DE2920229A1 - Symbolgenerator fuer schreiber- datenstation - Google Patents

Description

18. Mai 1979

THOMSON - CSF

173, Bd. Haussmann

75008 PARIS / Frankreich

Unser Zeichen: T 3245

Symbolgenerator für Schreiber-Datenstation

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufzeichnung von graphischen Symbolen auf einen empfindlichen Träger, wobei eine Folge von diskreten Punkten aufgeschrieben wird, die ein gegebenes Symbol darstellen. Die Erfindung betrifft ferner einen Symbolgenerator zur Aufzeichnung von alphanumerischen Typen und einfachen geometrischen Figuren. Allgemein befaßt sich die Erfindung mit dem technischen Gebiet der Schreiber-Endstationen.Sie befaßt sich insbesondere mit einem Generator für graphische Funktionen bzw. einem Generator, der die Aufzeichnung von graphischen Symbolen gestattet.

In der Technik sind die Datenverarbeitungssysteme, die es gestatten, auf dem Bildschirm eines Standgerätes graphische Bilder sichtbar zu machen, die aus geometrisc_hen. Figuren, alphanumerischen Typen und verschiedenen Zeichen zuaammen-

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gesetzt sind, als Schreiber-Endstationen bekannt. Je nach Art des Leuchtschirmes sind verschiedene Typen von Standgeräten möglich: solche mit Kathodenstrahlröhre, mit einer Flüssigkristalltafel (LCD), mit einer Matrix aus Leuchtdioden oder solche mit einer Plasmatafel. Die drei letzteren Typen befinden sich noch im Stadium der Entwicklung, können jedoch Anwendung finden, wenn die Auflösung (Anzahl von Punkten pro Bild) des darzustellenden Bildes nicht sehr groß ist. Die graphischen Standgeräte mit hoher Auflösung, die besser als 250 χ 250 Punkte ist, beruhen auf der Anwendung von Kathodenstrahlröhren. Je nach Art der Kathodenstrahlröhre können die Schreiber-Standgeräte in zwei Gruppen unterteilt werden: in der ersten Gruppe ist die Kathodenstrahlröhre mit einem Speicher-Bildschirm ausgerüstet, worauf die Bilddaten aufgeschrieben und nach Bedarf gelöscht werden; in der zweiten Gruppe hat der Bildschirm der Kathodenstrahlröhre nur eine sehr geringe Remanenz, wodurch es erforderlich ist, einen löschbaren Bildspeicher hinzuzufügen, in den die Bilddaten eingeschrieben werden, die zyklisch ausgelesen werden können, um das dargestellte Bild aufzufrischen. Zu diesem Thema wird allgemein auf M. Morvan et al "Images et Ordinateurs", Hrsg. Larousse, Paris, 1976, verwiesen.

Ein Generator für graphische Funktionen ist ein verkabeltes System, das dazu bestimmt ist, auf einem empfindlichen Träger graphische Bilder aufzuzeichnen. Darunter fallen allgemein verschiedene Generatoren, insbesondere: ein Generator für alphanumerische Typen oder allgemein für Symbole; ein Vektorgenerator; und ggf. ein Kreisgenerator. Die graphischen Bilder werden in Form einer Reihe von Punkten erzeugt, die insgesamt oder selektiv aufgeschrieben und dann gelöscht werden können. Der empfindliche Träger kann aus dem Speicherbildschirm einer Kathodenstrahlröhre gebildet sein, aus einem photoempfindlichen Film, einer magnetischen oder elektrischen Speichervorrichtung usw.

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Ein Symbolgenera tor muß unter der Einwirkung eines Steuerbefehls:

die einem von einem Datenwort bezeichneten Symbol entsprechenden Bilddaten erzeugen;

diese Bilddaten auf einen Träger aufzeichnen, der löschbar oder auch nicht löschbar sein kann, und zwar an einer Adresse, die von einem Datenwort oder von dem zuvor eingeschriebenen Symbol bestimmt wird;

später unter der Einwirkung eines Befehls die Gesamtheit oder einen Teil der zuvor eingeschriebenen Symbole löschen.

Der Generator muß es gestatten, jedes Symbol sehr schnell aufzuschreiben, besonders wenn das darzustellende Bild bewegt ist. Ferner ist es erwünscht, die Größe der Symbole (Abmessungen) zu ändern.

Es sind bereits Symbolgeneratoren bekannt, die es gestatten, alphanumerische Zeichen in Form einer Folge von diskreten Punkten zu erzeugen. Ein Typengenerator ist bereits in der DE-OS 28 07 788.5 beschrieben. Die bekannten Typengeneratoren sind ent der in der Geschwindigkeit begrenzt oder aber umfangreich bzw. kompliziert, wenn sie die Fähigkeit besitzen, die Größe der Typen zu verändern, und ferner bieten sie nicht alle Möglichkeiten, die von einer dialogfähigen Endstation verlangt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und einen Symbolgenerator zu schaffen, durch die die vorstehend erwähnten Mangel behoben werden. Insbesondere soll ein kompakter Symbolgenerator geschaffen werden, der wenigstens teilweise als hochintegrierte Schaltung (LSI) geschaffen werden kann, oder aber, der durch Zusammenbau von integrierten Schaltungen mittlerer Integrationsdichte (MSI), die im Handel verfügbar sind, gebildet werden kann.

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Durch die Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung geschaffen, die es gestatten, graphische Symbole zu zeichnen, die aus alphanumerischen Typen, verschiedenen Zeichen und besonderen Figuren zusammengesetzt sind, z.B. aus Vierecken.

Ferner werden Einrichtungen geschaffen, die es ermöglichen, das Format lxm der Symbole zu verändern, worin 1 die Breite und m die Höhe des Formats sind.

Gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung kann die Größe der Symbole auf Verlangen durch das Programm geändert werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt das Aufzeichnen der Symbole derart, daß die Zeit für das Aufzeichnen verkürzt wird, wobei gleichzeitig der Umfang der Schreibschaltungen minimal gehalten wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Gitter aus l.P χ m.Q Punkten geschaffen wird, das durch ein.e Matrix mit 1 Spalten mit jeweils m Feldern gebildet wird, wobei jedes Feld P«Q Punkte enthält^ und weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung dieses Punktegitters durch Schaffung von aneinander angrenzenden Spalten mit m.Q Punkten entlang einer "griechischen" Linie erfolgt, daß in einem Typenspeicher an den von der Matrix lxm erzeugten Adressen die Speicherpunkte ausgelesen werden, die ein ausgewähltes Symbol darstellen, das gleichzeitig auf einem empfindlichen Träger alle Punkte des Gitters aufgezeichnet werden und daß der Inhalt des Symbolspeichers bzw. Typenspeichers auf diesen Träger aufgeschrieben wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann das Aufzeichnen eines Symbols unerbrochen und zu jedem Zeitpunkt wieder aufgenommen werden-

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird zur Löschung eines bereits aufgeschriebenen Symbols ein Gitter aus l.P χ m.Q Punkten geschaffen, und der Ausgang des Typenspeichers wird auf Pegel "Schwarz" gezwungen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Gitter aus l.P χ m.Q Punkten geschaffen, und der Ausgang des Speichers wird auf Pegel "Weiß" gezwungen, um Vierecke gemäß dieser selben Charakteristik aufzuzeichnen, der Ausgang des Typenspeichers wird auf Pegel "Schwarz" gezwungen, und zwar wiederum gemäß dieser selben Charakteristik, und die Werte der Parameter m und 1 können unabhängig voneinander geändert werden.

Der erfindungsgemäße Symbolgenerator enthält folgende Elemente:

- einen bidirektionalen Datenbus, der an ein äußeres Steuerorgan angeschlossen ist,

- eine programmierbare Schreibeinheit, die es gestattet, ein Gitter aus l.P χ m.Q Punkten zu schaffen, wobei diese Einheit an den Datenbus und an einen Folgesteuerung-Taktgeber angeschlossen ist,

- einen Festwertspeicher, in dem in Form von Speicherpunkten die zu erzeugenden alphanumerischen Typen gespeichert sind, wobei dieser Speicher an den Datenbus und an die Schreibeinheit angeschlossen ist, und

- einen Schreibzeiger, der es gestattet auf einen empfindlichen Träger ein bestimmtes Symbol aufzuzeichnen, wobei dieser Zeiger an den Datenbus und an die Schreibeinheit angeschlossen ist.

Die Schreibeinheit enthält eine Kxnrichtung, die es gestatf-et l.P Spalten zu schaffen, und eine digitale Schreibeinrichtung , die derart ausgebildet ist, daß das Punktegitter entlang einer "griechischen" Linie aufgezeichnet wird.

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

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Elemente, die ein Schreiber-Fernsehstandgerät bilden, insbesondere das Fernsehgerät und seinen Bildspeicher, den Steuersignalgenerator und einen Generator für graphische Funktionen;

Fig. 2 die Darstellungsweise und die Schreibweise eines Symbols nach einem Punktegitter;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Symbolgenerators, wobei dessen drei wesentliche Teile dargestellt sind, nämlich eine Schreibeinheit, ein Typen-Festwertspeicher (ROM) und ein Schreibzeiger;

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Modulo-M-Zählers und das entsprechende Zähldiagramm;

Flg. 5 eine gemeinsame Darstellung der Architektur der Zähller der Schreibeinheit und der Einrichtungen, die es gestatten, das Format des Punktegitters zu ändern;

Fig. 6 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Graphiksymbol-Generatoreinheit;

Fig. 7 eine Ausführungsform der Einrichtung, die es gestattet, die Spalten des Punk⁴ »-.gitters zu schaffen, und ferner Einzelheiten der Ausbildung von Erkennungseinrichtungen für die zugeordneten Zustände;

Fig. 8 eine Ausführungsform der Einrichtung, die es gestattet, die Punkte einer Spalte des Punktegitters zu

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schaffen, sowie Einzelheiten der Ausfuhrungsform der Erkennungseinrichtung für zugeordnete Zustände;

Fig. 9 eine Darstellung der Verbindungen zwischen dem Symbolgenerator und den externen Organen; und

Fig. 10 eine Ausführungsform des Symbolgenerators, der aus MSI-Einheiten aufgebaut ist.

Die Tabelle I zeigt ferner den ASCII-Code der verschiedenen Symbole.

In der folgenden Beschreibung der Erfindung wird ein Symbolgenerator in Anwendung auf ein Schreiber-Standgerät erläutert, das mit einer Kathodenstrahlröhre geringer Remanenz ausgerüstet ist, die es erfordert, einen Bildspeicher vorzusehen, in den die Symbole eingeschrieben werden müssen, um die zyklische Auffrischung des auf dem Bildschirm der Kathodenstrahlröhre sichtbar gemachten Bildes zu ermöglichen. Zahlreiche spezifische Einzelheiten des Typengenerators, z.B. die Zähler, die Register, die Codierer und Steuerungen, werden nicht beschrieben, da diese in der Technik bekannt sind und ihre Beschreibung die Erläuterung der Erfindung erschweren und die neuen Merkmale des Generators verdecken würde. Zu beachten ist ferner, daß zwar gewisse Einzelheiten beschrieben sind, um die neuen Merkmale des Generators zu erläutern, daß diese jedoch nicht als solche für die Funktion der Erfindung unbedingt erforderlich sind.

