Parität nicht mit der Trennung in zwei Hälften übereinstimmt, anderenfalls würde eine Hälfte während eines Halbbildes nicht aufgefrischt, und es erfolgt alle zwei Zeilen eines selben Teilbildes (wegen des Ausgangssignals IMSL.3) bzw. alle 128 Zugriffe e" · Kippvorgang der verwendeten Hälfte. Die Punkt-Taktfrequenz beträgt in diesem Falle 14 MHz.

Da gemäß der vorstehenden Beschreibung die Oszillatorfrequenz an die Auflösung des graphischen Bildes angepaßt ist, kann ein einzelner Taktgeber verwendet werden, der einem Modulo-8-Zähler zugeordnet ist, und der Taktgenerator kann durch einen elektronisch abstimmbaren Oszillator verwirklicht werden, der das Signal FMAT empfängt.

Es wird nun die Verteilung der Kontrollsignale des Bildspeichers beschrieben.

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Zur Verfügung steht eine Sichtadresse auf 18 Bits SO, S.1, S.2_f S.3, S.4, S.5, S.6_f S.7, S.8 (hoher Teil) und Teilbildparität, L.O, L.1_r L.2, L.3, L. 4, L.5, L .6, L.7 (hoher Teil), und es wird angenommen, daß die Schreibadresse ebenfalls auf 18 Bits zur Verfügung steht:

X.O, X.1, X.2, X.3, X.4, X.5, X.6, X.7, X.8 und Y.O, Y.1_f Y.2, Y.3, Y.4_f Y.5_f Y.6, Y.7, Y.8.

Es müssen:

- diese Adressen gemultiplext werden nach den Schreib- und Leseperioden, die von dem Signal GUWE definiert werden, das aus der logischen Addition des Signals S.9 (WE) und des Signals FECR (Schreiberzwingung) resultiert;

- verschiedene Schreibadressen und Lese/Sichtadressen in Abhängigkeit vom Pegel des Signals FMAT verknüpftwerden, wobei dieses Signal die Norm des Fernsehbildes bestimmt (verkämmte Teilbilder oder gepaarte Teilbilder). FMAT entspricht der gepaarten Teilbildnorm,

- diese Adressen unter die Anschlüsse IMAB und IMSL verteilt werden;

- der hohe und der niedrige Teil der Adressen an den Ausgängen IMAB mit der Frequenz des Taktsignals CKIN gemultiplext werden.

Es wird angenommen, daß die Punkt-Taktsignale CLK und die von dem Modulo-8-Zähler erzeugten Signale SO bis S2 außerhalb des Signalgenerators verfügbar sind.

Es wird zunächst nur die Verteilung der Adressen an den Ausgängen IMAB und IMST. betrachtet; diese werden gemäß Fig. 17a verteilt, die den Fall einer Auflösung von (256 χ 256) und weniger zeigt, bzw. gemäß Fig. 17b, die der Auflösung (512 χ 512) entspricht.

Zur Darstellung mit (512 χ 512) Punkten wird daran erinnert, daß das am Ausgang IMSL.3 verfügbare Signal verwendet wird, um eine Hälfte des Bildspeichers auszuwählen, und sich alle

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zwei Zeilen während einer Sichtbarmachungsperiode ändert, um die Vorschriften bezüglich der Auffrischung des Bildspeichers zu erfüllen.

Fig. 17c zeigt die Kombination der Figuren und betrifft die Multiplexschaltungen, welche die Signale an den Ausgängen IMSL liefern. Ein Multiplexer 300 mit vier Ausgängen und vom Typ 2-1 wird von dem Signal FMAT gesteuert; mit 3O1 ist ein 2-4-Decoder bezeichnet, der von einem Signal IMWE gesteuert wird, das von der Graphikeinheit geliefert wird; wenn dieses Signal auf niedrigem Pegel ist, so gibt es einen Schreibvorgang im Bildspeicher frei. Mit 302 ist ein 2-1-Multiplexer bezeichnet, der von dem Signal GUWE gesteuert wird; mit 303 ist ein Operator bezeichnet, der -¹Le Ausgänge des Decoders 3O1 auf Pegel O zwingt und der von dem Signal GUWE gesteuert wird; mit 304 ist eine OR-Schaltung bezeichnet, die die Formgebung der Signale gestattet, um ein Signal RAS zu erzeugen; sie wird von dem Taktsignal CKIN gesteuert.

