DE3153277C2 - Video-Ausgabe-Prozessor für ein Computergraphiksystem - Google Patents
Video-Ausgabe-Prozessor für ein ComputergraphiksystemInfo
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- DE3153277C2 DE3153277C2 DE19813153277 DE3153277A DE3153277C2 DE 3153277 C2 DE3153277 C2 DE 3153277C2 DE 19813153277 DE19813153277 DE 19813153277 DE 3153277 A DE3153277 A DE 3153277A DE 3153277 C2 DE3153277 C2 DE 3153277C2
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Description
Die Erfindung betrifft einen Video-Ausgabe-Prozessor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Computergraphiksysteme, die mit Abtastraster-Videosignalen
arbeiten, zeichnen sich gegenüber Systemen mit Vektordarstellung vor allem dadurch aus, daß
komplexere graphische Bilder erzeugt werden können mit der Möglichkeit vielfarbige Flächen abzuschatten
und/oder miteinander verschmelzen zu lassen. Es muß jedoch eine große Anzahl von Bildelementen, genannt
Pixel, verarbeitet werden, welche den einzelnen Punkten
innerhalb einer Zeilen- und Spalten-Pixelmatrix für jedes Bild entsprechen. Bei einem derartigen System ist
im allgemeinen ein Bildspeicher zur Speicherung entsprechender Farbinformation für jedes Pixel des Videobildes
vorgesehen. Je größer die Anforderung an die Farbdefinition ist, desto größer wird der Speicherbedarf;
entsprechend umfangreiche Bildspeicher sind jedoch sehr kostspielig. Es sind daher eine Reihe von unterschiedlichen
Computergraphiksystemen bekannt, die sich durch den erforderlichen Speicherraum, aber auch
in der Benutzerfreundlichkeit unterscheiden. Bei der Farbkarten-Betriebsart (Color Map System) wird ein
kleiner Farbkartenspeicher verwendet, weicher über das 1-Byte der jedem Pixelort zugeordneten Video-Informationen
adressiert wird. Der Farbkartenspeicher hat ein Speichervolumen von 256 Worten zu je 24 Bits.
Die 24 Bits gewährleisten eine Auflösung von 8 Bit für jede der drei Hauptkomponenten eines Färb-Videosignals.
Der Künstler ist dann in der Lage, jeweils eine von 256 Farben an jedem Adressenort der Farbkarte
abzuspeichern und dann am Ort jedes Pixels innerhalb des Bildspeichers ein Datenbyte zur Identifizierung eines
dieser farbdefinierenden Speicherplätze des Farbkartenspeichers
abzuspeichern. Bei einer derartigen Anordnung können Videobilder hoher Qualität erzeugt
werden, man ist jedoch in der Weise eingeschränkt, daß lediglich 256 vorbestimmte Farben aus der Kombination
von Millionen möglicher in einem Fernseh-Videobild unterscheidbarer Farben ausgewählt werden können.
Bei e;nem WCp-Computergraphiksystem werden
zwei Speicher benötigt, einer für die K-Komponente (Vidco-Intensitätssignal) sowie ein Speicher für die beiden
Farbdifferenzsignale Y und Q, die abwechselnd an den einzelnen Pixelorten abgespeichert werden, also mit
der halben Ortsauflösung der K-Komponente. Bei einem
Computergraphiksystem mit Vollfarbe-Betriebsart werden drei Speicher benötigt für die Speicherung dreier
Grundfarben, z. B. r, g und b. Diese Betriebsart ermöglicht zwar eine genaue Farbdefinition, benötigt jedoch
viel SpeicherrauTi und die Handhabung großer Datenmengen; auch entspricht die Handhabung dieser
Betriebsart mit additiver Farbzusammensetzung im Gegensatz zur YIQ- Betriebsart den üblichen Farbmischungsvorstellungen
nicht.
Die Aufgabe dir Erfindung liegt darin, einen Video-Ausgabe-Prozessor
der eingangs genannten Art bereitzustellen, welcher bei einfachem Aufbau und zuverlässiger
Funktion die Wahl zwischen den vorstehend angegebenen Betriebsarten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 in Verbindung mit den
Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
Die Unteransprüche befassen sich mit vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein B!ockdiar,.ramm eines erfindungsgemäßen
Computergraphik-Systems,
F i g. 2 ein Blockdiagramm eines Bildspeichers des Systems gemäß F i g. 1,
Fig.3 ein Blockdiagramm einer Speichersteuerung des Systems gemäß Fig. 1,
Fig.4 ein Blockdiagramm eines Eingabe-Abtasters
des Systems nach F i g. 1,
F i g. 5 ein Blockdiagramm einer Bildadressenumformungs-Schnittstelle
des Systems nach F i g. 1,
Fig.6 ein Blockdiagramm eines y\f-V-Adressengebers
für die Schnittstelle gemäß F i g. 5,
Fig.7 ein Blockdiagramm eines Daten-Puffers der
Schnittstelle gemäß F i g. 5,
F i g. 8 ein Blockdiagramm eines Video-Ausgabe-Prozessors
des Systems gemäß F i g. 1 und
Fig.9A und 9B eine teilweise blockschemaartige, teilweise schaltschemaartige Darstellung des Signalerzeugers einer einzelnen Video-Komponente im Video-Ausgabe-Prozessor gemäß F i g. 8.
Fig.9A und 9B eine teilweise blockschemaartige, teilweise schaltschemaartige Darstellung des Signalerzeugers einer einzelnen Video-Komponente im Video-Ausgabe-Prozessor gemäß F i g. 8.
F i g. 1 zeigt ein Computergraphik-System 10 mit Raster-Abtastung,
welches vorzugsweise zur V7Q-Farbdarstellung eingerichtet ist. Das Sy cm 10 umfaßt einen
Rechner-Bus i2 mit einer an diesen nngeschiossenen
Zentraleinheit (CPU) 14 beispielsweise einem PDP 11/34 Rechner der Digital Equipment Corporation. Die
an den Rechner-Bus 12 angeschlossenen Rechnereinheiten ur-.fassen einen zusätzlichen Direktzugriffsspeicher
(RAM) 16, einen Plattenspeicher 18 für eine Plattendatei, eine Magnetbandeinheit 20 für eine Banddatei, eine
Konsole (Bedienungsplatz) mit Konsolenschnittsteile 22. Eine Video-Verarbeitungseinrichtung 24 ist mit dem
Rechner-Bus 12 über eine Haupt-Bus-Schnittstelle (Master Bus interface) 26 verbunden, während eine im nachfolgenden
noch /u erläuternde Dateneingabetafel (data tablet) 28 sowie ein Ablauf-Anzeigegerät (menu display)
30 über eine doppeltserielle 38,2-KiIobaud-Schnittstelle
32 mit dem Rechner-Bjs 12 verbunden sind. Weitere Rechner-Peripherie-Geräte können, falls erwünscht, an
den Rechner-Bus 12 angeschlossen werden.
Die Rechner-Peripherie-Geräte, wie aer zusätzliche
Speicher 16, der Plattenspeicher 18, die Magnetbandeinheit 20 sowie die Konsole 22 können von allgemein
üulichem Aufbau sein bis auf eine geringfügige bei jeder
Einheit erforderliche Abänderung. Diese Abänderung besteht darin, die Einheiten für einen Daienblock-Zugriff
zu den Daten der Video-Verarbeitungseinrichtung 24 einzurichten, d. h. für die Aufnahme bzw. die Abgabe
von äußerst schnellen kontinuierlichen Folgen serieller Wörter oder Bytes. Bei einem herkömmlichen Block-Zugriff
(block access) nach der Art des direkten Speicher-Zugriffs (DMA = Direct Memory Access) wird ein
Adressenzähler, w;,e beispielsweise der Adressenzähler 34, innerhalb einer Bus-Haupteinheit, wie dem Plattenspeicher
18, auf eine erwünschte Anfangsadresse geseut und anschließend für jedes übertragene Lese- oder
Schreibwort fortgeschaltet (inkrementiert) bis eine bestimmte Anzahl von Worten über den Rechner-Bus 12
übermittelt worden ist. Die Video-Verarbeitungseinrichtung 24 jedoch wird in einer speziellen Blockzugriffs-Betriebsar»
betrieben, bei der sämtliche Datenworte eines Transferblocks einem adressierbaren, einen
Teilspeicher des Bildspeichers identifizierenden Adressenort angeboten werden müssen, während die Video-Verarbeitungseinrichtung
24 selbst auf einen vorbereiteten X- Y-Adressenort zurückgreift und die Adresse für
diesen vorbereiteten Ort bei jedem Worttransfer selbsttätig inkrementiert. Die Rechnerbus-Haupteinheit
(computer bus master) hat also fortwährend den Teilspeicher-Adressenort
zu adressieren, jedoch nicht die
auf die Rechner-Bus plazierten (placed) Adressen zu inkrementieren. Dies wird dadurch erreicht, daß ein
Zählvorgangsauslöse-Eingang des Adressenzählers 34 mit einem UND-Gatter 36 verbunden wird, welches
wiederum wahlweise über eine Bit-Stellung innerhalb eines adressierbaren Steuerregisters 38 über ein Signal
(NTENBL) freigegeben werden kann. Einedemgemäße
Abänderung kann bei jeder beliebigen Rechner-Bus-Einheit durchgeführt werden, welche als Bus-Haupteinheit
(bus master) für den Datenaustausch mit der Video-Verarbeitungseinrichtung 24 mit blockartigem Lese-
und Schreibbetrieb dienen soll.
Die Dateneingabetafel 28 ist vorzugsweise ein Gerät mit Koordinatenmatrix, welches den Ort eines Griffels
in einem rechtwinkligen X-Y-Koordinatensystem feststellt.
Ein Datengriffel 29 enthält einen druckempfindlichen Mikroschalter zur Eingabe von An-Aus-Information
für eine Z-Achse. Die Dateneingabetafel 28 ist vorzugsweise mit zwei benachbarten Flächen ausgestattet,
einer ersten, einem Farbmonitor (color monitor) 39 innerhalb der Video-Verarbeitungseinrichtung 24 zugeordneten
Fläche und einer zweiten, dem Ablaufanzeigegerät 30 zugeordneten Fläche. Bei Andrücken des Griffels
an eine der Flächen zeigt ein Positionsanzeigesymbol (cursor) den Ort des Griffels innerhalb des Koordinatensystems
an als optische Rückmeldung an die Bedienungsperson.
Das Ablaufanzeigegerät 30 dient vorzugsweise zur Steuerung der Betriebsarten des Computergraphik-Systems
10. Beispielsweise können auf dem Ablaufanzeigegerät 30 eine Vielzahl zur Verfügung stehender Betriebsarten
angezeigt werden, von denen dann eine Betriebsart, beispielsweise dadurch ausgewählt werden
kann, daß der Griffel 29 an einen Ort der Tafel bewegt wird, welcher dem Anzeigeort der jeweiligen Betriebsart
auf dem Ablaufanzeigegerät 30 entspricht. Hierbei zeigt das Positionsanzeigesymbol auf dem Ablaufanzeigegerat
3ö (insbesondere Biidschirmanzeigegerät) den jeweiligen Ort des Griffels an. Nach Erreichen des vorgesehenen
Ortes wird dann der Mikroschalter betätigt. Hervorzuheben ist, daß bei Wahl einer vorgegebenen
Betriebsart ggf. zur Auswahl bereitstehende Unterbetriebsarten angezeigt werden. Die Betriebsarten können
beispielsweise folgende Vorgänge umfassen: Malen bzw. Einfärben, Zeichnen. Auslöschen, Ausfüllen, Abtönen
bzw. Aufhellen, Schreibarbeit. Bildsicherung bzw. Bildabspeicherung, Bildaufruf, Pinselauswahl, Pinselentwurf.
Palettenentwurf. Palettenaufruf. Speichersequenz bzw. Einspeicherungsablauf und Wiederaufrufsfrequenz
bzw. Wiederaufrufsablauf. Im folgenden wird ein Beispiel für die Auswahl einer derartigen Unterbetriebsart
angegeben. Wenn die Bedienungsperson die mit »Pinselabruf« bezeichnete Betriebsart (recall brush mode)
auswählt, veranlaßt dies die Wedergabe einer bereits vorher entworfenen Auswahl von Pinselformen, wobei
dann eine der Pinselformen ausgewählt werden kann, und zwar, wie beschrieben, dadurch, daß der an die ausgewählte
Pinselform (bzw. an einem diesem Ort entsprechenden Ort auf der Tafel 28) gehaltene Griffel 29
niedergedrückt wird. Anschließend kann durch eine Bewegung des Griffels 29 innerhalb der dem Farbmonitor
39 zugeordneten Fläche der Tafel 28 ein Bemalen von Flächen auf dem Farbmonitor 39 entsprechend der
Griffelbewegung erzielt werden, wie wenn der Griffel 29 die Form des ausgewählten Pinsets haben würde.
Natürlich können auch andere Funktionen ausgewählt werden, da die zentrale Veraribeitungseinheit (CPU) 14
im wesentlichen die vollständige Kontrolle über jedes auf dem Farbmonitor 39 abgebildete Bildelemcnl oder
Pixel besitzt.
Die Hauptbus-Schnittstelle (Master Bus interface) 26 bildet eine Verbindung zwischen dem Rechner-Bus 12
und einem Haupt-Bus 40 der Video-Verarbeilungscinrichtung
24. Der Haupt-Bus 40 umfaßt 16 Datenleitungen, 18 Adressenleitungen und 16 Steucrleitungcn, was
im Ergebnis dazu führt, daß der Haupt-Bus 40 eine Erweiterung des Rechner-Busses 12 bildet. Die Rcchnerbus-Haupteinheiten
(computer bus masters) haben daher unmittelbaren adressierbaren Zugang zu Hauptkomponenten
der Video-Verarbeitungseinrichtung 24, beispielsweise zu einem Video-Ausgabe-Prozessor 42,
einem Eingabe-Abtaster (input scanner) 44, einer Spcichersteuerung 46 (memory controller) und einer BiIdadressenumformungs-Schnittstelle
(picture address transform interface (PATI)AB.
Als Zusatzgerät kann auch ein Encodierer 58 eingesetzt werden, um die roten, grünen und blauen Video-Farbsignale
des Video-Ausgabe-Prozessors 42 auszulesen und hiermit ein zusammengesetztes Video-Fcrnschsignal
zu erzeugen.
Das »Herz« der Video-Verarbeitungseinrichlung 24 des Computergraphik-Systems 10 wird von einem modulartig
erweiterbaren Bildspeicher 50 gebildet. Der Bildspeicher 50 enthält ein, zwei oder drei bei herkömmlichen
Graphik-Systemen als Bildspeicher bezeichnete voneinander getrennte Speicher, wie auch einen Überlagerungsspeicher
(overlay store) mit der Dimension 1 Bit. Jeder der Teilspeicher des Bildspeichers 50 wird
durch 16KxI Bit-Speicher-Chips realisiert. Die Speichersteuerung
(memory controller) 46 ermöglicht eine Adressentransformation in der Weise, daß jedes Pixel
eines Video-Bildschirms in einem A^-V-Koordinatensystem
adressierbar ist, wobei eine -Y-Adresse eines von 768 Pixeln einer Abtastzeile eines Videobilds festlegt,
während eine Y-Adresse eine von 512 Abtastspalten innerhalb eines Videobiids festlegt. Hierdurch wird jedoch
nur ein Teil eines vollständigen Bildes erfaßt, welches 910 Pixel pro Abtastzeile und 525 Abtastzeilen pro
Bild umfassen kann. Sämtliche 16K χ 1 Bit-Speichcr-Chips sind parallel angeordnet und bilden einen Bildspeicher
50 mit sehr hoher Eingabe-ZAusgabc-Bandbreite. Dies ermöglicht gleichzeitig eine Realzeil-Videoeingabe
vom Eingabe-Abtaster 44, eine Realzeit-Videoausgabe über den Video-Ausgabe-Prozessor 42 zum
Monitor 39, einen Zugriff von einer an den Rechner-Bus 12 angeschlossenen Bus-Haupteinheit aus über die BiIdadressen-Umformungs-Schnittstelle
48, einen Auffrischungszugriff, welcher eine Auffrischung des Speicherinhalts der Speicher-Chips ermöglicht sowie einer Zugriff
von zumindest einem weiteren Gerät der Video-Verarbeitungseinrichtung aus für den Fall einer späteren
System-Erweiterung.