Fig. 1 zeigt in Form eines Blockschaltbildes die wesentlichen Elemente, die es gestatten, ein Schreiber-Standgerät zu schaffen. Dieses enthält insbesondere folgende herkömmliche Einheiten:

- ein Fernsehgerät 10, das an seinem Eingang ein zusammengesetztes Videosignal empfängt (das von einer HF-Trägerschwingung

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moduliert ist oder auch nicht). Dieses Fernsehgerät enthält eine Kathodenstrahlröhre 11, die einfarbig bzw. schwarz/weiß oder farbig sein kann; ferner einen Verstärker/Demodulator 12, der an die Kathodenstrahlröhre das Videosignal und über Impulstrennstufen die Horizontal- und Vertikal-Synchronisationssignale der Fernsehablenkung abgibt; diese werden einer Schaltung 13 zugeführt, die die Ablenksignale des Elektronenstrahls erzeugt;

- einen Signalgenerator 20, der es gestattet, ein Synchronisationssignal SYNC für die Fernsehablenkung, Lese-Adresssignale (IMRA) und Steuersignale CMD eines Bildspeichers 30 zu erzeugen.

- Den Bildspeicher 30, der aus Arbleitsspeichermoduln (RAM) mit willkürlichem Zugriff gebildet ist, wobei es sich vorteilhafterweise um einen dynamischen Typ handeln kann; dieser Speicher kann die Daten des sichtbar zu machenden Bildes speichern. Er kann beladen oder gelöscht und durch Adressierung seiner Zeilen und Spalten sowie durch Steuerung an seinen Steuereingängen ausgelesen werden.

- Einen Videomischer 40, der wahlweise vorhanden ist, wenn das Fernsehgerät ein Monitor ist, der mit einem SYNC-Eingang und einem Videoeingang ausgerüstet ist; er ermöglicht die Mischung des vom Ausgang des Bildspeichers gelieferten Videosignals V und des Signals SYNC, das von dem Signalgenerator 2O geliefert wird.

- Einen Symbolgenerator 60, der die Erzeugung von Punktfolgen gestattet, die das in den Bildspeicher 30 einzuschreibende Symbol darstellen? er gibt an diesen Speicher Schreib-Adresssignale IMWA und Steuer- und Schreibsignale CS abj er empfängt aus einer externen Einheit,, z.B. aus einem Mikroprozessor MPU (nicht dargestellt), die Daten- und Steuersignale, und er empfängt ferner aus dem Signalgenerator 20 ein Schreib-Freigabesignal WE und ein Taktsignal CLK.

Die anderen Dialogeinrichtungen (Leuchtstift„ Steuerhebel, Rollkugel), die nicht zur Erfindung gehören, werden nicht

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beschrieben. Der Signalgenerator 20 kann von bekannter Art sein.

Das bisher beschriebene Schreiber-Sichtsystem arbeitet mit zwei Betriebsweisen: einem Schreibbetrieb, bei dem der Symbolgenerator 60 die bestimmten Symbole erzeugt und diese gleichzeitig in Form von Speicherpunkten in den Bildspeicher 30 einschreibt, und einemLese/Sichtbarmachungs-Betrieb, bei dem der Signalgenerator 20 den Inhalt des Bildspeicheis ausliest und ein Videosignal erzeugt, das dem Fernsehgerät zugeführt wird.

Fig. 2 zeigt die Darstellungsweise der sichtbar gemachten Symbole.

In Fig. 2a ist eine Matrix aus 1 χ m Feldern dargestellt, wobei 1 die Anzahl der mit O bis 4 bezeichneten Spalten und m die Anzahl der mit 0 bis 6 bezeichneten Zeilen sind.

Der Ursprung der Feldermatrix ist durch die Größen X., Y. bestimmt, die zu dem dargestellten graphischen Bild gehören, wobei X und Y die Abszisse und Ordinate des Bilds mit dem Ursprung X , Y darstellen. Zur Erläuterung ist in Fig. 2a ein besonderes Symbol (Buchstabe A) eingezeichnet. Der Symbolgenerator gestattet es ferner, besondere Figuren zu zeichnen, z.B. ein Rechteck mit den Abmessungen 1 χ m, welches besonders nützlich zur Lösung eines zuvor aufgeschriebenen Typs ist, oder z.B. ein Rechteck mit den Abmessungen 1" χ m^e geringerer Größe. Zu beachten ist, daß die Parameter 1' und m' gleich gemacht werden können, wodurch es möglich wirdf "schachbrettartige" Figuren zu zeichnen. Der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Typen kann eine Spalte betragen oder auch mehr, wenn ein "Abstandsbefehl" eingesetzt wird, der auf einer Tastatur verfügbar ist oder von einer Steuereinheit erzeugt wird.

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Die Größe (Abmessungen) der aufgeschriebenen Symbole kann durch zwei Maßstabsfaktoren P und Q geändert werden, von denen der eine an der Abszisse und der andere an der Ordinate der aus diesen Feldern gebildeten Matrix angewandt wird. Hierfür bildet jedes Feld der Matrix 1 χ m eine Untermatrix aus PyQ Punkten, wie in Fig. 2b dargestellt ist. Die Maßstabsfaktoren P und Q können unabhängig voneinander geändert werden, z.B.

1 < P < 16 und 1 < Q < 16

Die Matrix lxm und die Untermatrizen PxQ bilden ein Gitter aus l.Pxm.Q Punkten.

Die Aufzeichnung eines gegebenen Symbols kann auf verschiedene Weisen längs des Weges oder Verlaufs des Gitters aus l.Pxm.Q Punkten erfolgen. Der Weg kann zickzackförmicr sein, wie bei einer Fernsehablenkung; dies bedeutet, daß uureits durchlaufene Punkte wieder durchlaufen werden, wodurch sich eine Reduzierung der Schreibgeschwindigkeit ergibt und die Verwendung ⁽ⁱn Aufwärts/Abwärts-Zählern notwendig wird.