Es müssen nun die Adressleitungen an den Ausgängen IMAB in Abhängigkeit von den drei Steuersignalen FMAT, GUWE und CKIN verteilt werden. Um von der Multiplexierung mit dem Signal CKIN zwischen dem hohen und dem niedrigen Adressteil abzusehen, werden die Ausgänge IMAB mit RO, RI,... R6, CO, C1,... C6 bezeichnet, wenn davon ausgegangen wird, daß 14 solche Ausgänge vorhanden sind.

Die Zuordnung der verschiedenen Adressleitungen ergibt sich aus der Tabelle (S. 36); diese Tabelle muß betrachtet werden als Verknüpfung einer Tabelle (512 χ 512) (linker Teil) mit einer den Darstellungen mit geringerer Auflösung entsprechenden Tabelle (rechter Teil), wobei die Spalte 3 gemeinsam ist. Zu beachten ist, daß keine Entsprechung zwischen der Spaltengruppe 1 und 2 und Spaltengruppe, 4, 5, 6 und 7 vorhanden ist.

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Es wird folgendes Verfahren angewant:

1. In Spalte 3 werden die verfügbaren Bezeichnungen der Lese/Sichtbärmachungsadressen eingetragen;

2. es können dann die Spalten 1 und 5, 6, 7 in Abhängigkeit von den Schreib/Lese-Entsprechungen aufgefüllt werden» die während der vorausgehenden Beschreibung der Organisation und Adressierung des Bildspeichers definiert wurden;

3. neben die Schreibadressen, die den Ausgängen IMSL zugeführt werden, wird dann ein Merkwort "IMSL" gesetzt, und dann müssen die Bezeichnungen der 14 Ausgänge RO, ··· R6,

CO, ... C6 in die Spalten 2 und 4 eingesetzt werden;

4. dann wird C6 in "a" und R6 in "b" eingesetzt, je nach Anwendung entsprechend den Darstellungen mit (64 χ 64) und (128 χ 128) Punkten;

5. eine Adresse Ci muß in "c" eingesetzt werden, um die Auffrischung des Bildspeichers bei einer Anwendung mit (512 χ 512) Punkten zu ermöglichen, wobei zu bemerken ist, daß das Signal "Teilbitparität¹¹ sich nur alle 20 ms ändert. Hierfür wird C6 in "c" eingesetzt, und zwar gleichzeitig wie R6 in "d" eingesetzt wird, um die Unterschiede zwischen den Spalten 2 und 4 und folglich den Umfang der Multiplexer minimal zu halten;

6. es müssen dann noch die Spalten 2 und 4 durch die Ausgangssignale Ci oben in der Tabelle und Ausgangssignale Ri unten in der Tabelle vervollständigt werden, und zwar gegenüber den Lesseadressen, die sich am schnellsten ändern, um die Auffrischung des Bildspeichers in der bestmöglichen Weise zu gewährleisten. Da in den Spalten 2 und 4 gleiche Zahlen verfügbar sind, wird die Anzahl der Eingänge der Multiplexer, die die Ausgangssignale IMAB erzeugen, auf 6 begrenzt; z.B. liefert der Ausgang IMAD.3 abwechselnd S5, L4, Y5, Y4, X5, X4.

Fig. 18 zeigt eine trotz der hohen Anzahl von Verbindungen noch recht einfache Ausführungsform der Adressmultiplexer, Die

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Multiplexer sind aus Einheiten aus MSI-Technik (mittlere Integrationsdichte) und in SSI-Technik (geringe Integrationsdichte) gebildet: Der die Ausgangssignale IMAB liefernde Multiplexer ist aus sieben Einheiten LS 151 gebildet; der die Ausgangssignale IMSL erzeugende Multiplexer ist aus einer Einheit LS 157 gebildet;

der Decoder für die Adressen XO und X1 ist aus einer Einheit LS 139 gebildet.

Es kann nun das vollständige Schaltbild des Signalgenerators (ohne Multiplexierung) gemäß Fig. 19 angegeben werden.