Ein Bildspeicher-Daten-Bus 56 enthält 104 Daten-Leitungen, weiche in Gruppen zu 32 für jeden der drei
Teiispeicher und zu 8 für den Oberlagerungsspeicher zusammengefaßt sind. Ein Multiplexer (MUX) 54 ermöglicht
die Auswahl von einer dieser Gruppen für den Datentransfer über einen 32-Bit-Daten-Bus, um die Datenübertragung
durch die Bildadressen-Umformungs-Schnittstelle 48 zu einer an den Rechner-Bus 12 angeschlossenen
Bus-Haupteinheit zu ermöglichen.
In der Wort/Byte-Betriebsart speichern und lasen die
drei Teüspeicher des Bildspeichers 50 im Gegensatz zum Oberiagerungsspeicher ein Wort (i6 Bits) oder ein
Byte (8 Bits) an Information für jeden X- K-PixelorL In
der Mehrfach-Byte-Betriebsart speichern und lesen die
Tcilspciuher einen Block, welcher 24 Bytes enthält, die
wiederum 24 benachbarten Pixeln in einer Abtastzeile eines Videobilds entsprechen. Die 768 einzelnen Pixel
einer beliebigen Abtastzeile sind daher jeweils in einer von 32 Blöcken dieser Zeile enthalten. Jeder der Blöcke
wird über den Bildspeicher-Daten-Bus 56 in Form von 6 seriellen Slice-Gruppen (slices) oder Rumpfgruppen
(barrc'^V zu je 4 Bytes übertragen. Da der Überlagerungsspe'fcher
lediglich ein Bit pro Pixelort speichert im Vergleich zu den 8-Bit-Byte bei den drei Teilspeichern,
enthält ein Überlagerungs-Block lediglich 3 Bytes. Separate Eingangs- und Ausgangssignalspeicher (latches)
ermöglichen dem Bildspeicher 50 Informationen vom Eingabe-Abtaster 44 oder einer anderen Datenquelle
einzuschreiben, währenddessen Daten von den Ausgabe-Signalspeichern über den Bildspeicher-Daten-Bus 56
zu dem Video-Ausgabe-Prozessor 42 zur Anzeige auf dem Farbmonitor 38 übertragen werden.
Wie F i g 2 'pig', nmfnßi der Bildspeicher 50 vier Teilspeicher,
nämlich den mit »Y7rot«, bezeichneten Teilspcichcr
66, den mit I.Q/grün bezeichneten Teilspeicher
68, den mit »blau« bezeichneten Teilspeicher 70 sowie den Überlagerungsteilspeicher 72. Im Falle eines Farbkartcn-Systems
(color map system) würde der Y-Teilspeichcr 66 zur Speicherung der Video-Bildinformation
vorgesehen sein, wohingegen der /Q-Teilspeicher 68 sowie
der Blau-Teilspeicher 70 nicht vorgesehen wären. Dieses System kann jedoch einfach und schnell dadurch
erweitert werden, daß Speicherkarten in zur Verfugung stehende Anschlußschlitze eingesteckt werden. So kann
beisp' Isweise ein Schwarz-Weiß-Monitor-System oder Farbkarte-System zu einem Y-, I-, Q-System einfach
dadurch erweitert werden, daß man drei 16K χ 64 Speicherkarten einfügt, um hierdurch den /,<?-Teilspeicher
68 zu implementieren. Der zweiteilige Bildspeicher kann schließlich noch weiter zu einem vollständigen
Rot-Grün-Blau-System (r,g, £>,) erweitert werden, in dem
man noch zusätzliche drei Speicherkarten einsetzt zur Bildung des Blau-Teilspeichers 70. Der Überlagerungstcilspeicher
72 kann wahlweise zusätzlich in jeder beliebigen Konfiguration verwendet werden, also bei dem
Schwarz-Weiß-Monitor-System (black and white monitor system), bei dem Farbtafel-System (color map system),
bei dem Y, I, Q-System oder dem r, g, o-System.
Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß auch andere Konfigurationen, wie z. B. für ein Y-, U-. V-System, bei
nur geringen Abänderungen realisiert werden können.
Die in der Farbfernsehtechnik eingeführten Buchstabensymbole
Y. I, Q, r, g, b, U, V stehen jeweils für bestimmte
Farbfernsehsignale. Hierbei steht Y für das Helligkeits- oder Leuchtdichtesignal, /, C? bzw. U, V für
Farbdifferenzsignale und r, g. b jeweils für die Primärfarben
rot, grün und blau.
Obwohl der Bildspeicher 50 extern von der Speichersteuerung
46 als aus vier auswählbaren Teilspeichern bestehend adressiert wird zur Speicherung der Video-Information
in einer A"-Y-Matrix, bestehen die Teilspeicher ihrem inneren Aufbau nach aus Speicherkarten,
ausgelegt für 16K Worte mit 64 Bit pro Wort Da jeder
der Teilspeicher 66, 68 und 70 mit drei Speicherkarten ausgeführt ist, führt jeder Lese- oder Schreibvorgang im
Bildspeicher zu einem Transfer von 192 Bits in jedem der Speicherteile. Die Auflösung oder Speicherkapazität
jeder der Teilspeicher 66, 68, 70 und 72 kann durch
Hinzufügung weiterer Speicherkarten in Schritten halber Karten erhöht werden. Obwohl die Karten aus
Gründen ihres Daten-Transfers, der Adressenauswahl und der Steuerung von der Konfiguration 16K χ 24 sind,
werden die Speicher-Chips der Karten in 8-Bit-Byte-Gruppen
zusammengefaßt, wobei jede Karte 8 Byte an Parallel-Information aufweist. Jedes Byte nimmt die Video-Information
für ein einziges Pixel an einem X.Y-Matrix-Ort auf und ist weiter unterteilt in eine obere
und eine untere Hälfte. Aus diesem Grunde kann der Speicher in Schritten von jeweils einer halben Karten-Speicher-Kapazität
oder Gruppen von 16Kx 4 Bytes erweitert werden. Die drei Karten für jede derTeilspeieher
66, 68 und 70 ergeben also 192 Bits oder 24 Bytes paralleler Daten, denen 24 Pixel an Video-Information
entsprechen. Diese 24 Bytes an Daten wurden bereits als Block bezeichnet und sind vorgesehen zur Aufnahme
von Video-Information für 24 längs der X-Koordinate der Matrix aufeinanderfolgende Pixel, wobei die
Grenze ggf. der Anfang eines Blocks mit dem ersten Pixel jeder Abtastlinie bzw. -zeile der Matrix zusammenfällt.
Im folgenden wird davon ausgegangen, daß die ΛΎ-Pixel-Matrix mit dem Pixel 0.0 in der oberen linken
Ecke beginnt mit nach rechts (in Zeilenrichtung) ansteigender X-Koordinate und mit nach unten (in Spaltenrichtung)
ansteigender y-Koordinate. Diese Anordnung führt zu 32 Blöcken zur Festlegung der 768 Pixel in
jeder Zeile multipliziert mit 512, der Anzahl der Abtastzeilen. Das Ergebnis sind 16K Blöcke. Es sei daran erinnert,
daß lediglich die Abtastzeilen 0 bis 484 tatsächlich sichtbar sind, so daß die übrigen Abtastzeilen für andere
Zwecke als zur Abspeicherung von Video-Pixel-Informationen zur Verfügung stehen, beispielsweise zur
Speicherung von Farbauswahl-Information. Die primären
(Bild-)Teilspeicher 66,68 und 70 werden über 14 Bits adressiert, welche eines der 16K Blöcke in den Speicher-Chips
auswählen. Die 14 Bits werden in üblicher Weise in 7 Zeilen-Bits und 7 Spalten-Bits im Multiplexbetrieb
übertragen (multiplexed). Zeilenauswahlsignale (common row select signals) werden allen Speicher-Chips
zugeführt mit speziellen (individuellen) Spaltenadressenauswahlsignalen
(24 pro Teilspeicher), um eine individuelle Auswahl auf dem Byte-Niveau zu ermöglichen.
Es kann also ein beliebiges einzelnes Byte oder Pixel an Information bei jedem einzelnen Teilspeicher zum Auslesen
oder Einschreiben von Information ausgewählt werden.
Der Überlagerungsbildspeicher 72 ist in gleicher Weise mit XK-Matrix Koordinaten adressierbar, wie die anderen Teilspeicher, nur wird lediglich ein Bit an Information anstelle von 8 Bit für jeden Pixelort eingespeichert. Dementsprechend enthält der Überlagerungsspeicher 72 lediglich eine halbe Speicherkarte und ist als 16K Worte zu 24 Bit-(oder 2 Byte-)Speicher organisiert. Bei jedem Speicherzugriff liest oder schreibt der Überlagerungsspeicher 72 24 Bits an Information, die 24 Pixeln entsprechen und einen Block für die primären Teilspeicher bilden. Der Überlagerungsspeicher 72 ist Byteweise adressierbar wie die primären Teilspeicher mit dem Unterschied, daß jedes Byte nicht einem einzigen Pixel, wie im Falle der primären Teilspeicher, sondern 8 einzelnen Pixeln in einer Matrixzeile entsprechen.
Der Überlagerungsbildspeicher 72 ist in gleicher Weise mit XK-Matrix Koordinaten adressierbar, wie die anderen Teilspeicher, nur wird lediglich ein Bit an Information anstelle von 8 Bit für jeden Pixelort eingespeichert. Dementsprechend enthält der Überlagerungsspeicher 72 lediglich eine halbe Speicherkarte und ist als 16K Worte zu 24 Bit-(oder 2 Byte-)Speicher organisiert. Bei jedem Speicherzugriff liest oder schreibt der Überlagerungsspeicher 72 24 Bits an Information, die 24 Pixeln entsprechen und einen Block für die primären Teilspeicher bilden. Der Überlagerungsspeicher 72 ist Byteweise adressierbar wie die primären Teilspeicher mit dem Unterschied, daß jedes Byte nicht einem einzigen Pixel, wie im Falle der primären Teilspeicher, sondern 8 einzelnen Pixeln in einer Matrixzeile entsprechen.
Jeder der Teilspeicher des Bildspeichers 50 ist mit einem Eingabepuffer und einem Ausgabepuffer zur
Speicherung eines Blockes an Information versehen. Der Überlagerungsspeicher 72 verwendet einen 24-Bit-Eingabepuffer
76 sowie einen 24-Bit-Ausgabepuffer 78. Der Eingabepuffer 76 ist in drei steuerbare Bytes (bzw.
Byte-Speicherplätze) unterteilt, die wiederum parallel an einen Daten-Bus [OD 8) 80 mit 8 Leitungen angeschlossen
sind. Der Daten-Bus 80 bildet einen Teil des in Fig. 1 gezeigten Daten-Busses 56. Die genannten 3 By-
tes des Eingabepuffers 76 sind unabhängig voneinander über 3 Taktleitungen OWCLK 0—2 ansteuerbar, welche
einen Schreibbefehl an den Überlagerungsspeicher 72 abgeben. Dementsprechend können die 3 Bytes des
Ausgabepuffers 78 unabhängig voneinander angesteuert werden zur Ausgabe von Daten an den Bus OD 8
über3 Leitungen ORDENO-2.
Daten werden über den den Bus OD 8 80 umfassenden Daten-Bus 56 in sechs Hochgeschwindigkeits-Datenübertragungszyklen
übertragen, wobei jeweils eine mit »Slice« oder »Barrei« bezeichnete Informationsmenge während jeder der sechs Zyklen übertragen
wird. Im Falle des Überlagerungsspeichers 72 wird ein erstes Byte an Daten während der ersten beiden Zyklen
also mit Redundanz übertragen sowie ein zweites Byte während des dritten und vierten Zyklusses und ein drittes
Byte während des fünften und sechsten Zyklusses. Diese Redundanz ist vorgesehen, um die Pixel-Koordinaten-Synchronisierung
mit den größeren Teilspeichern SicnenusieMeu, bei denen eiiie wesentlich größere Däten-Transfer-Bandbreite
erforderlich ist.
Der V-Teilspeicher 66 besitzt einen I92-Bit-Eingabepuffer
82 sowie einen 192-Bit-Ausgabepuffer 84. Jeder der Puffer 82 und 84 ist an einen 32-Bit- V-Daten-Bus 86
angeschlossen, welcher in F i g. 2 mit YD 32 bezeichnet ist und einen Teil des Daten-Busses 56 gemäß Fig. 1
bildet. Die Puffer 82 und 84 des V-Teilspeichers 66 sind
in sechs Gruppen zu je 4 Bytes organisiert und erhalten Daten bzw. geben diese ab über den VD32-Bus 86 in
Gruppen zu 4 Bytes ais Antwort auf 6 mit YWCLK 0—5 bezeichnete V-Schreibtakt-Steuersignale bzw. 6 mit
YRDEN0-5 bezeichnete K-Lesen-Auslösesignale. Die
192 Bit eines Blocks werden also über den Datenbus YD 32 in sechs aufeinanderfolgenden hochfrequenten
»Slices« oder »Barrels« zu je 32 Bit oder 4 Byte übertragen. Die Pufferung sowie die Organisation des Daten-Transfers
bei dem /,(?-Teilspeicher68 und bei dem Blau-Tc!lsn5!chGr
70 ist irn wsssntüchsn dis ^!siche yi** κ*»ί
dem V-Teilspeicher 66 und wird daher nicht näher beschrieben.
Die Verwendung eines Eingabe- und Ausgabepuffers für jeden Bild-Teilspeicher führt dazu, daß der Bildspeicher
50 eine extrem grobe Daten-Bit-Bandbreite aufweist, welche es erlaubt. 5790 Bits parallel einzulesen
oder auszuschreiben. Der Multiplexbetrieb (multiplexing) der Puffer am Daten-Bus 56 mit sechs getrennten
»Slices« oder »Barrels« ermöglicht es. einen Daten-Bus 56 einer wirtschaftlich günstigen Größe einzusetzen.
Die extrem große Bandbreite des Bildspeichers 50 ermöglicht einen kontinuierlichen Realzeit-Zugriff zum
Bildspeicher 50 sowohl vom Video-Ausgabe-Prozessor 42 aus. welcher den Farbmonitor 39 betreibt, als auch
vom Eingabe-Abtaster 44 aus, der die Video-Kamera-Information empfängt. Dies bedeutet, d2ß der Farbmonitor
39 im wesentlichen Realzeit-Information anzeigt, wie diese vom Eingabe-Abtaster 44 empfangen worden
ist. Es sei darauf hingewiesen, daß eine kleine Phasenverschiebung bzw. Zeitverschtebung auftreten kann,
welche erforderlich ist. um das Video-Signal durch die Video-Verarbeitungseinrichtung 24 zu leiten (pipe lined).
Die Bandbreite des Bildspeichers 50 ist ausreichend groß, so daß während eines Realzeit-Video-Zugriffes
auf den Bildspeicher 50 vom Eingabe-Abtaster 44 und vom Video-Ausgabe-Prozessor 42 aus gleichzeitig
niederfrequente Zugriffe von zusätzlichen Bauteilen, wie beispielsweise der Bildadressen-Umformungsschnittstelle
48 und der Chip-AuffrischungsEchaltung aus zum Speicher möglich sind.