Ein anderer Weg ist das Durchlaufen des Gitters längs einer "griechischen Linie", also nacheinander aller Punkte l.Q einer Spalte in einer gegebenen Richtung, dann der Punkte l.Q der angrenzenden Spalte in der entgegengesetzten Richtung, wie in Fig. 2c dargestellt ist. Es sind auch andere Wegführungen möglich, z.B. "griechisch" und zeilenweise oder entlang einer "griechischen Spirale"» Der folgenden Beschreibung wird eine "griechische" spaltenweise Wegführung zugrundegelegt, die nur einen einzigen Aufwärts/Abwärts-Zähler benötigt, wobei der Weg bei X^, Y^ (Zeichen D) beginnt und im Punkte A endet: (X₁ + (1+1) P, Y₁); bei dem gewählten Beispiel endet der Weg im Punkte A entsprechend X. + 6P. Aus den Figuren 2a und 2d ist ersichtlich, daß je nach Parität des Maßstabsfaktors P der Weg unterschiedlich ist. Die Zählrichtung der Punkte einer Spalte kann immer festge-

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stellt werden, wenn die Parität von Spalten aufeinanderfolgender Punkte ermittelt wird.

Fig. 3 zeigt in Form eines Blockschaltbildes einen erfindungsgemäßen Symbolgenerator und die wesentlichen Verbindungen mit den Teilen, die das Schreiber-Standgerät bilden, und zum anderen mit der Steuereinheit, z.B. einem Mikroprozessor (MPU), der in Fig. 3 nicht gezeigt ist.

Der Symbolgenerator 60 enthält folgende Elemente:

- eine Schreibeinheit 60 mit einem Signalgenerator 61, der an eine digitale Einrichtung 64 zur Steuerung der Arbeitsweise des Generators angeschlossen ist;

- einen Typen-Festwertspeicher (ROM) 65 mit einem Decoder 650 für das dem zu zeichnenden Symbol entsprechende Codewort, mit einem Decoder 651 für die Leseadressen und mit einer Speicherpunktmatrix 652, in welche die alphanumerischen Symbole und üblichen Zeichen eingeschrieben sind. Dieser Speicher gibt ein Schreibsignal CGPT ab;

- einen Schreibzeiger 66 mi t zwei Registern, einem X-Register 67 und einem Y-Register 68. Diese Register können auf den Wert X. bzw. Y. geladen und von der Schreibeinheit 61 inkrementiert werden.

In der Figur sind ferner folgende Elemente dargestellt:

- ein Bildspeicher 30, der insbesondere ein eigentliches Speicherelement 31 und einen Multiplexer 33 enthält, der die Adressierung des Speichers im Lesebetrieb oder Schreibbetrieb unter Einwirkung eines Schreib-Freigabesignals CGWE gestattet; das Speicherelement 31 gibt im Lesebetrieb ein Signal VIDEO ab, welches die Gesamtheit der in diesen Speicher eingeschriebenen Symbole darstellt. Die wesentlichen Verbindungen des Symbolgenerators mit den anderen Elementen sind folgende:

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•η 1*7 ■»

Er empfängt aus dem Signalgenerator 20:

- ein Taktsignal CLK, das im folgenden als Signal CKIN bezeichnet wird,

- ein Schreib-Freigabesignal CGWE.

Er empfängt aus der Steuereinheit MPU:

- auf einem bidirektionalen Datenbus MPDB Wörter, die Befehlen, Anweisungen, Daten, z.B. dem zu zeichnenden Typencode, entsprechen,

- auf einem Adressbus MPAB die Wörter, die den Registeradressen entsprechen, in die die Datenwörter eingeschrieben bzw. aus welchen sie ausgelesen werden sollen,

- ein Signal MPR/W, das einem Schreibbefehl oder Lesebefehl der Register entspricht.

Die Lesewörter können zu der Einheit MPU über den bidirektionalen Datenbus MPDB übertragen werden.

An den Bildspeicher 3O gibt er folgende Signale ab:

- ein Signal CGPT, das den Symbolpunkten entspricht, die tatsächlich in den Festwertspeicher ROM 65 eingeschrieben sind,

- auf einem Adressbus IMWA die Schreib-Adressignale, die von . dem Schreibanzeiger 67 abgegeben werden.

In dem Symbolgenerator werden zwei Arten von Modulo-M-Zählern verwendet: direkte Zähler (aufwärts) und direkte/inverse Zähler (aufwärts/abwärts). Das Grundschema eines Modulo-M-Zählers mit N Bits (M <2^N) ist in Fig. 4a gegeben. Er gestattet die Division der Frequenz f. eines Eingangssignals durch einen Faktor M, und die Reihenschaltung eines Modulo-P-Zählers mit einem Modulo-Q-Zähler gestattet die Teilung der Frequenz des Eingangssignals durch einen Faktor P.Q. In Fig. 4b ist ein Diagramm wiedergegeben, das die verschiedenen vorhandenen Zählmöglichkeiten wiedergibt:

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Direktes Zählen (aufwärts):

a) Erkennen des Zustands M des Zählers und Laden desselben mit dem Wert 1,

b) Erkennen des Zustands -1 des Zählers und Laden desselben mit d^m Wert -M.

Inverses Zählen (abwärts):

c) Erkennen des Zustands 1 des Zählers und Laden desselben mit dem Wert M,

d) Erkennen des Zustands M des Zählers und Laden desselben mit dem Wert -1.

Anstatt die Werte (-M und -1) zu wählen, können unter Anwendung

— N —

der Beziehung M + M = 2 - 1 die Werte M und -2 gewählt werden. Es kann auch ein Aufwärts/Abwärts-Zähler verwendet werden, der mit Erkennungseinrichtungen für die Zustände 1 und M verbunden ist, und dieser Zähler kann jeweils mit den Werten M und 1 geladen werden.