Der Signalgenerator enthält also folgende Elemente:

- einen externen Taktgenerator CLK bzw. Punkte-Taktgeber, der in Fig. 6A gezeigt ist; er enthält einen Eingang FMAT, der es gestattet, die Ausgangsfrequenz des Signals GK elektronisch in Abhängigkeit von der Fernsehnorm zu ändern;

- einen in Fig. 6a gezeigten Modulo-8-Zähler CNT, der die Signale S.O, S.1, S.2 erzeugt und das Taktsignal CKIN für die Folgesteuerung der Elemente des Generators abgibt;

- den Modulo-112-Horizontalzähler 100, der die Lese-Adresssignale S.3 bis S.8 und das Signal S.9 (WE) abgibt, welches die Leseperioden und Schreibperioden in dem Bildspeicher definiert; ,

- die bereits beschriebenen Elemente, die Erkennungseinrichtungen A, B, C und D, die Verzögerungskippschaltungen 105 und 106 und die Verknüpfungsschaltungen 101, 1o2, 103 und 104;

- den Vertikalzähler 200, der einen Freigabeeingang E und einen Vortixnstelleingang PS zum Vorsetzen auf den Zustand 472,0 enthält; dieser Zähler liefert die Lese-Adressignale LO bis L7 und ein Signal L9, welches das obere und untere Ende des graphischen Bildes definiert;

- eine T-Kippschaltung 201, die einen Eingang T, einen Null-Rückstelleingang CL und einen Takteingang CK enthält, der an seinem Ausgang Q ein Signal im Rhythmus einer Fernsehhalbzeile liefert;

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- eine D-Kippschaltung 202, die den Ausgang der Kippschaltung 201 mittels eines Zeilenübertragssignals RL abtastet, das an seinen Freigabeeingang E angelegt wird; sie gibt an Ihrem Ausgang Q das Signal PT der Teilbildparität ab;

- die Erkennungseinrichtungen für den Zustand des Zählers 200, nämlich das Element 203, das den Zustand (272,0) erkennt, das Element 204, das den Zustand ( 491,X) erkennt, entsprechend der Testlinie LT1 auf Pegel "Weiß", das Element 205, das den Zustand (<8) erkennt, das Element 206, das den Zustand (2, 1) erkennt, das Element 207, das den Zustand (3, X) erkennt, das Element 208, das den Zustand (4, X) erkennt, und das Element 209, das den Zustand (7, 1) erkennt.

Die Ausgangssignale der Erkennungseinrichtungen 206, 207, werden an die Eingänge einer OR-Schaltung 201 angelegt, um die Vertikal-Synchronisationsimpulse zu liefern.

Das Ausgangssignal der Erkennungseinrichtung 2.09 wird nach Inversion in dem Inverterelement 211 mit dem Ausgangssignal der Erkennungseinrichtung 205 an eine AND-Schaltung 212 angelegt, um das Einhüllsignal des Vertikal-Synchronisationssignals zu liefern.

Der Eingang E des Zählers 200 wird vom Eingangssignal einer Verknüpfungsschaltung 213 gesteuert, die an ihren Eingängen das Ausgangssignal von zwei Verknüpfungsschaltungen 214 und 215 empfängt, die eine Multiplexvorrichtung für die Übertragssignale PT, und RL/2 bilden. Das Signal FMAT wird an einen ersten Eingang einer NOR-Schaltung 216 angelegt, wobei dieses Signal für das Format 256 χ 256 und darunter auf niedrigem Pegel liegt, und der zweite Eingang der Schaltung 216 empfängt das Ausgangssignal der Halbzeilen-Kippschaltung 201 .

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Wie bereits erwähnt, gestattet es das Signal S9/ die Lese- und Schreibperioden in dem Bildspeicher zu unterscheiden; dieses Signal S9 wird an einen ersten Eingang einer OR-Schaltung 217 angelegt, die an ihrem zweiten Eingang ein externes Signal FECR empfängt, welches es gestattet, das System in den Schreibbetrieb zu zwingen, um einen Schreibvorgang zu beschleunigen, wodurch folglich der Lese/Sichtbarmachungsvorgang unterbrochen wird. Das Ausgangssignal der Schaltung 217 ist mit GUWE bezeichnet, denn es gibt, wenn es auf hohem Pegel ist, die Funktion einer externen Graphikeinheit frei; während der Lese/Sichtbarmachungsphasen liegt es auf niedrigem Pegel.