In Fig.3 wird in näheren Einzelheiten die Speichersteuerung
46 gezeigt, welche von verschiedenen Bauteilen der Video-Verarbeitungseinrichtung 24 AVK-Adrcssen
sowie Bildspeicher-Zugriffs-Anfordcrungcn cmpfängt und hieraut' Adressen erzeugt sowie Zeilablauf-Befehle
bzw. Zeitbefehie fürden Zugriff zu denTcilspcichern in der tatsächlichen Bauteile-Zusammenstellung
(hardware configuration) des Bildspeichers 50. Ein Anforderungs-Abtaster 100 empfängt die Bildspcichcr-Zugriffsanforderungen
von Bildspeicherbenützern an 8 mit REQA bis REQH bezeichneten Eingängen und
kommt der jeweiligen Anforderung mit einer Prioritälsregelung nach, wobei der Eingang REQA die höchste
Priorität besitzt. Einer Speicherauffrischungsanfordcrung wird die höchste Priorität am Eingang A zugewiesen,
wobei jedoch, um ausgeführt zu werden, ein <n F i g. 3 mit REQ-EN bezeichnetes Freigabesignal einer
Zeitablauf- und Steuerlogikschaltung 102 am An/Orderungs-Abtaster
100 anliegen muß. Die Speicherauffri-
Zö schling kann irn TaIIe einer Überprüfungs- oder Wartungs-Betriebsart
gesperrt werden. Während des Normalbetriebes geschieht der Zugriff des dem Eingabe-Abtaster
44 und des Video-Ausgabe-Prozessors 42 zum Bildspeicher 50 ausreichend schnell sowie sequentiell, so
daß die Anforderungen der Speicher-Chips des Bildspeichers 50 in bezug auf (rechtzeitige) Auffrischung
erfüllt werden können. Drei einen ausgewählten Benutzer (user) identifizierende endocierte Signale werden
einer ersten Bestätigungs-Decodierschaltung 104 sowie einer zweiten Bestätigungs-Decodierschaltung 106 zugeführt.
Die erste Bestätigungs-Decodierschaltung 104 gibt auf ein Benutzer-Auswahlsignal der ZcitablauF- und
Steuerlogikschaltung 102 hin ein erstes Benutzcr-Bcstätigungssignal an den ausgewählten Benutzer ab. Der
Benutzer antwortet auf das erste Benutzer-Bestätigungssignal, indem er X- K-Adressen- oder andere Slcuerinformation
in einen Benutzer-Bus 108 (Fig. 1) eingibt, d. h. auf den Benutzer-Bus 108 plaziert Anschließend
erzeugt die zweite Bestätigungs-Dccodierschaltung 106 auf ein Daten-Bus-Zulassungssignal der Zeitablauf-
und Steuerlogikschaltung 102 hin ein zweites Benutzer-Bestätigungssignal für den ausgei ähltcn einen
von 8 Benutzern als Aufforderung an den Benutzer, auf den Daten-Bus 56 Daten zu plazieren oder von diesem
Daten anzunehmen. Im Falle des Transfers von Byte- oder wortartigen Daten erzeugt die Zeilablauf-
und Steuerlogikschaltung 102 einen Einzclimpuls an einem signalbestimmten nicht adressierbaren Bcnutzer-Hilfsspeicher
(signal designated user bump). Dieser Einzelimpuls dient als Lesen-Freigabeimpuls oder als
Schreibtaktsignal des Benutzers, welches durch das zweite Benutzer-Bestätigungssignal freigegeben wird.
Im Falle der'Daten-Übertragung in Form der vorgenannten
»Barrels« über den Daten-Bus 56 werden auf das Benutzer-Hilfsspeichersignal hin sechs sequentielle
Impulse von der Zeitablauf- und Steuerlogikschaltung 102 erzeugt, um die sechs aufeinanderfolgenden »Sclices«
oder »Barrels« eines Blocks zu takten. Der Anforderungs-Abtaster 100 gibt an die Zeitablauf- und Steuerlogikschaltung
102 einen Zugriffsfolge-Startbefehl (sequence start command), um eine Bildspcicher-Zugriffsfolge
auszulösen; dafür empfängt er Freigabesignale, nämlich Barrel-Freigabesignaie und Nicht-Barrel-Anforderungs-Freigabesignale,
um den Anforderungs-Abtaster 100 dazu zu bringen, eine Benutzcranforderung
mit höchster Priorität (highest priority user request) zu einem gegebenen Zeitpunkt festzuhalten
(latch).
Ein ^cld-Decodierer (field decoder) 109 erhält, über
den Benutzer-Bus 108 ein 3-Bit-"Senutzerfeldsignal, zur
Adressierung eines bestimmten Teilspeichers der.Teilspcichcr 66, 68, 70 oder 72 innerhalb des Bildspeichers
'50. Beispielsweise kann durch »Null« der Überlagerungsteilspcicher
72 angewählt werden, durch »eins« der V-Tei!speicher66, durch »zwei« der /Q-Teilspeicher
68, durch »drei« der ß-Teilspeicher 70 und durch »sieben« sämtliche vier Teilspeicher gleichzeitig. Der FeId-Decodierer
109 gibt an einen Spalten-Adressenauswahl-Decodierer 110 und einen Signalspeichersteuerüngs-Decodierer
(memory latch control decoder) 112 als Antwort
auf die drei Benutzerfeldeingangssignale bzw. auf das 3-Bit-Benutzerfeldsignal hin vier individuelle Signale
ab, welch? die getroffene Auswahl der einzelnen Teilspeicher Y, (I, Q), B und 0 wiederspiegeln. Der FeId-Deeodierer
109 empfängt daneben auch Benutzersteuersignale, welche anzeigen, ob ein angeforderter Zugriff ein
Lese- oder ein Schreib-Zugriff ist (in F i g. 3 bezeichnet mit USER R/W. ob der angeforderte Zugriff sich auf
eine Barrel-weise (1 Barrel = 32 Bit), oder nicht-Barrelweise Übertragung eines Blocks (Block = 192 Bit) bezieht
und für den Fall des nicht-Barrel-weisen Zugriffs, ob der Zugriff Wort-weise (1 Wort = 16 Bit) oder Byteweise
(I Byte = 8 Bit) durchgeführt werden soll.
Kurz nachdem die Zeitablauf- und Steuerlogikschaltung 102 ein Benutzerauswahlsignal erzeugt hat, um einem
anfordernden Benutzer zur Plazierung von Adressen- und Steuerinformation auf den Benutzer-Bus zu
veranlassen, erzeugt die Schaltung 102 ein Adressenftsthalle-Taktsignal,
welches sowohl den Decodierer 109 als auch den Adressen-Übersetzer 114 zum Empfang
und zum Festhalten der Benutzer-Information veranlaßt.
Jedesmal, wenn ein neuer Speicherzugriffszyklus beginnt,
gibt die Zeitablauf- und Steuerlogikschaltung 102 einen weiteren Zyklus-Impuls an den Feld-Decodierer
JG3 ab. Um eine maximale Bandbreite des Bildspeichers
50 und seines verbindenden Daten-Busses 56 zu erhallen, werden die Daten ineinander verschachtelt bzw.
verzahnt (interleave type of data transfer) transferiert. Der Feld-Decodierer 109 muß daher sowohl einen momentan
durchgeführten Speicherzugriffszyklus als auch den nächsten Zyklus verfolgen bzw. im Auge haben,
wobei dann der neue Zyklusbefehl den Feld-Decodierer 109 dazu veranlaßt, die den gegenwärtigen Zyklus betreffende
Information freizugeben, die Zyklus-Information des nächsten Zyklusses als Information für den gegenwärtigen
Zyklus umzudeuten und die Information des neuen nächsten Zyklusses anzunehmen. Während
eines momentanen Lese-Zyklusses, bei dem Information in den einzelnen Speicher-Chips adressiert und zu Ausgangspuffern
in dem Teilspeicher transferiert wird, können beispielsweise für den nächsten Schreib-Zyklus Daten
über den Daten-Bus zu Eingangspuffern der Teilspeicher, aufgeteilt in sechs aufeinanderfolgende Barrels
oder Slices, verschoben v/erden. Nach Abschluß des momentanen Lese-Zyklusses können die Lese-Daten in
Barrelform über den Daten-Bus 56 weitergelebt werden, während die zuvor gepufferten Schreib-Daten in
die Teilspeicher eingeschrieben werden. Um diese überlappende Betriebsart zu ermöglichen, gibt der Feld-Decodierer
109 an die Zeitablauf- und Steuerschaltung 102 Signale ab, welche anzeigen, ob bei dem nächsten BiIdspeicherzugriffszyklus
die Daten in Form von Barrels oder nicht in Form von Barrels übertragen werden, ob
der momentane und der nächste Zyklus gleich bzw. ähnlich sind, ob der nächste Zugriff ein Lese- oder ein
Schreib-Zugriff ist, ob der momentane Zugriff Barrel artig oder nicht Barrel-artig ist, ob der momentane Zugriff
ein wortartiger oder ein Byte-artiger Zugriff ist für den Fall eines nicht-Barrel-artigen Zugriffs und ob der
momentane Zugriff ein Schreib- oder Lese-Zugriff ist. Die Zeitablauf- und Steuerlogikschaltung 102 erzeugt
auf diese Information hin Zeitablauf- und Steuerlogiksignale, um den Teilspeicher-Speicherchip und den Eingabe-
und Ausgabepuffern geeignete Adressen-tnformation verfügbar zu machen und um den Transfer von
Information über den Daten-Bus 56 zu steuern.
Der Adressen-Übersetzer 114 umfaßt einen programmierbaren Festspeicher (ROM), der die .YY-Pixelmatrix-Auswahladressen
empfängt, und zwar in Form von i0 Bit X-Adresse oder Spaltenadresse und 10 Bit Y-Adresse
oder Abtastzeilenadresse. Hierauf wird eine Übersetzung in eine als Wort-Adresse für die eigentlichen
16K Speicher-Chips dienende Speicher-Adresse, eine 3-Bit-SpeichertafeIzahl (memory board number)
und eine 3-Bit-Fixeiiiah! durchgeführt, die die identifizierung
eines speziellen Worts oder Bytes innerhalb eines Blocks während eines nicht-Barrel-artigen
Speicherzugriffs erlaubt.
Ein Adressenmultiplexer 116 empfängt die 14-Bit-Block-Adresse
sowie ein Spalte-Zeile-Auswahlsignal von der Zeitablauf- und Steuerlogikschaltung 102, um
die 14-Bit-BIock-Adresse in zwei 7-Bit-Zeilenmultiplex-Adressen
umzuwandeln, wobei zuerst eine ausgewählte Zeile identifiziert wird und dann eine ausgewälte Spalte
innerhalb eines Speicher-Chips.
Der Spaltenadressenauswahl-Decodierer 110 sibt auf
die 4 Y/Rot-, /.Q/Grün-, Blau- und O-Auswahlsignale,
wie auch auf die Tafel-Zahl- und Pixel-Zahl-Auswahlsignale hin ein Spaltenadressenauswahlsignal ab. um den
Zugriffsvorgang (accessing) bei jedem gesondert steuerbaren Daten-Byte innerhalb des Bildspeichers 50 gesondert
steuern zu können. Das heißt, daß 24 Spaltenadressenauswahlsignale
für jeden der prämären Teilspeicher 66, 68 und 70 erzeugt werden und 3 Spaltenadressenauswahlsignale
fü: den Überlagerungsteilspeicher 72. Bei einem Barrel-artigen Lese-Zugriff oder einem
Barrel-artigen Schreib-Zugriff sind sämtliche Byte-Orte innerhalb eines beliebig ausgewählten oder innerhalb
sämtlicher Teilspeicher aktiviert. Für den FOI eines nicht-Barrel-artigen Lese-Zugriffs werden vollständige
Blöcke an Daten in die Ausgabepuffer geladen, wobei ein einziges Slice oder Barrel zum Transfer über den
Daten-Bus 56 ausgewählt ist unter Nichtberücksichtigung der anderen 5 Slices oder Barrels. Im Falle eines
nicht-Barrel-artigen Schreibvorgangs jedoch enthält lediglich ein Wort oder ein Byte eines 24-Byte-Eingabepuffers
gültige Information; es muß daher ein ausgewähltes Adressenauswahlsignal für 2 bzw. 1 Spalte erzeugt
werden, um zu erreichen, daß 1 Wort bzw. 1 Byte an Information lediglich in die entsprechenden 2- bzw.
1-Byte-Dalenspeicherorte eingeschrieben wird.
Ein Signalspeicher-Steuerungs-Decodierer (memory latch control decoder) 112 erzeugt jeweils 6 Steuersignale
für jeden der Eingabe- und Ausgabepuffer 82, 84 sowie jeweils 3 Steuersignale für die Eingabe- und Ausgabepuffer
76, 78 des Überlagerungs-Teilspeichers. um
hierdurch den Informations-Transfer zwischen den Eingabe- und Ausgabepuffern 76, 78, 82, 84 und dem Daten-Bus
56 zu steuern. Im Falle eines Barrel-artigen Transfers wird der Reihe nach für die bei den einzelnen
Teüspeichern zu transferierenden Daten jedes der 6 Signale
für den Transfer in der ausgewählten Lese- oder Schreib-Richtung freigegeben (enabled). Die Y/Rot-,
/,<?/Grün-, Blau- und O-Auswahlsignale vom Feld-Decodierer
109 (in Fig.3 bezeichnet mit Y, I, Q, B. 0 SEL)
veranlassen riie Erzeugung dieser Steuersignale für die Puffer, und zwar für eine oder sämtliche der Teilspeicher
entsprechend der vorstehend erwähnten 3-Bit-Benutzer-Feldsignale
(in der Zeichnung mit »user field 0—2« bezeichnet). Im Falle eines Barrel-artigen Daten-Transfers
werden die 6 sequentiellen Schreibtakt-Signa-Ie für einen Daten-Transfer auf 6 Schreibtakt-Signale
WRITECLK 0-5 der Zeitablauf- und Steuerlogikschaltung 102 hin erzeugt, während 6 Lese-Freigabesignale
auf 6 Freigabesignale READEN 0—5 der Zeitablauf- und Steueriogikschaltung 102 hin erzeugt werden. Falls
die Daten nicht Barrel-artig transferiert werden, empfängt die Zeitablsuf- und Steueriogikschaltung 102 die
mit der Tafel-Nummer und der Pixel-Nummer encodierten Ausgangssignale des Adressen-Obersetzers 114,
um hierauf lediglich ein Schreibtakt-Signal oder ein Lese-Freigabesignal
zu erzeugen, entsprechend dem einen von 6 Block-Slices oder -Barrels, welches das adressierte
Wort bzw. Byte enthält. Es wird daher lediglich ein einziges »Siice« an Daten für jeden ausgewählten Teilspeicher
über den Daten-Bus im nicht Barrel-arigen Zyklus transferiert. Es liegt nun am Benutzer das vollständige
Slice aufzunehmen und das gewünschte Wort oder Byte aus dem 4-Byte-SIice auszuwählen.
Eine Haupt-Bus-Schnittstellenschaltung (master bus
interface circuit) 118 sorgt für die Kopplung und Decodie.ung
des Haupt-Busses 40 mit einem Wartungs-Bus (maintenance bus) 120. Der Wartungs-Bus 120 stellt eine
Bus-Haupteinheit für den Rechner-Bus 12 dar (bus master on computer bus), d. h. mit direktem, adressierbarem
Zugriff über den Haupt-Bus 40 zu ausgewählten Worträumen innerhalb der Speichersteuerung 46 zu
Zwecken der Wartung und der Überprüfung. Der Einfachheit halber sind die Verbindungen des Wartungs-Busses
120 weggelassen: es liegt auf der Hand, daß der Bus 120 auf adressierte Schreib-Befehle hin in Speicherregister
der Speichersteuerung einzuspeichernde Daten transferieren kann, und daß in ähnlicher Weise adressierbare
Gatter (gates) auf adressierte Lese-Befehle hin wahlweise Daten auf dem Wartungs-Bus 120 plazieren
können. Beispielsweise kann es erwünscht sein, daß die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 14 von sich aus in
die Eingangssignalspeicher bzw. -zwischenspeichtr (input latches) adressierbar einschreiben kann, um den Anforderungs-Abtaster
500, den Feld-Decodierer 109 und den Adressen-Übersetzer 114 aufzufordern, Benutzerfehlsignale
zu simulieren. In ähnlicher Weise können ausgewählte Registerausgänge für Steuersignale über
den Wartungs-Bus 120 zur zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 14 durchgeschaltet werden, um die Funktionen
der Speichersteuerung 46 überprüfen zu können. Es sei angemerkt, daß der Wartungs-Bur 120 sich auch bis
zur Zeitablauf· und Steueriogikschaltung 102 hin erstreckt.
Der in Fig.4 dargestellte Eingabe-Abtaster 44 umfaßt
eine Farb-Kamera 130, welche rote (R), grüne (C) und blaue (B) Färb-Video-Signale an eine Umwandlungsmatrix
132 abgibt, die wiederum diese RCB-Leistungs-
bzw. Stromsignale in ein YIQ-Formai umwandelt.