Fig. 5a zeigt in vereinfachter schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Einrichtung, die es gestattet, die alphanumerischen Symbole zu erzeugen, wie sie in Tabelle I dargestellt sind, entsprechend dem ASCII-Code.

Das Gitter aus l.P χ m.Q Punkten wird von Synchronzählern erzeugt, die von dem Taktsignal CKIN hochgezählt werden können, und letztere können aufbaumäßig in zwei Teile getrennt werden:

- einen niedrigen Teil 62 entsprechend den Spalten des Punktegitters,

- einen hohen Teil 63 entsprechend den Punkten einer Spalte.

Der niedrige Teil enthält eine Paritäts-Kippschaltung 62C, deren Ausgangssignal die Parität der Spalten des Gitters angibt, einen direkten (Aufwärts-) Modulo-P-Zähler 62A, dessen

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Ausgangssignal einen"direkten (Aufwärts-) Modulo-1-Zähler freigibt, und dieser Zähler liefert die Leseadressen (1 - 1.) an einen Typen-Festwertspeicher ROM 65.

Der hohe Teil enthält einen Modulo-m-Aufwärts/Abwärts-Zahler 63B, der die Leseadressen (mo - mi) des Festwertspeichers (ROM) liefert.

Der Typen-Festwertspeicher 65 ist mit dem Datenbus MPDB verbunden, der den Code des zu schreibenden Symbols liefert. Er liefert an seinem Ausgang D die Date! signale, die das gewählte Symbol darstellen.

Der Zähler 62B gibt ein Signal A ab, das dem Zustand <1 entspricht, und ferner ein Signal B, das dem Zustand 1+1 entspricht. D^r Zähler 63A gibt ein dem Zustand Q entsprechendes und ein dem Zustand "1" entsprechendes Signal ab. Der Zähler 63B liefert ein Signal, das dem Zustand O entspricht, und ein Signal, das dem Zustand m entspricht. Die T-Kippschaltung 6?ⁿ gibt ein Signal PRT auf niedrigem Pegel ab, und wenn die Parität der zu zeichnenden Punktspalte geradzahlig ist, so gestattet dieses Signal die Steuerung der Zählrichtung der Zähler 63A und 63B.

Mittels der digitalen Einrichtung können erzeugt werden: ein Freigabesignal E' des Zählers 62A und der Kippschaltung 62C, ein Freigabesignal E" des Zählers 63A und ein Zählrichtungssignal Up (Aufwärtszählrichtung) entsprechend den geradzahligen Spalten. Diese drei Signale E·, E" und Up müssen folgende Beziehungen erfüllen:

E¹ = A.

|(CüJ + [(F-U)J ₊B

E" = (C.U_p) + (F.Up)

U = (PTR.A)

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worin wie bereits angegeben gilt:

A = <1 B = (1 + 1)

C = O, 1 F = m, Q

PRE = geradzahlige Spalte.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das Format lxm der Typen-Felderina tr ix verändert werden kann. Fig. 5b zeigt die Mittel, die es gestatten, die Zeilenzahl m der Matrix zu verändern. Es wird ein Zustand m¹ < m des Zählers 63B erkannt, und das entsprechende Signal wird an den ersten Eingang einer AND-Schaltung angelegt. Diese empfängt an ihrem zweiten Eingang einen Befehl QUADm¹. Das Ausgangssignal dieser Verknüpfungsschaltung wird an einen ersten Eingang einer OR-Schaltung angelegt, die an ihrem anderen Eingang das dem Zustand m entsprechende Signal empfängt. Fig. 5c zeigt Mittel, die es gestatten, die Spaltenzahl 1 der Matrix zu ändern. Es wird ein Zustand I¹ <1 des Zählers 62B erkannt, und das entsprechende Signal wird an einen ersten Eingang einer AND-Schaltung 621 angelegt, die ferner an einem zweiten Eingang einen Befehl QUADl¹ und an einem dritten Eingang ein dem Zustand "-2" des Zählers 62A entsprechendes Signal empfängt. Der Ausgang dieser Schaltung wird an einen Eingang des Zählers 62B angelegt, der es gestattet, diesen Zähler auf den Zustand (1 +2) vorzusetzen, wodurch folglich das Aufzeichnen der Punktematrix unterbunden wird.

Zur Erzeugung eines Gitters aus l.P χ m.Q Punkten gestattet es ein Steuerimpuls CMD: die Kippschaltung 62C auf niedrigen Pegel zu legen, den Zähler 62A auf den Wert P zu laden und den Zähler 62B auf den Wert Null zu legen. Nach einem Zeichenzyklus ist der Zustand der verschiedenen Zähler folgender: Die Kippschaltung 63 ist in einem Zustand, der der Parität der letzten gezeichneten Spalte entspricht, welcher abhängig vom Produkt l.P ist, der Zähler 62A ist im Zustand (P), der

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Zähler 62B ist im Zustand (1 + 2), der Zähler 63A im Zustand ("1") und der Zähler 63B im Zustand ¹¹O".

Die Schnelligkeit für die Erzeugung eines Punktegitters und folglich für die Aufzeichnung eines Symbols ist durch die Taktfrequenz CKIN festgelegt. Diese Schnelligkeit wird durch die elektrischen Leistung.«?·"¹ ' en der elektronischen Schaltungen begrenzt, die den Generator bilden, insbesondere des Typen-Festwertspeichers. Die Zeit zum Aufzeichnen eines Punktes eines Gitters kann geringer als der Bruchteil einer Mikrosekunde sein, und die gesamte Zeichenzeit für ein Symbol ist proportional dem Produkt IP.mQ.

Tabelle I zeigt als Beispiel den ASCII-Code der Wörter, welche die Symbole und Befehlssignale bezeichnen:

- die 95 Symbole sind durch Codewörter H "20" bis H "7E" bezeichnet (H = hexadezimal),

- die Befehlssignale sind durch Codewörter bezeichnet, die von H'OO¹ bis H^T0F· angeordnet sind, z.B.: Null-Rückstellung des Schreibanzeigers; Register X, H¹OD¹, Register Y, H¹OE'.