Die digitale Einrichtung, die es gestattet, das Video-Ausgangssignal des Bildspeichers in einen bestimmten Zustand zu zwingen, ist aus OR-Schaltungen 218, 219 und 220 und AND-Schaltungen 221, 222 gebildet. Diese digitale Einrichtung erstellt zwei Ausgangssignale, nämlich das Signal IMSB, durch welches das Videosignal auf "Weiß" gezwungen wird, und das Signal IMFN, wodurch das Videosignal auf "Schwarz" gezwungen wird. Das Signal IMFN dient insbesondere zur "Bereinigung" des Videosignals außerhalb des graphischen Bildes, z.B. wenn das Ausgangssignals des Bildspeichers Störsignale enthält (Auffrisch- und Schreibphasen). Das Signal IFOB wird am Anfang jedes Fernsehteilbildes in dem nicht sichtbaren Teil des Bildschirms dazu verwendet, das Videosignal auf "Weißpegel" während der Dauer einer ^«stzeile LT.1 zu zwingen; es gestattet ferner, den Bildschirm auf Pegel "Weiß" zu zwingen, wenn ein Signal FLPEN empfangen wird, das von einem Leuchtstift geliefert wird.

Die digitale Einrichtung, die es gestattet, das Signal SYNC für die Synchronisation der Fernsehablenkung zu erzeugen, ist aus AND-Schaltungen 223 und 224, aus der OR-Schaltung 225 und einer D-Kippschaltung 226 gebildet, die es gestattet, das Ausgangssignal SYNC zu "bereinigen", dessen Signalform in der Figur dargestellt ist.

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Fig. 20 zeigt eine Ausführungsform des Signalgenerators, der mit MSI- und SSI-Bausteinen aufgebaut ist (mittlere bis geringe Integrationsdichte). Darin sind gebildet:

- der Horizontalzähler 100 aus Einheiten LS/163;

- der Vertikalzähler 200 aus Einheiten LS/163;

- die Halbzeilen-Kippschaltung 201 aus einer Einheit LS/163;

- die Paritätskippschaltung 202 aus einer Einheit LS/74;

- die Verzögerungskippschaltungen 105 und 106 und die Ausgangskippschaltung 226 aus Einheiten LS74;

- die Erkennungseinrichtungen für die Zählerzustände (in der Figur mit R bezeichnet) aus Einheiten SFC713O1.

Je nach Art der verwendeten Verknüpfungsschaltungen sind zwischen den Figuren 19 und 20 Unterschiede festzustellen, diese geringfügigen Unterschiede rechtfertigen jedoch keine Sonderentwicklung, denn Äquivalenzen zwischen den vorhandenen digitalen Verknüpfungsschaltungen sind hinreichend bekannt. Es wird lediglich angemerkt, daß die Pegel der Adressignale LO bis L7 mittels Inverterelementen IO bis 17 in Komplementärwerte umgesetzt werden.

Außer den bereits dargelegten Vorteilen ist es ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß sie zu einer in Anbetracht der Vielfalt der gelieferten Funktionen zu einer äußerst einfachen Verwirklichung führt.

Die Erfindung ist auf die beschriebene Ausführungsform nicht beschränkt; insbesondere die Parameterwerte können geändert werden, z.B. die Vertikalfrequenz, die Horizontalfrequenz und das Bildformat; z.B. können graphische Bilder mit (1O24 χ 1024) oder (2048 χ 2048) Punkten erhalten werden, wenn über einen Fernsehmonitor verfügt wird; der Generator liefert Signale, die es gestatten, die Arbeitsfrequenz mit dem Wechselstrom-Versorgungsnetz des Fernsehers zu synchronisieren; der Bildrahmen des graphischen Bildes kann leicht geändert werden,

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indem die Eingangswerte der Erkennungseinrichtungen verändert werden. Der Horterator gestattet ferner die Steuerung eines statischen Bildspeichers.

Der erfindungsgemäße Signalgenerator ist insbesondere geeignet für eine Anwendung in Schreiber-Endstationen, Sichtgeräten für alphanumerische Symbole und elektronische Spiele.