In einem hierzu alternativen monochromen oder einfarbigen System gibt eine monochrome Kamera 134
das V-Intensitätssignal an einen Schalter 136, welcher
entweder das V-Signal der monochromen Kamera 134 oder das der Umwandlungsmatrix 132 zuschaltet (siehe
Fig.4). In einem monochromen System können natürlich
diejenigen Teile des Eingangs-Abtasters 44, welche sich auf die /- und (p-Signale beziehen, entfallen.
Die Y-I- und ζ)-Video-Signale werden jeweils durch
Tiefpaß-Filter 138, 139 bzw. 140 hindurch einem Schalter 142 mit drei jeweils zwei Schaltstellungen einnehmenden
Umschaltern zugeführt, wobei jeweils einer der beiden Kontakte jedes einzelnen Umschalters mit den
Filtern 138,139 bzw. 140 verbunden ist, um deren Y-I-
und Q-Signale zu empfangen, und die jeweils anderen
Kontakte mit einem Kammfilter (comb filter) 144 verbunden sind, um von diesem auf ein /VTSC-Kombinations-Video-Signal
(in der Figur mit NTSC composite video bezeichnet) hin Y-. I-, Q-Ausgangssignale zu empfangen.
Die analogen Ausgangssignale des Schalters 142, weiche mit A Y, A/und AQ bezeichnet sind, werden
abgetastet (sampled) und mit Hilfe von Analog-Digital-Wandlern
146, 147 und 148 (in der Figur mit A/D bezeichnet) in eine 8-Bit-DigitaI-Darstellung umgewandelt
Der Analog-Digital-Wandler 146 tastet das Signal A Y mit einer Pixelfrequenz ab, deren Periode angenähert
70 Nanosekunden beträgt, und zwar aufgrund eines von einer Zeitablauf- und Steueriogikschaltung 150 erzeugten
Signals YCLK hin. In entsprechender Weise tasten die Wandler 147 und 148 auf ein Signal IQCLK
der Zeitablauf- und Steueriogikschaltung 150 hin die Signale AI bzw. AQ ab. jedoch mit der halben Pixelfrequenz.
Diese Abtastung mit der halben Frequenz führt dazu, daß dann, wenn die /^Signale im IQ-Zweizeilenpuffer
160 zusammengefaßt sind mit den /-Werten an geraden Pixelorten und den ζ)-Werten an den ungeraden
Pixelorten deren zusammengefaßte Datenfrequenz gleich ist der Y-Signaldatenfrequenz. Die zusammengefaßten
/(^-Signale können also synchron und parallel mil
dem V-Signal verarbeitet werden.
Ein vom Taktsignal YCLK gesteuerter Y-Speicher
152 empfängt die 8-Bit-Ausgangssignale des Wandlers 146 als Lese-Adresse-Eingangssignal und gibt daraufhin
ein dementsprechendes 8-Bit-Wort ab. Der Y-Speicher
152 stellt ein äußerst einfaches, wirtschaftliches und dennoch wirkungsvolles Mittel zur Abänderung des Y-Signals
entsprechend einer vorherbestimmten Funktion dar. Beispielsweise könnte der y-Speicher 152 an sämtlichen
seiner 256 adressierbaren Orte Daten abspeichern, weiche gleich der der Adresse für den jeweiligen
Ort sind. Dies würde dazu führen, daß die Ausgangssignale des Y-Speichers 152 identisch mit ihren Eingangssignalen sind. Alternativ hierzu könnte der Y-Speichcr
152 Daten für eine Korrektur von Nichtlineariiaten im
V-Signal enthalten oder für eine andere erwünschte funktionell Beziehung zwischen den Eingangs- und den
Ausgangs-Signalen sorgen. Ein /-Speicher 154 sowie ein (^-Speicher 156 erlauben in ähnlicher Weise funktionale
Transformationen der /- bzw. (^-Signale. Ein Zwcizeilen-K-Puffer
158 (double line Y buffer) enthält zwei 768 χ 8 Zeilen-Puffer zur Abspeicherung der V-Komponente
des vom K-Speicher 152 abgegebenen Video-Signals. Die Zeitabiauf- und Steuerschaltung 150 erzeugt
Puffer-Eingabe-Kontrollsignale für die Abspeicherung einer Zeile an Video-Information in einem ersten Pufferteil
des Puffers 158. Sobald der erste Pufferteil eine Zeile der Video- V-Komponenten-Information speichert,
wird eine Umschaltung vorgenommen, woraufhin die Puffer-Eingabe-Kontrollsignale den Puffer 158 dazu
veranlassen, die zweite Zeile der Video-Information in einen zweiten Pufferteil aufzunehmen und abzuspeichern.
Bei einem Zweifelderformat (bzw. Halbbildformat) entspricht die zweite Zeile der Video-Information
der zweiten Zeile des ersten (Halb-)Bildes oder der drit*
ten Zeile des vollständigen Bildes. Nach Abspeicherung
der zweiten Zeile der Information in den zweiten Teil des Zweizeilen- K-Puffers 158 erzeugt die Zeitablauf-
und Steuerschaltung 150 Puffer-Ausgabe-Steuersignale, welche den ersten Teil des Puffers 158 anweisen, die
vorher abgespeicherte erste Zeile der Information über einen mit YD 32 bezeichneten V-Daten-Bus-Teil des
Daten-Busses 56 dem y-Teilspeicher 66 des Bildspeichers 50 zuzuführen. In der Zeit, in der der zweite Teil
des Puffers 158 die zweite Zeile an Information aufnimmt, hat der erste Teil des Puffers 158 seinen gesamten
Speicherinhalt zu dem y-Teilspeicher 66 transferiert,
so daß er nun mit der Aufnahme der dritten Zeile der Video-Information beginnen kann, während die
zweite Zeile der Video-Information vom zweiten Teil des Puffers 158 zu entsprechenden Speicherorten im
y-Teilspeicher 66 des Bildspeichers 55 transferiert wird. Der Puffer 158 ermöglicht es also, daß vollständige Daten-Zeilen
zum y-Teilspeicher 66 transferiert werden, während er gleichzeitig die Möglichkeit der Pufferung
bietet, um hierdurch Verzögerungen bei der Herstellung des Zugriffs zum Bildspeicher 50 auszugleichen,
wie auch wechselnde Pausen bzw. Pausenenden ggf. wechselnde Burstsignale (bursts) als Ergebnis der großen
Bandbreite des Block-Transfers über den Daten-Bus YD 32 in 6 sequentiellen Slices oder Barrels zu je
4 Bytes. Das heißt, daß nach der Übertragung eines 24-Byte-Blocks über den Daten-Bus in schneller Folge
eine Pause eingelegt werden kann, während der der Eingabe-Abtaster 44 auf den Zugriff zum Bildspeicher
50 für einen weiteren Daten-Transfer wartet. Unter normalen
Umständen kann erwartet werden, daß der gerade auslesende Teil des Puffers 158 seinen Inhalt in den
Teilspeicher 66 vollständig ausgelesen haben wird, ehe der andere Teil des Puffers 158 eine Zeile der ankommenden
Video-Daten vollständig eingelesen hat
Die Wirkungsweise des Zweizeilen-/Q-Puffers 160 (douple line IQ-buffer) ist im wesentlichen identisch mit
der des Puffers 158, mit dem Unterschied, daß der Puffer 160 abwechselnd die Ausgangssignale des /-Speichers
154 und des (^-Speichers 156 aufnimmt. Da diese Ausgangssignale jeweils mit der halben Datenrate der Ausgangssignale
des y-Speichers 152 übertragen und vom Puffer aufgenommen werden, ist die Gesamtdatenübertragungsrate
des Puffers 160 identisch mit der des Puffers 158. Ein Bildspeicher-Adressenzähler 162 stellt die
Xy-Matrix-Blockenden der von den Puffern 158 und 160 dem Bildspeicher 150 übermittelten Blöcke fest und
wird von der Zeitablauf- und Steuerschaltung 150 bei jeder Block-Ausgabe inkrementiert (weitergezählt). Die
Zeitablauf- und Steuerschaltung 150 gibt daneben auf ein in F ig.4 mit ACK 1 (von ACKNOW-LEDGEi)
bezeichnetes Signal der Speichersteuerung 46 hin ein Adressen-Ausgabe-Freigabe-Signal (address output
enable signal) ab und erzeugt ein Rückstellsignal, welches die Synchronisierung des Adressenzählers 162 mit
dem einlaufenden Video-Signal ermöglicht. Die Zeitablauf- und Steuerschaltung 150 erzeugt und empfängt die
Benutzer-Bus-Steuersignale, weiche vorstehend in Verbindung mit der Speichersteuerung 46 beschrieben worden
sind. Die mit »field 0—2« bezeichneten Ausgänge bzw. Ausgangssignale legen eine Zahl 6 fest, welche für
die Auswahl des V-Teilspeichers 66 sowie des I1Q-TeW-Speichers
68 des Bildspeichers 50 für den gleichzeitigen Daten-Transfer steht. Mit Hilfe kleinerer Abänderungen,
wie der Hinzufügung eines dritten Zwei-Zeilen-Puffers zur Pufferung sämtlicher drei Farbkomponenten
und entsprechender Anpassungen dar Umwandlungsmatrix 132 und der Tiefpaß-Filter 138 bis 140, kann
der Eingabe-Abtaster 44 ohne weiteres in einen vollständigen rg£-Dreifarben-Eingabe-Abtaster erweitert
werden. Der derart erweiterte Eingabe-Abtaster würde dann in einer Konfiguration eingesetzt werden, bei der
der Bildspeicher 50 mit 3 primären Teilspeichern 66,68
und 70 ausgerüstet wäre, in denen dann die Signal-Komponenten für rot, grün und blau einzuspeichern wären.
Eine Haupt-Bus-Schnittstellenschaltung 164 sowie ein dieser zugeordneter Wartungs-Bus 166 sorgen für
ίο eine Verbindung zum Haupt-Bus 40, um einen einer am
Rechner-Bus angeschlossenen Haupteinheit (computer bus 12 master) einen adressierbaren Lese- und Schreib-Zugriff
zu ausgewählten Datenspeicherorten und Datenstatus-Informationen des Eingabe-Abtasters 44 zu
ermöglichen. Ähnlich dem Wartungs-Bus für die Speichersteuerung 46 erlaubt der Wartungs-Bus 166 sowohl
das Einschreiben als auch das Auslesen ausgewählter Wortorte im y-Speicher 152, /-Speicher 15^ und Q-Speicher
156 wie auch das Einschreiben und Auslesen von Daten in bzw. aus den Zwei-Zeilen-Puffern 158 und
160. Es besteht auch ein Wartungs- und Überprüfungs-Zugriff zu ausgewählten Informationsgruppen innerhalb
der Zeitablauf- und Steuerschaltung 150. Die Eingabe- und Ausgabe-Puffer jedes Teikpeichers sorgen
für eine extrem große Daten-Bit-Bandbreite des Bildspeichers 50, die es erlaubt, daß 5790 Bits parallel gelesen
oder geschrieben werden, während, aufgrund der im Multiplex-Verfahren auf dem Daten-Bus 56 mit sechs
getrennten Slices oder Barrels betriebenen Puffer, der Daten-Bus 56 eine wirtschaftlich vorteilhafte, d. h. vergleichsweise
geringe Größe aufweist. Die extrem große Bandbreite der Daten-Übertragung vom bzw. zum Bildspeicher
50 ermöglicht einen kontinuierlichen, realzeiimäßigen Zugriff zum Bildspeicher 50, und zwar sowohl
von dem den Farbmonitor 39 betreibenden Video-Ausgabe-Prozessor 42 als auch von dem die Video-Kamera-Information
aufnehmenden Eingabe-Abtaster 44 aus. Der Farbmonitor 39 kann daher im wesentlichen Realzeit-Information,
wie sie vom Eingabe-Abtaster 44 aufgenommen wurde, wiedergeben. Es gibt natürlich eine
geringe Phasenverschiebung aufgrund des Durchlaufs des Video-Signals durch den Ausgabe-Prozessor 42 des
Video-Verarbeitungssystems. Die Bandbreite des Speichers 50 ist ausreichend groß, so daß während eines
Realzeit-Video-Zugriffs vom Eingabe-Abtaster 44 und vom Video-Ausgabe-Prozessor 42 aus gleichzeitig ein
niederfrequenter Zugriff zum Speicher 50 von zusätzlichen System-Komponenten, wie beispielsweise einer
Bildadressen-Umformungs-Schnittstelle 48 und einer
so Speicher-Auffrischschaltung vorgenommen werden kann.
Die in F i g. 5 dargestellte Bildadressen-Umformungs-Schnittstelle
48 (in Fig. I« mit PATl = picture address transform interface bezeichnet) umfaßt eine Haupt-Bus-Schnittstellenschaltung
180 (master bus interface circuit), welche an die Haupt-Bus-Adressen- und Steuerschaltungen
angeschlossen ist, in F i g. 5 mit MBATCO—12 (Master Bus address and control circuits
0—12) gekennzeichnet und ein System-Takt-Signal SSYNC (system sync signal) zurück an den Haupt-Bus
40 abgibt, um die Kommunikation zwischen Haupt-Bus 40 und Schnittstellenschaltung 48 (PATI)zu erleichtern.
Die Schnittstellenschaltung 48 umfaßt weiterhin eine Zeitablauf- und Steuerschaltung 182, weiche von der
Haupt-Bus-Schnittstellenschaltung 180 Haupt-Bus-Steuersignal-Information aufnimmt und hierauf die erforderlichen
Zeitablauf- und Steuerungssignale für die Bildadressen-Umformungsschnittstelle 48 erzeugt. Die-
se Steuersignale umfassen Signale, welche der Haupt-Bus-Schnittstellen-Schaltung
180 übermittelt werden, um die Erzeugung decodierter Lese-Decodier-Signale
RDEC 0—15 (von read decode signal) sowie von Schreib-Decodier-Signalen WDECO— 15 (von write decode
signal) zur Auswahl spezieller Register- und Gatter-Orte entsprechend den Haupt-Bus-Adressen zu veranlassen.
Die Zeitablauf- und Steuerschaltung 182 erzeugt daneben auch ausgewählte Decodier-Signale für
eine Durchschaltung (gating) und für ein Laden (loading) ausgewählter Daten und Registerorte, wobei die
Durchschaitsignale mit GEQ-15 (von GATE enable)
und die Schreib-Signale mit VKSO-15 (von write strobe)
bezeichnet sind. Zwei Puffer 184 und 185, welche drei Zustände annehmen können (tri-state buffers) werden
auf die decodierten Zeitablauf-Signale WSO und GfO hin aktiviert, um zwischen dem 16-Bit-Haupt-Daten-Bus
(in Fig.5 mit MBDAT0—15 von master bus
data bezeichnet) und einem gepufferten internen Daten-Bus (in Fig.5 bezeichnet mit SDATO-5 von buffer
data bus) der Schnittstelle 48 (PA Ή) eine in beide Richtungen
erfolgende Kommunikation (Datenaustausch) zu ermöglichen. Der gepufferte Daten-Bus
BDAT0—15 stellt eine Kommunikationsverbindung zu
allen Haupt-Komponenten der Schnittstelle 48 her unter Einschluß der Zeitablauf- und Steuerschaltung 182,
einer Benutzer-Bus-Schnittstellen-S=;haltung 188, eines
Adressen-Steuerregisters 190, eines Daten-Puffers 192 und eines X- Y-Adressen-Gebers 194.
Das Adressen-Steuerregister 190 wird auf das Schreib-Decodier-Signal WDECO der Haupt-Bus-Schnittstellenschaltung
180 hin mit Daten des Haupt-Daten-Busses geladen. Daj Adri-jsen-Steuerregister
190 speichert von der zentrale.) Verarbeitungseinheit 14 (CPU) zur Steuerung der Betriebsar der Schnittstelle
48 (PATI) bereitgestellte Zustands-Informationen (status
information).
Aufgrund der großen Pixelzahl eines einzigen Fernseh-Videobildes
(268 Pixel pro Zeile χ 468 Zeilen oder Abtastlinien) kann der normale CPU Adressenraum
nicht dafür hergenommen werden, die einzelnen Pixelorte innerhalb eines Bildes an Video-Information zu unterscheiden.