Fig. 7a zeigt als Blockschaltbild die Arechitektur bzw. den Aufbau desjenigen Teils des Zählers 62, der die Erzeugung der l.P-Spalten des Punktegitters ermöglicht. Der Zähler 62A ist mit einem Register 62E verbunden, in dem die Große des Maßstabsfaktors P durch Eingabe eines Befehls am Eingang L gespeichert wird, und dieses Register gibt an seinen Ausgängen den komplementären Wert P ab. Die Ausgänge des Zählers 62A sind mit einer Zustands-Erkennungseinrichtung 62D verbunden, die es gestattet, den Zustand -2 dieses Zählers zu erkennen. Der Zähler 62B ist dem Zähler 62A nachgeschaltet, und die Ausgänge 1 bis I₂ sind an eine dreistufige Zustands—Erkennungseinrichtung 62F angeschlossen, die es gestattet, folgende Zustände zu erkennen: < 4, 5 und

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Fig. 7b zeigt als synoptisches Schaltschema Einzelheiten der Zustands-Erkennungseinrichtungen 62D und 62F. Der Ausgang derjenigen Stufe der Erkennungseinrichtung 62F, die den Zustand 3 erkennt, ist mit dem ersten Eingang einer AND-Schaltung 621 verbunden, die an einem zweiten Eingang das Steuersignal QUAD empfängt, und an einem dritten Eingang den Zustand -2 des Zählers 62A.

Fig. 8a zeigt in Form eines Blockschaltbildes die Architektur des Zählers 63, der es gestattet, die m.Q Punkte einer Spalte des Punktegitters zu erzeugen. Die Eingänge des Zählers 63A sind mit den Ausgängen eines Operators 63C verbunden, der es gestattet, diese Ausgänge auf den Zustand "1" (0001)2 zu zwingen, und die Eingänge des Operators 63C sind mit den Eingängen eines Registers 62D verbunden, welches es gestattet, über einen Ladeeingang L den Wert des Maßstabsfaktors Q zu speichern. Die Ausgänge des Zählers 63A sind zum einen mit einem Vergleicher 63E, der es gestattet, den Zustand Q dieses Zählers zu identifizieren, und zum anderen mit einer Erkennungseinrichtung 63F verbunden, die es gestattet, den Zustand "1" zu erkennen. Die Ausgänge S des Vergleichers und der Erkennungseinrichtung sind an die Eingänge 1 und 0 eines Multiplexers 63G angelegt, der durch ein Signal U/D gesteuert wird, das durch die genannte digitale Schreibeinrichtung 64 erzeugt wird. Der Ausgang S dieses Multiplexers ist an einen ersten Eingang einer AND-Schaltung 630 angelegt, deren zweiter Eingang das Freigabesignal E" empfängt; der Ausgang der Schaltung 630 ermöglicht das Laden des Zählers 63A auf einen Wert 1 , wenn die Zählrichtung U (aufwärts) ist, und umgekehrt, auf den Wert Q, wenn die Zählrichtung D ist (abwärts). Der Zwangsoperator 63C wird auf den Zustand "1" gezwungen, wenn die Zählrichtung U (aufwärts) ist. Die Ausgänge m_Q bis indes Zählers 63B sind mit einer Zustands-Erkennungseinrichtung 63H verbunden, die drei Stufen enthält, welche es gestatten, die Zustände 0, 6 und 3 dieses Zählers zu erkennen.

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Fig. 8b zeigt in Form eines synoptischen Schaltbildes Einzelheiten der Ausbildung der Erkennungseinrichtungen 63F und 63H. Der Ausgang derjenigen Stufe der Erkennungseinrichtung 62H, die den Zustand 3 erkennt, ist mit dem ersten Eingang einer AND-Schaltung 631 verbunden, die an einem zweiten Eingang das Befehlssignal QUADm' und an einem dritten Eingang ein dem Zustand Q des Zählers 63A entsprechendes Signal empfängt.

Fig. 9 zeigt schematisch die Verbindungen mit den äußeren Elementen. Dies sind folgende Verbindungcn:

- ein bidirektionaler 8-Bit-Datenbus MPDB, der folgendes liefertϊ

- die Signale, die auf 7 Bits dem Typen-Festwertspeicher (ROM) 65 die Typencodes bezeichnen,

- die Signale, welche den Wert der Maßstabsfaktoren P und Q den Registern P und Q der Zähler 62A und 63A bezeichnen,

- die Signale, die den Registern X und Y des Schreibanzeigers 66 die Werte X. und Y. bezeichnen,

- das Null-Rücksr*rsignal des Schreibanzeigers,

- die Null-Rücksetzsignale der Register X und Y des Schreibanzeigers,

- das Auslösesignal CMP der Schreibeinheit 61,

- das Befehlssignal QUAD (7 χ 5),

- das Signal QUAD (4 χ 4) ;

- ein 4-Bit-AdressbuS MPAB, der insbesondere folgendes liefert:

- die Adressen des Registers X und des Registers Y des Schreibanzeigers 66,

- die Adressen des Registers P und Q der Zähler 62 und 63;

- ein Taktsignal CKIN,

- ein Signal CGWE, das die Funktion des Symbolgenerators freigibt.

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Der Generator liefert folgende Signale:

- auf einem Bus IMWA die Scnreib-Adressignale für den Bildspeicher oder für einen empfindlichen Träger;

- ein Signal CGBY für die Besetzung des Generators;

- ein Punkte-Schreibsignal CGPT.