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Spalte 1	Spalte 2	Spalte 3	Spalte 4	Spalte 5	Spalte 6	> Spalte 7
Schreib adressen 512 χ 512	Zuweisung der Adres sen zu IAD 512 χ 512	Verfügbare Sicht adressen	Zuweisung der Adres sen zu IAD 256 χ 256	Schreib adressen 256 χ 256	Schreib adressen 128 χ 128	Schreib adressen 64 χ 64
Υ8	CO	L7	CO	Y7	Y7	Y7
Υ7	Cl	L6	Cl	Y6	Y6	Y6
Υ6	C2	L5	C2	Y5	Y5	Y5
Υ5	C3	L4	C3	Y4	Y4	Y4
Υ4	C4	L3	C4	Y3	Y3	Y3
Υ3	C5	L2	C5	Y2	Y2	Y2
Υ2 (IMSL)		Ll	C6 (a)	Yl	Yl
Yl	R6 (d)	' LO	R6 (b)	YO
YO	C6 (c)	Parität ,Teilbild
Χ8	RO	sa	RO	X7	X7	X7
Χ7	Rl	S7	Rl	X6	X6	X6
Χ6	R2	S6	R2	X5	X5	X5
Χ5	R3	S5	R3	X4	X4	X4
Χ4	R4	54	R4	X-	X3	X3
Χ3	R5	S3	R5	X2	X2	X2
X2 (IMSLJ				(IMSL) Xl	(IMSL) Xl
Xl (IMSL)				(IMSL) XO
XO (IMSL)					•

JO O N) N? OS)

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Signalgenerator zur Sichtbarmachung eines graphischen Bildes auf dem Bildschirm eines Fernsehgerätes in Zwischenzeilenoder einer anderen Norm und mit variabler Auflösung, wobei dieser Generator zum einen an einen Schreibgenerator und zum anderen an einen modulförmigen Bildspeicher angekoppelt ist, der mit dem Fernsehgerät verbunden ist, gekennzeichnet durch

- eine Taktschaltung, die ein Taktsignal mit einer Punktfrequenz abgibt, die von dem Format des graphischen Bildes abhängig ist,

- Zähleinrichtungen, die durch das Taktsignal hochgezählt werden und Lese-Adresssignale des Bildspeichers abgeben, wobei diese Zähleinrichtungen zwei synchrone d.irekte Zähler enthalten, einen Horizontalzähler und einen Vertikalzähler,

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die mit Erkennungsschaltungen versehen sind,

- Einrichtungen, die eine Änderung der Fernsehbildnorm gestatten und eine Halbzeilen-Kippschaltung und eine Teilbildparität-Kippschaltung enthalten,

- Multiplexeinrichtungen für die Adressignale des Bildspeichers, mit einem Multiplexer, der in Abhängigkeit vom Format bzw. von der Norm des Fernsehbildes arbeitet, einem Multiplexer, der in Abhängigkeit von den Lese- und Schreibperioden in dem Bildspeicher arbeitet, und mit einer Multiplexeinrichtung für de hohen und niedrigen Adressteile,

- Einrichtungen zur Steuerung der Helligkeit des Bildschirms des Fernsehgeräts,

- Einrichtungen zur Erzeugung der Horizontal- und Vertikalsynchronisationsimpulse und

- Einrichtungen zur Steuerung des Schreibgenerators, wobei die Auflösung des graphischen Bildes durch die Anordnung der Verbindungen zwischen den Ausgängen der Adress-MuItiplexelnrichtungen und den Adresseingängen der Moduln des Bildspeichers änderbar ist.
2. Signalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktschaltung durch einen frei arbeitenden Oszillator gebildet ist, dessen Frequenz durch einen Quarzresonator stabilisiert ist.
3. Signalgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktsc haltung aus einem frei arbeitenden Oszillator gebildet ist, dessen Frequenz durch einen Quarzresonator stabilisiert ist, der elektronische Mittel zur Einstellung der Frequenz in Abhängigkeit von der Fernseh-Ablenknorm enthält.
4. Signalgenerator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungsschaltungen des Vertikalzählers ein Testsignal erzeugen, das es gestattet, den

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- 3 Helligkeitspegel des graphischen Bildes zu stabilisieren.
5. Signalgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Horizontalzähler dauernd hochgezählt wird und der Bildspeicher aus dynamischen RAM-Speichermoduln gebildet ist.
6. Signalgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hochwertige Ausgang des Horizontalzählers das Zeilensignal bzw. Horizontalsignal des graphischen Bildes bildet.
7. Signalgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hochwertige Ausgang des Vertikalzählers das Vertikal-Signal des graphischen Bildes bildet.
8. Signalgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Horizontalzähler einen niedrigen Teil enthält, der einem hohen Teil nachgeschaltet ist.
9. Signalgenerator nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die es gestattet, den Schreibgenerator zum Schreibbetrieb zu zwingen.

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