Die Identifizierung eines Pixelortes durch die Verarbeitungseinheit 14 (CPU) wird in zwei Schritten
durchgeführt, nämlich indem zuerst über den Rechner-Bus 12 und den Haupt-Bus 40 eine 10-Bit-X-Adresse
zur Identifizierung eines bestimmten Pixelortes innerhalb einer Zeile (d. h. durch Angabe der Spalte)
transferiert wird und dann eine 10-Bit-Y-Adresse zur
Identifizierung einer speziellen Zeile innerhalb des Bildes. In einem dritten Daten-Übertragungsschritt wird
die dem Pixelort entsprechende Video-Information übermittelt. Da die drei primären Teilspeicher 66, 68
und 70 ein Byte an Information pro Pixelort und der Überlagerungsteilspeicher 72 ein Bit an Information für
jeden Pixelort speichert, die Daten jedoch ausschließlich in Datengruppen im Byte-Bereich transferiert werden,
ist es notwendig, für die Kommunikation mit einem einzigen Pixelort in sämtlichen vier Teilspeichern bis zu
4 Byte an Daten zu übermitteln.
Um Zugriffsfolgen zum Bildspeicher zu erleichtern und hierbei zu vermeiden, daß bei jedem Vorgang ein
yf-Adressen-Informationswort sowie ein Y-Adressen-Informationswort
transferiert v/erden muß, ist bei der Schnittstelle 48 (PATI) eine vom Adressen-Steuerregister
190 gesteuerte blockartige Betriebsart (block mode) vorgesehen, bei der die Adressenorte selbsttätig inkrementiert,
d. h. weitergezählt werden, sofern Umstände vorliegen, die von der zentralen Verarbeitungseinheit
14 (CPU) durch Einschreiben bestimmter Betriebsart-Steuerinformation
in das Adressen-Steuerregister 190 festgelegt werden können. Die in F i g. 5 angegebenen
Bit-Orte 15,14 und 13 des Adressen-Steuerregisters 190 speichern Daten-Bits zur Veranlassung einer automatischen
Inkrementierung von Pixel-Adressen auf einen Zugriff zum Y/Rot-Teilspeicher 66, /(?/Grün-Teilspeicher
68 und zum Blau-Teilspeicher 70 hin. Diese
ίο Bit-Stellen sind in F i g. 5 mit EAINC Y (von enabling
automatic incrementing), EAINCI1Q und EAINCB bezeichnet
Die Bit-Stelle 10 speichert dementsprechend ein mit EAINCQ bezeichnetes Bit zur Veranlassung
eines automatischen Adressenweiterzählens bei Zugriff
zum Überlagerungsspeicher 72. Die Bit-Stellen 9 und 8
speichern mit EAINCR und EAINCW bezeichnete Bits zum automatischen Weiterzählen bei einem Lese- bzw.
Schreib-Zugriff. Die Bit-Stelle 2 steuert die blockartige Betriebsart; das entsprechende Bit (logische 1) veranlaßt
den blockartigen Betrieb und ist mit BME (von block mode enable) bezeichnet, während bei Vorliegen
einer logischen Null ein einfacher Lese- oder Schreib-Zugriff
ohne automatische Adressenweiterzählung veranlaßt wird. Die Bit-Stelle 1 zeigt an, ob während der
blockartigen Betriebsart die Pixeladressen zu erhöhen oder erniedrigen sind; das entsprechend abgegebene Signal
ist mit ADEC/INCiyon addresses to be decremented/incremented)
bezeichnet. Die Bit-Stelle 0 ist ausschließlich während nicht-blockartiger Betriebsarten
wirksam und zeigt an, ob ein Wort (16 Bit) oder ein Byte
(8 Bit) an Daten angefordert wurde.
Bei der blockartigen Betriebsweise ist ein in der gleichen Richtung erfolgender Vielfachwort-Transfer vorgesehen.
Die X-Y-Adresse muß an einem Blockende (im
allgemeinen am Anfang) beginnen, wobei die Anzahl der Daten-Transfers einer ganzen Zahl von Blöcken zu
entsprechen hat. Faiis man mit dem Anfang jeder Zeile, d. h. bei X=Q, beginnt, ist stets sichergestellt, daß man
am Anfang eines Blocks steht.
Die Benutzer-Bus-Schnittstellenschaitung 188 reagiert
auf Zeitablauf- und SteuersignaLe der Zeitablauf- und Steuerschaltung 182 wie auch auf Teilspeicher-Auswahlsignale,
welche als Teil einer Adressen-Festlegung einer Rechner-Bus-Haupteinheit (computer bus master
address designation) über die Haupt-Bus-Schnittstellenschaltung 180 und die Zeitablauf- und Steuerschaltung
182 der Benutzer-Bus-Schnittstellenschaltung 188 zugeführt
wird. Hierauf erzeugt die Benutzer-Bus-Schnittstellenschaltung 188 eine Kombination an Benutzerfeld-Signale
0—2 (in Fig.5 bezeichnet mit user field 0—2)
zur Auswahl eines adressierten Teilspeichers. Daneben erzeugt die Schaltung 188 ein mit »PATI request C«
bezeichnetes Signal, welches der Speichersteuerung 46 mitteilt, daß die Schnittstelle 48 (PATI) um Zugriff zum
Bildspeicher 50 nachsucht. Die Schaltung 188 empfängt auch mit ACK 1 und ACK2 bezeichnete Rückkehr-Taktsignale
von der Speichersteuerung 46.
Der in F i g. 6 näher dargestellte X- Y-Adressengeber
194 umfaßt zwei 12-Bh-A-- und - Y-Begrenzungsregister
200 und 202 (limit registers or fences). Diese Register 200 und 202 können über den gepufferten Daten-Bus
BDAT0—15 mit in der zentralen Verarbeitungseinheit
14 (CPU) erzeugten Daten geladen werden. Obwohl die X- und Y-Adressen eine maximale Größe von 10 Bits
haben, wird durch die Verwendung der 12-Bit-Begrenzungsregister die Möglichkeit ausgeschlossen, daß eine
inkrementierte Adresse oder eine von der zentralen Verarbeitungseinheit 14 (CPU) innerhalb einer zykli-
sehen Adreßfolge bzw. einer zyklischen Informationsfolge abgegebene Adresse, die die Video-Abbildung
nach rechts hin überschreitet, an der linken Abbildungsseite, also unvorschriftsmäßig, abgebildet wird. Die Begrenzungsregister
200 und 202 sorgen also von sich aus für eine automatische Oberprüfung der Video-Bildgrenzen
und bilden dadurch einen sog. »automatic hardware check«, der der zentralen Verarbeitungseinheit 14
(CPU) einen wesentlichen Teil an Rechenzeit erspart,
die normalerweise erforderlich wäre für die Prüfung, ob jeder ausgewählte Pixel-Adressenort innerhalb des
Adressensignals des Video-Bildes liegt Die Begrenzungsregister 200 und 202 ermöglichen auch eine programmierbare
Festlegung des max. Adressenlimits, um eine automatische Weiterzählung (Inkrementierung)
während eines biockartigen Transfers zu ermöglichen. Beispielsweise wird der Zähler zurückgestellt, wenn ermittelt
worden ist, daß der X-Adressenzähler einen max.
Wert erreicht hat und der Y-Adressenzähler um eins erhöht, um den Zugriff bei einer neuen Bildzeile zu beginnen.
Jeder Bauteil des X K-Adressengebers Ϊ94 ist mit einer
drei Schaitzustände einnehmenden Gatter-Steuerung (tri-state gating) versehen, um in einfacher Weise
wahlweisen Transfer von Daten von einem Ort zum anderen, ggf. zur Haupt-Bus-Schnittstelle und von decodierten
Zeitablauf- und Steuerausgabesignalen zu ermöglichen. Wird beispielsweise mit einem Signal
RDEC2 gleichzeitig der Ausgang des 12-Bit-A:-Begrenzungsregisters
200 wie auch ein »tri-state-Gatter 204« freigeschaltet, so kann die zentrale Verarbeitungseinheit
(CPU) veranlassen, daß der Speicherinhalt des ^-Bit-X-Begrenzungsregisters auf den gepufferten Daten-Bus
BDATO—15 transferiert wird zum Transfer
zum Rechner-Bus 12 aus Gründen der Wartung und Überprüfung. Alternativ hierzu kann der Ausgang des
i2-Bii-A'-Begrenzungsregisters 200 auch gesperrt (disabled)
werden, so daß sein Ausgabe-Bus dazu verwendet werden kann, Daten vom gepufferten Daten-Bus
durch ein »tri-state-Gatter« 206 hindurch zu einem lO-Bit-X-Adressenzahler 208 zu transferieren. Ein
ΙΟ-Bit-V-Adressenzähler 210 kann in ähnlicher Weise
geladen werden.
Eine 12-Bit-Vergleicherschaltung 212 empfängt an ihrem
ß-Eingang die Ausgangssignale des 12-Bit-X-Begrenzungsrpgisters
200 und an ihrrm Α-Eingang die Ausgangssignale des lO-Bit-ΛΓ-Adressenzählers 2OS und
erzeugt an ihrem Ausgang immer dann ein Signal XGTM (von X greater than maximum), wenn der X-Adressenzähler
208 den inhalt des X-Begrenzungsregisters 200 überschreitet. Abhängig von den besonderen
Umständen und der Betriebsart kann das Signal XGTM anzeigen, daß das Ende einer Abtastzeile erreicht worden
ist und daß der X-Adressenzähler 208 auf Null zurückgesetzt
werder. soll und der Y-Adressenzähler 210 weiterzuzählen sei, um eine neue Abtastzeile zu beginnen;
das Signal XGTM kann jedoch auch anzeigen, daß eine ungeeignete Adresse vom Daten-Verarbeitungssystem
in den -Y-Adressenzähler 208 eingegeben worden ist. In diesem Falle greift die Bildadressen-Umformungsschnittstelle
48 (PA TI) in den Daten-Transfer mit dem Rechner-Bus 12 ein unter Sperrung des Daten-Transfers
mit dem Bildspeicher 50 bis die ungeeignete Adresse korrigiert worden ist. Dementsprechend ist
auch eine 12-Bit-Vergleicherschaltung 214 vorgesehen,
die die im Zähler 210 gespeicherte 10-Bit- Y-Adresse mit
der irn Register 202 gespeicherten Adresse vergleicht zur Erzeugung eines mit YGTM bezeichneten Signals
jeweils dann, wenn der V-Zähler 210 eine Adresse angibt,
welche größer ist als die vorher im Begrenzungsregister 202 eingespeicherte maximale Adresse. Ein
ODER-Gatter 216 empfängt die Signale XGTM und YGTM, um hierauf ein Signal »X oder Y größer als
maximum« abzugeben, um der Zeitablauf- und Steuerschaltung 182 einen möglicherweise fehlerhaften Systemzustand
anzuzeigen. Dieses Signal ist in F i g. 6 mit XORYGTM (von X or Y greater than maximum) bezeichnet
Eine 10-Bit-X-Adressen-Pufferschaltung 218
erhält eine X-Adresse vom Adressenzähler 208 und behält diese Adresse bei während eines Lese- oder
Schreib-Zugriffs zum Bildspeicher 50. Dementsprechend empfängt auch ein ΙΟ-Bit-Y-Adressen-Puffer 220
die 10-Bit- Y-Adresse vom 10-Bit-Y-ZähIer210 und behält
diese Adresse während des Lese- oder Schreib-Speicher-Zugriffs bei. Diese Adressen-Pufferung erlaubt
es, die X- und y-Adressenzähler 208 und 210 während der selektiv langen Zeitdauer eines 6-Slice-Block-Daten-Tracsfers
abzuändern.
Die Busse, der Gatter und die L:, ,<:- und Ausgabe-Auswahi-Ingangsetzungsiogikschaitung
des X-Y-Adressen-Gebers 194 sind zwar nicht im Detail beschrieben,
deren Zusammenschaltung geht jedoch klar aus der F i g. 6 hervor; es ist auch aus dem Zusammenhang
ersichtlich, daß sämtliche Speicherorte in Verbindung mit Freigabesignalen ausgewählter Registerausgänge
und Gatter taktmäßig beschrieben (und ausgelesen) werden können, so daß die notwendige Daten-Kommunikation
bzw. Daten-Transfer von einem Ort zum anderen möglich ist.
Der Daten-Puffer 192 der Bild-Adressen-Umformungs-Schnittstelle
48 (PATl) ist in F i g. 7 detaillierter dargestellt. Der Daten-Puffer 192 besteht aus zwei Abschnitten,
von denen der eine einem oberen Wort oder den Bit-Stellen 16 bis 31 eines zum Multiplexer 54 führenden
"-Daten-Busses zugeordnet ist und dessen anderer, untere Teil einem unteren Wort oder den Bit-Stellen
0—15 des P-Daten-Busses zugeordnet ist. m den Figuren
ist der P-Daten-Bus mit PDATA bezeichnet und der Multiplexer 54 mit MUX.
Lie dem oberen Wort zugeordnete obere Hälfte des Daten-Puffers 192 umfaßt einen 16-Bit-Schreib-Puffer
234 mit zwei 8-Bit-Abschnitten 236 und ?38, einen 16-Bit-Lese-Puffer 240, einen 16 Worte χ 16 Bit-Block-Direktzugriffsspeicher
242, der in der Figur mit RAM (von random access memory) bezeichnet ist und von
dem lediglich 6 Worte tatsächlich genutzt werden, ein 16-Bit-Eingabe-Daten-Puffer 244 und ein 16-Bit-Gatter
246, welches letzteres einen oberen Daten-Bus 248 mit den Leitungen 16 bh 31 des P-Daten-Busses verbindet.
Wie bei dem X- Y-Adressengeber 194 ist jedes Register
und jedes Gatter des Daten-Puffers 192 mit drei Schaltzi
stä.idt annehmenden Ausgängen (tri-state outputs) ausgebildet.
Dementsprechend umfaßt der in Fig. 7 untere Adschnitt
des Daten-Puffers 192 einen unteren Daten-Bus 250, der einen 16-Bit-Schreib-Puffer 252, einen 16-Bit-Lese-Puffer
254, pinen Block-sdressierbaren Direkt-Zugriffsspeicher
256 (Block addressable RAM), einen 16-Bit-Eingabe-Puffer 258 und ein die Verbindung zu
den unteren 16 Bit auf dem P-Daten-Bus herstellendes
Gatter 260.
Im Falle eines biockartigen Daten-Transfers werden die Daten als 16-Bit-Block-Slices zwischen dem Daten-Puffer
192 und einem ausgewählten Teilspeicher des Bildspeichers 50 transferiert. Es wird also die volle
32-Bit-Kapazität des Daten-Puffers 192 ausgenützt, wo-
>1
bei die Daten im Multiplexbetrieb auf den gepufferten
Daten-Bus zum Transfer zum Rechner-Bus 12 gegeben werden, und zwar in 16-Bit-Worten, welche abwechselnd
vom oberen und vom unteren Abschnitt des Daten-Puffers 192 stammen. Im Falle eines Byte- oder
wortartigen Zugriffs werden die Daten jedoch als einzelne 32-Bit-Block-Slice aus 4 Byte vom Bildspeicher 50
zum Daten-Puffer 192 transferiert, wobei die ein oder zwei Byte, denen der spezielle Zugriff gilt, irgendwo
innerhalb der Gruppe von 4 Bytes erscheinen. Um jedach die erforderliche Programmierung der zentralen
Verarbeitungseinheit 14 (CPU) zu verringern, sorgt die Schnittstelle 48 (PATl) für eine selbsttätige Daten-Ausrichtung
im Falle des Byte-artigen oder wortartigen Zugriffsmodus, und zwar dadurch, daß die zum Transfer
über den Haupt-Bus zum Rechner-Bus bestimmten Daten auf eine bevorzugte Stelle auf den gepufferten Daten-Bus
plaziert werden. Ein einzelnes Daten-Byte wird stets an den Daten-Bit-Stellen 0 bis 7 transferiert, während
ein Daten-Wort oder zwei Daten-Byte so transferiert werden, daß das Byte mit der kleineren Pixeladresse
an den Daten-Bus-Stellen 0 bis 7 und das Byte mit der anderen bzw. der nächsten Pixeladresse an den Bit-Stellen
8 bis 15 transferiert wird. Die Verschiebung dieser Daten-Byte aus einer Block-Slice-Position in eine Daten-Bus-Position
wird durch die Verwendung des zweiteiligen Schreib-Puffers 234 in Verbindung mit den beiden
Gattern 262 und 264 erleichtert.