Das Signal CGPT wird aus dem Ausgangssignal des Typen-Festwertspeichers (ROM) erzeugt, das an einen ersten Eingang einer OR-Schaltung 653 angelegt ist, die an ihrem zweiten Eingang ein Befehlssignal empfängt, das einem Befehl QUAD (7 χ 5) entspricht. Der Ausgang dieser Schaltung 653 ist mit dem ersten Eingang einer AND-Schaltung 654 verbunden, die an einem zweiten Eingang das Signal CGWE und an einem dritten Eingang das Signal A entsprechend dem Zustand 1 < des Zählers 62B empfängt. Die Signale, welche die Inkrementierung der Synchronregister 67 und 68 gestatten, welche den durch das Taktsignal CKlN hochschaltbaren Schreibanzeiger bilden, sind die Signale EN/X und EN/Y, die von der digitalen Einrichtung 64 erzeugt werden. Das Signal, welches die Zählrichtung des Registers 68 bestimmt, ist das Signal U/D.Y. Ferner stehen ein Signal "Löschung" und ein Signal "Markierung" zur Verfügung, wodurch bei hohem Pegel des Signals QUAD (7x5) ein bereits eingeschriebenes Symbol gelöscht werden kann.

Fig. 6 zeigt das vollständige digitale Schaltbild eines Symbolgenerators; die digitale Einrichtung 64, die es gestattet, ausgehend vom Zustand der Zähler 62A, B und C sowie 63A und B die Signale E', E" und U/D.Y für die Steuerung der Zähler zu gewinnen, ist gebildet aus Invertern I₁ bis I₁-, aus AND-Schaltungen G.. bis G₈ und OR-Schaltungen G^₀ und G^ .

Der Typen-Festwertspeicher (ROM) 65 empfängt die 7-Bit-Typen-Codewörter über ein Steuerregister 100 CMD.REGIST.,

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dessen Eingänge mit dem Datenbus MPDB verbunden sind, wobei dieses Register insbesondere einen Ladeeingang L aufweist, der ein von dem Adressbus MPAB abgegebenes Signal empfängt. Die Register 62C und 63D, die es gestatten, die Maßstabsfaktoren P bzw. Q zu speichern, sind mit dem Datenbus MPDB verbunden und empfangen an ihrem Eingang L ein Ladesignal, das von den auf dem Adressbus MPAB verfügbaren Signalen abgeleitet ist. Es wird daran erinnert, daß diese Register 62 und 63D zum Lesen für die Steuereinheit MPU zugänglich sind.

Das Signal CGWE, welches einen Zeichenvorgang eines graphischen Symbols freigibt, wird an den Eingang der digitalen Einrichtung 64 angelegt und gestattet es, den Zeichenvorgang zu jedem Zeitpunkt zu unterbrechen und wieder aufzunehmen. Dieses Signal CGWE wird ferner an einen Eingang der Verknüpfungsschaltung 654 angelegt, um die Ausgangssignale des Festwertspeichers 65 freizugeben. Die digitale Einrichtung 64 liefert ein Belegt-Signal CGBY des Graphiksymbolgenerators, um ggf. ein Unterbrechungssignal für die Steuereinheit MPU zu liefern.

Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform des Graphiksymbolgenerators, der aus integrierten Schaltungen mittlerer Integrationsdichte (MSI) und geringer Integra^ionsdichte (SSI) gebildet ist, die im Handel verfügbar sind.

Die Zähler 62A und 62B sind die Einheiten LS 163. Die Zähler 63A und 63B sind Einheiten LS 169. Die Paritäts-Kippschaltung 62C ist eine Einheit LS 74. Die Erkennungseinrichtungen 63D und 63F sind in einer Einheit SFC 71301 zusammengefaßt. Die Erkennungsexnrichtungen 63H und 63F sind in einer Einheit SFC 71301 zusammengefaßt. Der Zwangsoperator 63C besteht aus einer Einheit LS 157. Der Vergleicher

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63E ist eine Einheit LS 85. Der Typen-Festwertspeicher (ROM) ist eine Einheit 3608, mit einer zugeordneten Einheit LS 151. Die Register 62C und 63D sind Einheiten LS 175. Es sind ferner Dreifachzustand- (Tri-state) Sperren gezeigt, die aus Einheiten DM 8097 gebildet sind und das Auslesen der Register 62C und 63D gestatten. Die weiteren Elemente, z.B. Verknüpfungsschaltungen und Inverter, sind als SSI-Einheiten ausgebildet.

Außer den bereits angeführten Vorteilen hat die Erfindung weiter den Vorzug, daß sie in MOS (Metall-Oxid-Halbleiter) und mit sehr hoher Integrationsdichte (VLSI) verwirklicht werden kann, und ferner, daß ein Punktegitter mit variablem Format geschaffen werden kann.

Die Erfindung ist auf die beschriebene Ausführungsform nicht beschränkt; vielmehr ist es vorgesehen, die Parameter 1, m, P und Q zu ändern, die Anzahl der erzeugten Symbole kann erhöht oder erniedrigt werden, indem die Kapazität des Typen-Festwertspeichers geändert wird, und ferner kann die Form der graphischen Symbole durch eine andere Programmierung des Typen-Festwertspeichers gr-nndert werden.

Eine Anwendung der Erfindung ist in zahlreichen Systemen zur Sichtbarmachung und zum Aufschreiben von Symbolen vorgesehen, insbesondere bei Schreiber-Standgeräten, in denen eine Speicher-Kathodenstrahlröhre zum Einsatz gelangt, in X.Y-Schreibern, bei Plasmaschirmen usw. und in Systemen zur Erkennung von formen oder zur räumlichen Filterung eines Bildes.

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Leerseite

Claims (22)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Aufzeichnung von graphischen Symbolen auf einem empfindlichen Träger, wobei eine Folge von diskreten Punkten aufgeschrieben wird/ die ein gegebenes Symbol darstellen, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein Gitter aus lPxmQ Punkten gemäß einer Matrix aus lxm Feldern, die jeweils eine Untermatrix von PxQ Punkten bildet, geschaffen wird,

- daß in einem Festwertspeicher entsprechend den Adressen der Matrix lxm die Speicherpunk*-e ausgelesen werden, die einem gewählten Symbol entsprechen,

- daß das Punktegitter auf dem empfindlichen Träger aufgezeichnet wird und

- daß die die Symbole darstellenden Punkte aufgeschrieben werden.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Parameter 1 und m das Format der Symbole bestimmen, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe dieser Parameter unabhängig voneinander geändert wird, um die Form der Symbole zu verändern.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Parameter P und Q Maßstabsfaktoren sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe dieser Faktoren variiert wird, um die Größe der Symbole zu verändern.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß l.P aneinander angrenzende Spalten aus m.Q nebeneinander liegenden Punkten entlang einer "griechischen Wegführung" gebildet werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein bereits eingeschriebenes Symbol gelöscht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Speichers auf niedrigen Pegel gezwungen wird.

[6 L Symbolgenerator zur Aufzeichnung von alphanumerxschen Symbolen und einfachen geometrischen Figuren, gekennzeichnet durch

- einen bidirektionalen Datenbus, der an ein externes Steuerorgan angeschlossen ist,

- eine programmierbare Schreibeinheit, die es gestattet, ein Gitter aus l.PxmQ Punkten zu bilden, entsprechend l.P Punktespalten, die jeweils mQ Punkte enthalten, wobei diese Einheit an den Datenbus und an einen Taktgeber angeschlossen ist,

- einen Festwertspeicher, in dem die zu erzeugenden alpha numerischen Symbole in Form von Speicherpunkten gespeichert sind, wobei dieser Speicher an den Datenbus und an die Zähleinheit angeschlossen ist,

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- einen Schreibzeiger, der. es gestattet, auf einem empfindlichen Träger ein bestimmtes Symbol aufzuzeichnen, wobei dieser Zeiger an den Datenbus und an die Zähleinheit angeschlossen ist,

- wobei die Schreibeinheit einen Zähler, eine Einrichtung zur Erzeugung der Punktespalten, eine Einrichtung zur Erzeugung der Spaltenpunkte und eine digitale Schreibeinrichtung enthält, derart, daß das Punktgitter entlang einem bestimmten Weg beschrieben wird.

7. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Spalten der Punktematrix ein eindirektionaler Synchronzähler ist, der einen in Reihe mit einem Modulo-1-Zähler geschalteten ι ->dulo-P-Zähler, Zustands-Erkennungseinrichtungen dieser beiden Zähler und einen Spalten-Paritätszähler enthält.

8. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Gewinnung der Tunkte einer Spalte der Matrix ein bidirektionaler Synchronzähler ist, der einen in Reihe mit einem Modulo-m-Zähler geschalteten Modulo-Q-Zähler und Zustands-Erkennungseinrichtungen für diese beiden Zähler enthält.

9. Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulo-P-Zähler ein direkter bzw. Aufwärts-i-Bit-Zähler ist, der an ein den Komplementwert der Größe P enthaltendes Register und an eine Zustandserkennungseinrichtung für den Zählzustand -2 angeschlossen ist.

10. Generator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalten-Paritätszähler eine T-Kippschaltung ist.

11. Generator nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der eindirektionale Zähler einen

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Auslöseeingang enthält, der es gestattet, die T-Kippschaltung auf den Zustand "Null" zu setzen, den Modulo-P-Zähler auf den Wert "P"zu setzen und den Modulo-1—Zähler auf den Zustand "Null" zu setzen.

12. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung der Punkte einer Spalte der Matrix ein bidirektionaler Synchronzähler ist, der einen in Reihe mit einem Modulo-m geschalteten Modulo-Q-Zähler und Zustands-Erkennungseinrichtungen für die Zustände dieder beiden Zähler enthält.

13. Generator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulo-Q-Zähler ein direkter/inverter bzw. Aufwärts/-Abwärts-iBit-Synchronzahlerist, der über einen Zwangsoperator zum Zwingen auf die Größe "1" an ein die Größe Q enthaltendes Register und an Erkennungseinrichtungen für die Zustände "Q" und "1" angeschlossen ist.

14..Generator nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulo-m-Zähler ein direkter/inverser bzw. Aufwärts/-Abwärts-Synchronzähler ist, dessen Ausgänge mit einer Erkennungseinrichtung für die Zustände m und O verbunden sind.

15. Generator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulo-1-Zähler wenigstens eine Erkennungseinrichtung für den Zustand I¹ <1 enthält, deren Ausgang den Zähler auf den Wert 1+2 vorsetzt.

16. Generator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulo-m-Zähler wenigstens eine Erkennungseinrichtung für einen Zustand m¹ < m enthält, deren Ausgang mit dem Ausgang der Erkennungseinrichtung für den Zustand m verbunden ist.

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17. Generator nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Zähleinrichtung ein Freigabesignal des Modulo-P-Zählers, ein Freigabesignal der Paritäts-Kippschaltung und ein Zähl-Freigabesignal des Modulo-Q-Zählers und des Modulo-m-Zählers liefert»

18. Generator nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die digitale Zähleinrichtung einen Signaleingang aufweist, der es gestattet, die Schreibeinheit anzuhalten.

19. Generator nach einem der Ansprüche 6 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Typenspeicher eine Einrichtung zum Zwingen ihres Ausgangs auf hohen Pegel aufweist.

20. Generator nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher an einen Operator angeschlossen ist, der es gestattet, seinen Ausgang auf niedrigen Pegel zu zwingen.

21. Generator nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher ein Nur-Lesespeicher (ROM) ist.

22. Generator nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Festwertspeicher ein programmierbarer Nur-Lesespeicher (PROM) ist.

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