Nehmen wir beispielsweise an, daß die Schnittstelle 48 (PATl) sich im Byte-Modus befindet und ein erwünschtes
Informations-Byte vom Bildspeicher 50 an der obersten Byte-Stelle entsprechend den Daten-Bits
24 bis 31 ankommt Dieses Byte wird vom Eingabe-Daten-Puffer 244 empfangen und über den oberen Daten-Bus
248 an den Lese-Puffer 240 weitergeleitet. Auf Grund der Freigabe des obersten Ausgabe-Bytes des
Lese-Puffers 240 mitteis eines Signals GEW. kann die
Information auf dem gepufferten Daten-Bus BDA TO an dessen, dem obersten Byte zugeordneten Bit-Stellen
plaziert und durch das Gatter 262 transferiert werden und dann an den dem unteren Byte zugeordneten Bit-Stellen
des unteren 8-Bit-Schreib-Puffers 238 auf ein Schreibtakt-Signai W59 hin (von write strobe) dupliziert
und geladen (gespeichert) werden. Vom unteren Schreib-Puffer 238 kann das erwünschte Daten-Byte
dann zu den unteren 8-Bit des Lese-Puffers 240 transferiert werden zum anschließenden Transfer als unteres
Daten-Byte über den gepufferten Daten-Bus BDATO zum Rechner-Bus 12 Hierzu wird der Ausgang des unteren
Teils des Lese-Puffers 240 auf ein Freischaltsignal GE11 hin (gate erwble signal) freigegeben. Alternativ
hierzu können Daten auch vom oberen Lese-Puffer 240 über den gepufferten Daten-Bus zum unteren Schreib-Puffer
238 übermittelt werden. Es ist offensichtlich, daß aufgrund von Transfers zwischen oberen und unteren
Byte-Stellungen innerhalb des oberen Abschnitts des Daten-Puffers 192, über den 32-Bit-P-Daten-Bus herangeführte
Daten-Byte oder Daten-Worte (aus 2 Byte) an jede beliebige Byte-Stelle verschoben werden können
zum Transfer zur Daten-Verarbeitungseinrichtung. Aufgrund des Einsatzes des Daten-Puffers 192 ist die
Abspeicherung von Blöcken möglich, um hierdurch die relativ geringe Bandbreite des Rechner-Bus 12
an die relativ große Bandbreite des 32-Bit-P-Daten-Busses anzupassen, welcher letzterer die Verbindung
zum Bild-Speicher 50 über den Multiplexer 54 herstellt- Die Pufferung führt auch zur Minimierung
von Wartezeiten und daher zur maximalen Auslastung des Rechner-Busses 12.
Als weiteres Beispiel, jedoch mit blockartigem Daten-Transfer, sei angenommen, daß die zentrale Verarbeitungseinheit
14 (CPU) den Befehl für einen Daten-Transfer von 128K Byte an Daten entsprechend aufeinanderfolgender
Pixel-Adressenorte beginnend mit Pixel-Adresse 0,0 befiehlt, und zwar einen Transfer vom
Plattenspeicher 18 zum V-Teilspeicher 66 des Bildspeichers
50. Die Beschränkung auf 128K Daten-Byte als typischer Grenzwert rührt von der Auslegung des Längenzählers
der Rechnersystem-Steuerung her und nicht von der Schnittstelle 48 (PA Tl), welche in der Lage ware,
auch längere Datenketten zu transferieren. Es sei angenommen, daß die Recheneinheit 14 (CPU) den Daten-Transfer
dadurch beginnt, daß sie zuerst die Adresse C1O in den A"-Adressen-Zähler 208 und den K-Adressen-Zähler
210 transferiert und dann die Schnittstelle 48 (PA TI) durch Einschreiben von logischen Einsen an den
Bit-Stellen 15, 8 und 2 und von logischen Nullen an den anderen Stellen in die geeignete Betriebsart bringt. Bei
einem Schreibe-Zugriff zum K-Teilspeicher 66 des Bildspeichers
50 führt dies zu einer selbsttätigen Inkrementierung. Die Rechner-Einheit 14 (CPU) gibt schließlich
eine geeignete Adresse an den Rechner-Bus 12 ab, um eine 0 in die für die Zähler-Steuerung vorgesehene Bit-Stelle
des Steuer-Registers 38 einzuschreiben und hierdurch das Fortzählen des Adressen-Zählers 34 zu beenden.
Der Plattenspeicher 18 wird dann auf einen entsprechenden Befehl hin Bus-Haupteinheit (bus master)
und führt in der Folge einen direkten Speicher-Zugriff durch, indem es die angegebene Anzahl an Daten-Byte
von einer bestimmten Plattenspeichersteile zu der Schnittstellen-Adresse der Schnittstelle 48 transferiert,
die dem K-Teilspeicher 66 des Bildspeichers 50 entspricht. Diese Adresse wird in Adressenzähler 34 von
der zentralen Verarbeitungseinheit 14 (CPU) eingeschrieben und steuert die Adressen-Bits des Rechner-Bus
12 und von daher auch des Haupt-Busses 40 während jeder der 128K-Zyklen der nachfolgenden blockartigen
im direkten Speicher-Zugriff erfolgenden Datenübertragung.
Die Haupt-Bus-Schnittstellen-Schaltung 180 veranlaßt auf diese ausgewählte Adresse hin, daß die Zeitablauf-
und Steuerschaltung 182 und die Benutzer-Bus-Schnittstellen-Schaltung 188 eine Benutzer-Feld-Code-Ziffer
erzeugt, weiche der Speicher-Steuerung 46 und dem Multiplexer 54 den V-Teilspeicher 66 des Bildspeichers
55 zuordnet, damit die geeigneten Adressen abgegeben und die geeigneten Daten-Wege bereitgestellt
werden. Anschließend beginnt der Wort-Transfer vom Plattenspeicher 18 über den Rechner-Bus 12 und Jen
Haupt-Bus 40 zum gepufferten Daten-Bus, also zur Schnittstelle 48 (PA Ti). Hierbei werden aufeinanderfolgende
Worte in einen unteren bzw. einen oberen Direkt-Zugriffs-Speicher 256 bzw. 242 des Daten-Puffers
192 geladen, bis jeweils nach einem Transfer von 12 Worten die Direkt-Zugriffs-Speicher 256 und 242 jeweils
einen vollständigen Block speichern. In diesem Moment erzeugt die Benutzer-Bus-Schnittstellenschaltung
188 ein in Fig.5 mit PATIREQC(von PATI request
C) bezeichnetes Signal und führt dieses der Speicher-Steuerung 46 zu; nach Freigabe des Zugriffs zum
Bildspeicher-Daten-Bus 56 wird dann der erste Block in 6 aufeinanderfolgenden »Slices« zum Bildspeicher-Eingabe-Puffer
des y-Teilspeichers 66 transferiert. Während der Übertragung jedes 4-Bit- bzw. 4-Byte-Slices
zum Bildspeicher 50 behalten die X- und V-Adressen- . Puffer-Register-Schaltungen 218 und 220 die ursprüng-
liehe 0,0-Adresse bei, während der X-Adressen-Zähler
208 nach jeder Übertragung eines Slice (=4 Byte entsprechend 4 Pixel) um 4 erhöht wird. Demzufolge befindet
sich nach Beendigung des 6-Slice-Daten-Transfers der Λ-Adressen-Zähler 2OS auf einem Zählstand 24, der
die erste Pixel-Adresse des nächsten Blocks anzeigt, da jeder Block 24 Byte oder Pixel lang ist. Mittlerweise sind
die Lestr-iPuffer-Register 254 und 240 aufnahmebereit
für das 13. und 14. Daten-Wort (1 Wort = 2 Byte) vom Plattenspeicher 18 her, während der ersten Block in den
Y-Teilspeicher 66 transferiert wird. NonYialerweise
wird die Schnittstelle 48 (PATI) auf eine Daten-Transfer-Anforderung
hin eine ausreichend schnelle Reaktion des Systems erhalten und auch die 6 Daten-Slices genügend
schnell transferiert werden, so daß die Block-Direkt-Zugriffsspeicher
242 und 256 geleert werden können und von den Lese-Puffern 240 bzw. 254 Daten empfangen
können, ehe der relativ langsame Platten-Speicher IS und der Rechner-Bus 12 bereit sind zum Transfer
des 15. Wortes. Der Lese-Puffer 254 ist daher ohne Verzögerung aufnahmebereit für das 15. Wort, wobei
die volle Bandbreite des Rechner-Busses 12 genutzt werden kann. Sobald der zweite Block in die Direktzugriffsspeicher
256 und 242 geladen ist, wird eine weitere K-Teilspeicher-Zugriffs-Anforderung erzeugt und
der Vorgang so oft wiederholt, bis sämtliche befohlenen Daten-Bytes vom Platten-Speichersystem zum Bild-Speicher
transferiert worden sind.
Für den Fall, daß ein blockartiger Transfer in der anderen Richtung durchgeführt werden soll, wird das
Adres ,jn-Steuerregister 190 geladen, um die automatische
Adressen-Fortzählung im Lese-Modus und nicht im Schreib-Modus zu aktivieren. Das Platten-Speichergerät
18 (d. h. das Plattenspeicher-System) und der Rechner-Bus 12 plazieren in diesem Falle die Adresse
des y-Teilspeichers 66 auf die Adressen-Leitung zusammen mit einem Lese-Befehl. Anschließend hat das Rechner-System
für ein kurzes Zeit-Intervall abzuwarten, bis das erste Slice eines Blocks aus dem Bildspeicher 50
ausgelesen und in die Lese-Puffer-Register 254 und 240 geladen ist. Da diese Register durch Daten-Übertragung
aufeinanderfolgender Wortpaare über den Rechner-Bus 12 und den Haupt-Bus 40 geleert werden, werden
die aufeinanderfolgenden Slices des ersten Blocks in den Block-Direkt-Zugriffs-Speichern 256 und 242 gespeichert.
Nachdem das letzte Wort eines Blocks in den Lese-Puffer 240 geladen wird, erfolgt eine Anforderung
zum Auslesen des nächsten Blocks aus dem V-Teilspeicher
66. Im Normalfall ist das erste Slice (dieses nächsten Blocks) bereits zum Transfer in die beiden Lese-Puffer
254,240 verfügbar, ehe die beiden Puffer-Worte
über den Haupt-Bus 40 und den Rechner-Bus 12 überhaupt transferiert werden können. Das Daten-Verarbeitungssystem
erhält also im Normalfall Daten mit der maximalen Rate und voller Ausnutzung der Bandbreite
des Rechner-Busses, also im Daten-Einlese- wie auch im Daten-Auslesebetrieb, sobald das erste Datenwort
transferiert worden ist
Wie beim Daten-Einschreibevorgang, betreiben (drive) die Adressen-Puffer 218 und 220 (F i g. 6) die X- und
V-Benutzer-Adressenleitungen, wobei der ΛΓ-Adressen-Zähler
208 nach dem Transfer jedes zweiten Wortes, d. h. nach jedem Transfer von 4 Byte über den gepufferten
Daten-Bus zum Haupt-Bus 40, um 4 weitergezählt wird. Am Ende eines 24-Byte-Blocks ist der X-Adressenzähler
208 also um insgesamt 24 Zählschritte weitergezählt worden, womit die Anfangsadresse des nächsten
Blocks angezeigt ist Bei der Anforderung eines weiteren Block-Transfers, wird diese neue Adresse von den
X- und V-Adressenzählern 208 und 210 zu den X- und
Y-Adressen-Puffern 218 und 220 transferiert. Weiterhin wird, wie vorstehend ausgeführt, der X-Adressenzähler
208 zurückgestellt und der K-Adressenzähler 210 weitergezählt,
sobald der X-Zähler 208 die Begrenzung des Bildfeldes überschreitet, was durch den Vergleich mit
dem Inhalt des Begrenzungs-Registers 200 ermittelt wird. Für den Fall, daß auch der V-Adressenzähler 210
über seine Bildgrenze hinaus fortgezählt wird, werden weitere Zugriffe zum Bildspeicher 50 gesperrt, wobei
die Schnittstelle 48 (PA TI) weiterhin Daten vom Daten-Verarbeitungssystem
erhält.
Im folgenden wird Bezug auf die Fig. 8 genommen.
Der hierin dargestellte Video-Ausgabe-Prozessor 42 erhält Block-Slices an Video-Daten über den Bildspeicher-Daten-Bus
56 vom Bildspeicher 50 (Fig. 1) und verarbeitet diese Video-Daten in einem Video-Signalerzeuger
27fi (video data path). F-ine mit VOP (von video
output processor) bezeichnete Steuer-Schaltung 278 stellt die Zeitablauf- und Steuersignale für den Prozessor
42 bereit, umfassend eine Vielzahl von Datenweg-Adressen-Steuersignalen, welche dem Signalerzeuger
276 zugeführt werden und mit DATAPATH A u. C in F i g. 8 bezeichnet sind. Die VOP-Steuerschaltung 278
erzeugt daneben auch mit GEO-15 (von gate enable)
bezeichnete Durchschaltsignale und mit WSO-15 (von
write strobe) bezeichnete Signale zur Steuerung des Ladevorgangs von Daten-Registern und des Durch-Schaltens
von Daten-Information. Die genaue Art und Weise der Erzeugung dieser Durchschalt-Signale ist in
der F i g. 8 nicht näher erläutert, es liegt jedoch auf der Hand, daß diese in üblicher Weise zum Durchschalten
bzw. Absperren erwünschter Orte bzw. Leitungen zu geeigneten Zeitpunkten erzeugt werden können. Ein
programmierbarer Takt-Geber 280 empfängt ggf. externe Synchronisier-Signale, woraufhin er ein zusammengesetztes
Synchronisier-Signal, ein Pixel-Taktsignal und verschiedene Synchronisier- und Zeitablauf-Signale
zur Steuerung der Steuer-Schaltung 278 des Video-Ausgabe-Prozessors 42 abgibt.
Der mit MBDAT0—\5 bezeichnete Datenteil des
Haupt-Busses 40 kommuniziert mit einem mit BMDAT0—15 (von buffered master bus date bus) bezeichneten
gepufferten Haupt-Bus-Daten-Bus 286, und zwar über für beide Richtungen vorgesehene Gatter
282 und 284, die durch die genannten Signale GEO bzw. WSQ durchgeschaltet werden. Naheliegenderweise
werden bei dem Video-Ausgabe-Prozessor 42 dieselben tri-state-Gatter-Anordnungen eingesetzt wie sonst
auch innerhalb der Computer-Graphik-Einrichtung 10. Eine Haupt-Bus-Schnittstellen-Schaltung 288 stellt eine
Adressen- und Steuer-Schnittstelle zum Haupt-Bus hin dar, indem sie mit MBA + C (von master bus address
control) bezeichnete Master-Bus-Adressen-Steuersignale aufnimmt und auf diese hin mit SSYN(von system
synchronizing) bezeichnete System-Synchronisiersignale erzeugt Die Haupt-Bus-Schnittstelle 288 gibt Steuer-
und Zeitablauf-Signale an die Steuerschaltung 278 des mit VOP(VOn video output processor) bezeichneten Video-Ausgabe-Prozessors
42 ab und erzeugt decodierte Register- und Durchschaltauswahi-Ausgangssignale WDECO—15 und RDECO—15 als Antwort auf ein
Zeitsignal und die Decodierung von Haupt-Bus-Adressen-Signalen.
Ein weiterhin vorgesehener Haupt-Bus-Parameter-Speicher 290 wird von einem Zweifach-Speicher aus
zwei mit A und B bezeichneten Komponenten gebildet
Jede Komponente ist ein 64 Wort χ 16 Bit-Speicher und speichert programmierbare Steuer-Information zur
Steuerung von Betriebsarten des Video-Ausgabe-Prozessors 42 (VOP). Ein von der Steuerschaltung 278 abgegebenes,
in F i g. 8 mit SELA (von select A) bezeichnetes »Wähle /!«-Signal legt fest, ob die Steuerschaltung
278 auf die A- oder ß-Komponente des Parameterspeichers
290 reagieren (bzw. mit dieser Komponente kommunizieren) soll oder nicht. Während z. B. die A-Komponente
auf eine Adressierung durch die Steuerschaltung 278 hin entsprechend reagiert, kann die B-Komponente.
beispielsweise von der zentralen Verarbeitungseinheit 14(CPU)her über den Rechner-Bus 12,
den Haupt-Bus 40, den gepufferten Haupt-Daten-Bus 286 und die Haupt-Bus-Schnittstelle 288 adressiert werden.
Die 64 V/orte der jeweils nicht ausgewählten Parameter-Speicher-Komponente (hier die Komponente A)
werden ein Teil der Adressenbasis (address base) des Rechner-Busses 12. Dies erlaubt es, neue Parameter in
die eine Komponente des Parameter-Speichers 290 zu laden ohne den Betriebsablauf des Systems zu stören.
Nach Laden eines vollständigen Parametersatzes kann die Steuerschaltung 278 die Umschaltung zur anderen
Parameter-Speicher-Komponente (also A) befehlen, damit der neue Parametersatz den Betriebsablauf des Video-Ausgabe-Prozessors
42 von nun an steuert. Dies kann zweckmäßigerweise am zeitlichen Beginn eines Bildes vorgenommen werden, um die Entstehung verschachtelter
Bilder zu verhindern. Der Einsatz des zweiteiligen Parameterspeichers 290 beseitigt weiterhin
auch das Problem von Video-Bildern, welche teilweise auf der Grundlage alter Steuer-Parameter und teilweise
auf der Grundlage neuer Steuer-Parameter gebildet sind, was insbesondere dann auftritt, wenn der neue
Steuer-Parameter-Satz während der Bildverarbeitung geladen wird, zumal für das Laden ein gewisser Zeitraum
erforderlich ist Im folgenden soll ein Benutzungsbeispiei für den Parameter-Speicher 2SO angegeben
werden. Der Speicher 290 enthält eine Anzahl von Konstanten, welche für die Steuerschaltung 278 nützlich
sind, ferner Informationen, weiche die Anzahl der Pixel pro Block (im Ausführungsbeispiel 24) angibt, Informationen,
welche die Anzahl der Blöcke pro Zeile (32 in diesem Beispiel) angeben. Informationen, weiche die
Anzahl der Zeilen pro Feld angeben (hier 242.5) ein CMAPPTR-Signa], ein mit YMAGNIFY{von Y magnify)
bezeichnetes Signal, welches den Bildvergrößerungsgrad in der V-Richtung angibt und schließlich X-
und y-Null-Signale, welche den Ort innerhalb des im Bild-Speicher 50 gespeicherten Video-Bildes bzw. Video-Signals
angeben, welcher in der oberen linken Ecke des auszugebenen Video-Bildes liegt. Die Vergrößerung
in F-Richtung wird dadurch erreicht, daß eine Informations-Zeile,
1-, 2-, 3- oder mehrfach dubliziert wird. Die Schnittstelle ist derart ausgebildet, daß eine Y-Vergrößerung
einer beliebigen Anzahl von Bildzeilen möglich ist Hierfür wird jeweils eine Zeile vom Bildspeicher 50
abgerufen und in einen doppelt gepufferten Zeilen-Puffer eingespeichert, von welchem aus diese Zeile zur Y-Vergrößerung
wiederholt abgerufen wird. Ohne Verschiebung des Ursprungs des Ausgabebildes würde bei
dem Ausgabe-Videobild stets der Pixelort 0,0, wie er im Bildspeicher 50 gespeichert ist, an der oberen linken
Ecke des Bildes liegen. Dies führt dann bei einer Vergrößerung in der y-Richtung dazu, daß das Bild von oben
nach unten expandiert und der unterste Teil des Bildes verlorengeht Bei einer Vergrößerung in X-kichtung
würde das Bild dementsprechend von links nach rechts expandieren und der rechts liegende Teil des Bildes verlorengehen.
Bei einer Vergrößerung würde daher stets nur die obere linke Ecke des Video-Bildes, wie es im
Bildspeicher gespeichert ist, sichtbar sein. Die X- und y-Nullpunkt-Daten des Parameter-Speichers 290 erlauben
es jedoch, das auszugebende Video-Signal in beliebigen Bereichen des Video-Bildes abzubilden. Wird beispielsweise
das X-Nullpunkt-Signal gleich 48 und das
y-Nullpunktsignal gleich 25 festgesetzt, dann legt der
ίο Video-Ausgabe-Prozessor 42 diesen Pixelort an die
obere linke Ecke des Ausgabe-Video-Bildes, so daß dann die sich nach rechts und nach unten von diesem
neuen Ursprung aus erstreckenden Bildteile entsprechend der gewählten Vergrößerung abgebildet werden.
Eine Benutzer-Bus-Schnittstellen-Schaltung 292 tauscht mit der VOP-Steuerschaltung 278 Synchronisiersignale
aus und erzeugt und empfängt die Benutzer-Bus-Steuersignale, welche mit der Bild-Adressen-Umformungsschnittstelle
48 ausgetauscht werden. In diesen Signalen sind auch in F i g. 8 mit »user field 0—2«
bezeichnete Benutzerfeld-Bildsignale 0—2 enthalten, die für den Video-Ausgabe-Prozessor 42 stets sämtliche
Teilspeicher festlegen, die in der gewählten Systemanordnung vorgesehen sind. Ein mit VOPREQ B (von
VOP request B) bezeichnetes VOP-Anforderungs-Signal
B besitzt die zweithöchste Signal-Priorität in diesem System; die insbesondere in Verbindung mit F i g. 4
bereits angeführten, mit ACK1 und ACK 2 bezeichneten
Signale werden rückgeführt. lO-Bit-ΛΓ- und -Y-Adressen-Register
294 und 296 nehmen X- und Y-Adressen-Inforrnation
zur Kommunikation über die X- und Y-Benutzer-Adressen-Busse auf und speichern diese
ein.
Der Video-Signalerzeuger 276 ist in den F i g. 9A und 9B näher dargestellt, und zwar für eine der drei Farbkomponenten
des Video-Signals. Es ist lediglich der Video-Signalerzeuger 276 für diese eine Komponente dargestellt,
da die Signalerzeuger für die anderen beiden Komponenten bis auf geringfügige Abwandlungen hiermit
identisch sind.
Ein Zwei-Zeilen-Puffer 300 nimmt eine vollständige Zeile an Video-Information slice-weise auf und speichert
diese ab. Um Zeitverzögerungen zu vermeiden, stellt der eine Teil des Zwei-Zeilen-Puffers 300 die Video-Information
der gerade abzubildenden Zeile bereit, während die andere Pufferhälfte die nächste Video-Informationszeile
vom Bildspeicher 50 her einspeichert Wenn die nächste Informationszeile abzubilden ist,
wechseln die Rollen der beiden Teile des Zwei-Zeilen-Puffers; die neue Informationszeile wird also für den
Antrieb des visuellen Ausgabegeräts verwendet, während die darauffolgende Informationszeile in den jeweils
anderen Pufferteil eingelesen wird. Zu jedem Zeitpunkt arbeiten die beiden Pufferteüe also unabhängig
voneinander.
Jeder Teil des Zwei-Zeilen-Puffers 300 besteht aus einem 256 Wort χ 32 Bit-Speicher, welcher jeweils ein
4-Byte-Slice eines Blocks schreibt oder ausliest Die 4 Byte eines Slices vom Bildspeicher 50 werden über
Multiplexer 302 bis 305 (in F i g. 9A mit MUX bezeichnet) geleitet, die es dem Zwei-Zeilen-Puffer 300 ermöglichen,
wahlweise die 4 Informations-Byte entweder im Normalfall vom Bildspeicher 50 oder vom gepufferten
Haupt-Bus-Daten-Bus zu Wartungs- und Überprüf'ingszwecken zu empfangen.
Der Zwei-Zeiien-Puffer 300 gibt zwar 32 Bits parallel
aus, eine interne Gatter-Schaltung unterteilt jedoch in zwei serielle Worte zu je 2 Byte. Ein erstes oder gerades
Byte wird in ein gerades Byte-Daten-Register 308 geladen, während das nächste höchstwertige Byte iri ein
ungerades Byte-Daten-Register 310 geladen wird. Im Falle des /,Q-Teilspeichers 68 erhält das Register 308 ein
einem /-Komponenten-Pixel zugeordnetes Byte, während das andere Daten-Register 310 das einen Q-Komponenten-Pixel
zugeordnete Daten-Byte aufnimmt. Im Falle eines 7-Teilspeichers 66 bzw. bei sämtlichen primären,
d. h. den einzelnen Farbkomponenten zugeordneten Teilspeichern in einem rgb-System werden die
geraden bzw. ungeraden Daten-Register 308 und 310 mit geraden bzw. ungeraden Adressen aufeinanderfolgender
Pixel-Video-Informationen geladen. Eine Adressen- und Steuerschaltung 312 reagiert auf Datenweg-Adressen-
und Steuersignale dar VÖP-Steuerschaltung 278, um hierauf die Adressierung und Informationsausgabe
der beiden Teile des Zwei-Zeilen-Puffers 300 unabhängig voneinander zu steuern. Die Adressen- und
Steuerschaltung 312 erzeugt weiterhin ein Pixel-Taktsigna! mit der Auftretensfrequenz aufeinanderfolgender
Pixel im Videobild, d. h. mit einer Periode von angenähert 70 Nanosekunden. Das Pixel-Taktsignal wird als
erstes entsprechend einer aufgrund der befohlenen X-Vergrößerungs-Verhältnisse
bestimmten Zahl N unterteilt, um den Zähltakt eines Adressenzählers innerhalb
der Adressen- und Steuerschaltung 312 zu steuern. Die Unterteilung des in Fig.9A mit PIXEL CLK bezeichneten
Pixel-Taktsignals wird von einem Dividierer 338 vorgenommen. Das Laden der Daten in die geraden und
ungeraden Daten-Register 308 iuid 310 wird durch das
zweitniedrigste Bit dieses Adressenzählers gesteuert, welches in F i g. 9A mit NEXLSB (von next to least significant
bit) bezeichnet ist. Es liegt auf der Hand, daß die beiden Register 308 und 310 jeweils nur bei jedem
zweiten Pixel-Ort wieder geladen werden müssen, da jeweils 2 Byte parallel in die Register geladen werden.
Innerhalb des Ausgabeteils des Zwei-Zeilen-Puffers 300 veranlaßt jeder Puls des mit 314 bezeichneten unterteilten
Pixel-Taktsignals einen Übergang zwischen oberen und unteren Worten eines 4-Byte-Block-Slice, während
jeder zweite Puls eine Adressenfortzählung zum nächsten Block-Slice veranlaßt.
Ein Tri-state-Gatter 316 bis 319 umfassendes Gatter-Netzwerk dient der wahlweisen Durchschaltung (gating)
von in den Daten-Registern 308 und 310 gespeicherten Daten entweder auf einen Farbkarten-Bus 320
oder auf einen Farbkomponenten-Daten-Bus 322 oder 323.
Der in Fig.9 dargestellte Video-Signalerzeuger ist
für die /Q-Komponenten eines K.iQ-Farbsystems bestimmt.
Hierbei ist das Gatter 317 mit Hilfe eines Schalters 324 fortwährend auf Durchlaß geschaltet, um den
Ausgang des Gerades-Byte-Daten-Registers 308 mit dem /-Komponenten-Daten-Bus 322 ständig zu verbinden.
Dementsprechend schaltet ein Schalter 326 das Gatter 319 fortwährend auf Durchlaß, um den Ausgang
des Ungerades-Byte-Daten-Registers 310 auf den Q-Komponenten-Daten-Bus
323 zu schalten, welcher mit dem Schalter 326 über einen Schalter 328 verbunden ist
Es sei hier wiederholt, daß die beiden Daten-Register 308 und 310 erst bei jedem zweiten Pixel-Taktsignal
bzw. alternierend mit den Pixel-Signalen umgeladen ggf. nachgeladen werden. In der Folge werden duplizierte
Byte an Pixel-Information über den /-Komponente-Daten-Bus 322 und den Q-Komponente-Daten-Bus 323
transferiert, ehe die Video-Information aktualisiert wird. Diese Duplizierung der /- und Q-Komponenten-Pixel-Information
bei aufeinanderfolgenden Pixeln führt zur Beibehaltung der Synchronisierung der /- unu
Q-Farbkomponenten mit einer vollständigen Farb-Komponente
bzw. der V-Komponente bei der Pixel-Frequenz, obwohl die /- und Q-Farbkomponenten jeweils
mit halber Bandbreite des vollständigen Farbkomponenten-Signals bzw. des K-KomponeÜieR-Signals
eingespeichert sind.
Bei einer Bewegung des Schalters 328 in die mit F
(von full color component) bezeichnete, einer vollständigen Farbkomponente zugeordnete Schaltstellung und
bei Umschalten der Schalter 324 und 326 in deren andere Schaltstelle werden die Gatter 317 und 319 freigeschaltet,
als Antwort auf nicht-invertierte bzw. invertierte Ausgangssignale der niedrigstwertigen Bit-Stelle
•(!east significant bit — dementsprechende Signalbezeichnung
in Fi g. 9A: LSB) des Adressenzählers innerhalb der Zeitablauf- und Steuerschaltung 312. Diese Anordnung
entspricht dem Datenweg einer vollständigen Farbkomponente, wobei der Dateninhalt der Daten-Register
308 und JlO abwechselnd auf den /-Farbkomponenten-Datenweg
322 geladen wird.
Ein in F i g. 9A mit IQ GA TE bezeichnetes Gatter-Signal
wird an die Gatter 331 und 332 gelegt, um unter der Steuerung durch das niedrigstwertige Adressen-Bit die
Inhalte der Daten-Register 308 und 310 wechselweise auf den Farbkarten-Bus 320 durchzuleiten. In dieser Anordnung
besteht die Möglichkeit, daß ein ausgewählter Teilspeicher den Farbkarten-Bus betreibt, von dem wiederum
jeder der drei Farbkarten-Speicher Farbkarten-Bus-Daten empfangen kann als Adressen-Information
zur Erzeugung vollständiger Dreifarben-Video-Information in der Farbkarten-Betriebsart. Ein in Fig.9A
mit MUX bezeichneter Multiplexer 374 gibt auf ein mit »Color Map Mode« bezeichnetes Farbkarten-Betriebsart-Eingangssignal
hin ein 8-Bit-Daten-Ausgangssignal ab, welches entweder die auf dem Farbkarten-Bus 320
auftretende Information oder die auf dem /-Farbkom-
pOnci.tcn-oUS J^x, aüitrctcHuc iniOi ιιιαΐϊΟΠ uäFStciit. iH
dem beschriebenen YJ1Q-System würde der Multiplexer
374 in einer normalen Betriebsart auf die auf den Bus 322 auftretenden /-Komponenten-Farbsignale hin
antworten. Das auf dem Bus 323 auftretende Q-Farbkomponenten-Signal
würde in diesem Falle zu einem dritten, dem Multiplexer 374 entsprechenden \'»>ltiplexer
vermittelt, wobei die restliche Signal-Verarbeitung der Q-Farbkomponente im wesentlichen die gleiche ist,
wie die für die /-Farbkomponente, wie in F i g. 9B dargestellt Die y-Farbkomponente würde natürliche eigene
Bildspeicher-Komponenten bzw. Zwischenspeicherkomponenten und eine eigene Video-Weg-Schaltung
besitzen.
Ein Register 336 zur Festlegung der Verbindungswege ist mit der zentralen Verarbeitungseinheit 14 (CPU)
verbunden, um von dieser auf ein decodiertes Signal WDEC1 hin geladen zu werden. Das Register 336 dient
der Festlegung der Betriebsart des Video-Signalerzeugers 276. Es ist nicht erforderlich, das Register 336, für
jede Farbkomponente zu duplizieren. Der mit »Color Map Mode« bezeichnete Ausgang an der ersten Bit-Stelle
veranlaßt wahlweise eine Antwort des Video-Systems auf Daten, welche auf dem Farbkarten-Bus 320
auftauchen oder auf einem Farbkomponenten-Bus, wie beispielsweise den Bus 322. Ein mit I1Q-GATEbezeichnetes
Signal veranlaßt die wahlweise Durchschaltung von Video-Information von den Registern 308 und 310
auf den Farbkomponenten-Bus 322, wie vorstehend erläutert Dementsprechend veranlassen mit YGATEund
B GATE bezeichnete Signale die wahlweise Durch-
schaltung der Farbkomponenten (sofern diese im verwendeten System vorgesehen sind) auf den Farbkarten-Bus
320. Mit FORCEOVERLA Y, ENABLEOVLYund
FLIP/SUB in Fig.9A bezeichnete Signale steuern die
Antwort (response) des Video-Signals bzw. des Video-Signalerzeugers auf Daten des Überlagerungs-Teilspeichers
72, wie nachfolgend in Verbindung mit Fig.9B
näher erläutert werden wird.
Die Signalvergrößerung im -^-Register wird durch
codierte, mit XMAG 0 bis 3 bezeichnete Signale festgelegt,
wobei eine Vergrößerung mit einem beliebigen Faktor zwischen 1 bis einschließlich 16 möglich ist Wie
F i g. 9A zeigt, werden diese Signale daneben auch dem ais Register ausgebildeten Dividierer 338 zugeführt,
welcher das Pixel-Taktsignal durch die festgelegte Zahl JV dividiert, ehe das Signal der Zeitablauf- und Steuerschaltung
312 zugeführt wird. Der Dividierer 338 verursacht
die Wiederholung von Pixel-Information einer ausgewählten Zahl entsprechend, was zu einer entsprechenden
Ausdehnung des Video-Bilds in der AT-Richtung führt Das Register 336 erzeugt daneben auch ein
mit ENABLE/BLANK bezeichnetes Signal, welches in dem in F i g. 9 dargestellten Teil des Datenwegs e.ngesetzt
wird, um wahlweise die gesamte Ausgabe-Anzeige zu löschen (blank).
Ein 8-Bit-Wartungsregister 342 kann wahlweise von
der zentralen Verarbeitungseinheit 14 (CPU) als Teil ihres Adressenfelds geladen werden, und zwar auf ein
decodiertes mit WDECZ bezeichnetes Ladesignal hin. Dabei kann dessen Ausgang mit Hilfe des Signals
RDEC3 aus Gründen der Wartung und Überprüfung wahlweise auf den Farbkarten-Bus 320 durchgeschaltet
werden. Es ist dabei nicht erforderlich, für jede der drei Farbkomponenten jeweils das Wartungsregister 342,
das Adressen-Steuerregister 312, den Dividierer 338 oder die Schaltung 340 vorzusehen.
In den in F i g. 9B dargestellten 8-Bit-Zähler 344 werden
die aufeinanderfolgenden Pixel der Farbkomponenten-Information geladen. Der Zähler 344 dient als
Adressen-Register für einen 256 Wort χ 8 Bit-Farbkarten-Direkt-Zugriffsspeicher
346 (color map RAM) während einer Farbkarten-Betriebsart. Der in Fig.9B mit
RAM bezeichnete Direkt-Zugriffsspeicher 346 für jede Farbkomponente erhält seine Adresse vom Farbkarten-Daten-Bus
und gibt dementsprechend ein Farbkomponcnten-Ausgangssignal ab. Bei Auslegung des Systems
für volle Farbtüchtigkeit (full color) kann das vom Farbkarten-Direkt-Zugriffsspeicher
346 abgegebene Farbkomponenten-Signal identisch mit dem eingegebenen Signal sein; alternativ hierzu kann jedoch auch eine Anpassung
des eintreffenden Farbkomponenten-Signals aufgrund von Intensitäts-Nichtlinearitäten vorgenommen
werden. Ein 8-Bit-Ausgabe-Register 348 dient als Ausgabe-Daten-Puffer für den Farbkarten-Direkt-Zugriffsspeicher
346 und wird mit der Pixel-Taktrate getaktet Der Ausgang des Registers 348 ist wahlweise
abgewandelt entsprechend dem Inhalt des Überlagerungs-Teilspeichers
72 wie auch in Abhängigkeit von anderen Steuersignalen.
Es sei daran erinnert, daß der überlagerungs-Teilspeicher
72 lediglich ein !nformatons-Bit an jeder Pixelstelle speichert und daß jeweils 8 Daten-Pixel zu einem
Zeitpunkt ausgegeben werden. Da lediglich 3 Byte an Information zur Definition eines Überlagerungs-Blocks
erforderlich sind, werden die 3 Byte auf dem Block-Daten-Bus zwar als 8-Bit-Byte jedoch paarweise dupliziert
und in Form von 6 Slice transferiert. Der nicht dargestellte Daten-Eingabe-PuFferteil des Video-Signalerzeugers 276 unterscheidet sich zwar etwas von den anderen
Komponenten, es liegt jedoch auf der Hand, daß die Information des Überlagerungsspeichers dementsprechend
in einem Puffer mit doppelten Eingang geladen und gleichzeitig an einem Ausgabeteil des Puffers derart
weitergeleitet werden kann, daß ein serieller Bit-Strom an Überlagerungsdaten erzeugt wird, welcher denselben
Pixelorten zugeordnet ist, weiche gerade von den primären Farbkomponenten des Video-S:gnalerzeugers
276 adressiert sind.
Dieser serielle Bit-Strom wird von einem in Fig.9B
mit OVERLAY bezeichneten Eingang eines ODER-Gatters 349 aufgenommen, dessen zweiter Eingang das
erwähnte Ausgangssignal »forced overlay« des Registers 336 gemäß F i g. 9A erhält um ggf. das Überlagerungs-Bit
außer Kraft zu setzen. Der Ausgang des ODER-Gatters 349 ist mit dem Eingang eines UND-Gatters
350 verbunden, welches als zweites Eingangssignal das mit ENABLE^OVLY bezeichnete, vom Regi-
ster 336 erzeugte, die Übertragung der Überlagerungsdaten freischaltende Signal empfängt Dieses Signal
kann auch als Inversion eines die Überlagerungssignale sperrenden Signals angesehen werden. Das Ausgangssignal
des UND-Gatters 350 wird daher vom Überlagerungssignal gebildet entsprechend modifiziert durch
das Signal FORCE ONLY und das Signal ENABLE ONLY. Dieses Signal wird einem exclusiven ODER-Gatter
352 zugeführt, welches wahlweise das höchstwertige Bit des Video-Datensignals invertiert welches
von einem 8-Bit-Register 354 abgegeben wird. Diese selektive Invertierung des höchstwertigen Bits des
Farbsignals sorgt für eine Kontrastfarbe, wenn das Signal durch einen Digital-Analog-Wandler geführt wird.
Zusätzlich oder alternativ hierzu wird das vom Gatter 350 abgegebene gesteuerte Überlagerungssignal einem
Eingang eines UND-Gatters 356 zugeführt, an dessen zweitem Eingang ein in den F i g. 9A und 9B mil FLIP/
SUB bezeichnetes Signal des Registers 336 nach Durchführung einer Invertierung zugeführt wird. Normalerweise
ist dieses Signal eine logische 1, so daß das UND-Gatter 356 gesperrt ist und in der Folge ein über einen
Inverter 360 an das UND-Gatter 356 angeschlossenes Gatter 358 freigeschaltet wird. Dies schaltet den normalen
Datenweg durch ein 8-Bit-Register 354 frei, wobei das höchstwertige Farbkomponenten-Bit wahlweise
aufgrund des (vom Gatter 350 abgegebenen) gesteuerten Invertiersignals invertiert ist. Liegt das Signal FLIP/
SUB jedoch auf einer logischen 0 zur Freischaltung des UND-Gatters 356, so führt dies zu einer Freischaltung
eines Gatters 362, und zwar stets dann, wenn das gesteuerte Überlagerungssignal (am Gatter 356) anliegt. Unter
diesen Bedingungen werden Daten, welche vorher in ein 8-Bit-Register 364 als Teil der Adressenbasis der zentralen
Verarbeitungseinheit 14 eingeschrieben worden sind, dem /Α-Eingang eines Multiplexers 366 Zugeführt
anstelle der Ausgangssignale des Gatters 358. Bei Abwesenheit einer logischen 1 im Überlagerungs-Steuer-Bit
werden jedoch auch dann, wenn das UND-Gatter 356 freigeschaltet ist, normale Daten durch das Gatter
358 dem Multiplexer 366 zugeführt. Der Multiplexer 366 gibt wahlweise die durchgeschalteten Video-Signale so,
wie sie vorher festgelegt worden sind, oder ein einer logischen Null entsprechendes weißes Video-Signal (video
blanking signal) ab, und zwar in Abhängigkeit von dem vom P.egister 336 abgegebenen Signal ENABLE/
BLANK. Der Ausgang des Multiplexers 366 wird zu einem Digital-Analog-Wandler 368 (in F i g. 9B mit D/A
bezeichnet) weitergeleitet und kann daneben auch
31
wahlweise auf den gepufferten Haupt-Bus-Daten-Bus (BMBDAT) Ober ein Gatter 370 in Abhängigkeit von
einem Durchschaltsignal RDEC6 durchgeschaltet werden.
Der Ausgang des Digital-Analog-Wandlers 368 wird 5 |,
der Reihe nach durch einen Verstärker 371, einen Tiefpaßfilter 372, eine Y7<2-i?GB-Transformationsmatrix
374, einen Gamma-Korrekturfilter 376 und einen Ausgabe-Treiber 378 geführt, um die V-Komponente des
Video-Signals zu erzeugen.
Es liegt auf der Hand, daß die weiteren Komponenten des Farbsignals in ähnlicher Weise verarbeitet werden
und daß die speziellen Werte der Filter und Umwandlungs-Komponenten vom jeweils eingesetzten Video-System
abhängen und den gewünschten Eigenschaften des Video-Ausgabe-Signals.
Im folgenden werden noch einmal kurz wesentliche Punkte der Erfindung zusammengefaßt:
Das beschriebene y/(?-Computergraphiksystem umfaßt
ein Datenverarbeitungssystem mit einer Daten-Eingabetafel 28 zur Aufnahme von Eingaben eines
Künstlers sowie eine Video-Verarbeitungseinrichtung 24, welche an das Daten-Verarbeitungssystem angeschlossen
ist Die Video-Verarbeitungseinrichtung 24 umfaßt einen erweiterbaren zweiteiligen Bildspeicher
50 mit einem ersten Teilspeicher 66 zur Speicherung von Intensitätsinformation Yfür jedes Pixel des visuellen
Bildes und mit einem zweiten Teilspeicher 68 zur Speicherung von zwei Video-Farbkomponenten für jeweils
die Hälfte des visuellen Bildes. Die Video-Verarbeitungseinrichiung
umfaßt ferner eine Speichersteuerung 46, die Pixeladressen-Information aufnimmt, die
wiederum Pixelorte innerhalb einer das visuelle Bild en'hafenden Zeilen- und Spalten-Pixelortmatrix festlegt
Auf diese Pixeladresseninformation hin adressiert die Speichersteuerung 46 entsprechende Orte innerhalb
des Bildspeichers 50. Die Video-Verarbeitungseinrichtung 24 umfaßt ferner eine Schnittstelle 48 zum Transfer
von Videodaten zwischen dem Bildspeicher 50 und der Daten-Verarbeitungseinrichtung (insbesondere
CPU 14) an Pixelorten innerhalb einer durch das Daten-Verarbeitungssystem
definierten Ortsmatrix. Ferner ist ein Video-Ausgabe-Prozessor 42 innerhalb dieser Video-Verarbeitungseinrichtung
24 vorgesehen, welche Matrixadressenorte an den Bildspeicher 50 abgibt und von diesem wiederum Videodaten empfängt zur Erzeugung
eines Färb-Video-Ausgangssignals in einem Abtastraster.
Die Video-Verarbeitungseinrichtung 24 kann daneben auch einen Eingabe-Abtaster 44 umfassen, der
in dem Bildspeicher 50 Video-Information in Form einer kontinuierlichen Bildfolge erzeugt, auf die hin der Video-Ausgabe-Prozessor
42 ein Realzeit-artiges Videosignal abgibt, welches einem kontinuierlich sich von Bild
zu Bild ändernden Videobild entspricht.
55 Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
60
Claims (6)
1. Video-Ausgabe-Prozessor (42) für ein Computergraphiksystem (10) mit einer Datenverarbeitungseinrichtung
(CPU 14) und einer Video-Verarbeitungseinrichtung (24), umfassend eine Video-Signalerzeugerschaltung
(276) zur Aufnahme einer Folge digitaler Videoinformationen für zumindest eine Videokomponente eines Videosignals und zur
Abgabe eines Abtastraster-Videosignals auf dieses Videosignal hin, dadurch gekennzeichnet,
daß die Video-Signalerzeugerschaltung (276) drei primäre Fernseh-Farbsignalkomponenten im Abtastraster
zur Abbildung auf einen Monitor (39) abgibt und folgende Elemente umfaßt:
— je einen Farbkartenspeicher (346) für jede primäre Farbsignalkomponente zur Erzeugung einer
primären Farbsignalkomponente als Ausgangssignal auf eine entsprechende, über einen
Farbkartendatenbus (320) vermittelte Information hin,
— je einen Pufferspeicher (300) für jede der unterschiedlichen
Videokomponenten der von der Datenverarbeitungseinrichtung (CPU 14) empfangenen
Videosignale und
— eine zwischen jeden Pufferspeicher (300) und die Adresseneingänge der einzelnen Farbkartenspeicher
(346) geschaltete Umschalteinrichtung (336) zur wahlweisen Durchführung einer der drei fönenden Betriebsarten:
a) Farbkartenbetriehsart, bei welcher ein Videosignal
mit einer einr-dnen Videokomponente von der Video-Verarbeitungseinrichtung
(24) her empfangen wird, wobei die Umschalteinrichtung (336) den für den
Empfang der einzelnen Komponente vorgesehenen Pufferspeicher (300) mit dem Farbkartendatenbus (320) und die Adresseneingänge
sämtlicher Farbkartenspeicher (346) mit dem Farbkartendatenbus (320) verbindet, derart, daß jeder Farbkartenspeicher
(346) auf die gemeinsame einzelne Videokomponente hin jeweils unterschiedliche
primäre Fernseh-Farbsignalkomponenten abgibt,
b) YIQ- Betriebsart, bei welcher ein Videosignal mit zwei Videokomponenten (Y, IQ)
von der Video-Verarbeitungseinrichtung (24) empf&ngen wird, wobei die Umschalteinrichtung
(336) eine erste (Y) der beiden Videokomponenten an den Adresseneingang eines ersten Farbkartenspeichers
(346) und die zweite Videokomponente (IQ) an einen zweiten und einen dritten
Farbkartenspeicher (346) anlegt, unter abwechselndem Anlegen aufeinanderfolgender
Dateneinheiten (I und Q) der zweiten Videokomponente an den zweiten und den
dritten Farbkartenspeicher (346) und
c) Vollfarbe-Betriebsart, bei welcher ein Videosignal mit drei Videokomponenten (r,g,
b) von der Video-Verarbeitungseinrichtung (24) her empfangen wird, wobei die
Umschalteinrichtung (336) die einzelnen Videokomponenten an die Adresseneingänge
jeweils unterschiedlicher Farbkartenspeicher (346) anlegt.
2. Video-Ausgabe-Prozessor nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Y/Q-Betriebsart
die zweite Videokomponente zweite oder dritte primäre Farbsignalkomponenten (J, Q) umfaßt mit der
gleichen dynamischen Auflösung und der halben Raumauflösung der ersten Komponente (Y), wobei
die Umschalteinrichtung (336) veranlaßt, daß jede Dateneinheit (Byte) der zweiten und dritten primären
Farbsignalkomponente zweimal als Adresseneingangssignale an die entsprechenden Farbkartenspeicher
(346) angelegt werden, damit die räumliche Zuordnung der drei primären Farbsignalkomponenten
als Ausgangssignal des Videodaten wegs erhalten bleibt
3. Video-Ausgabe-Prozessor nach Anspruch 1 oder 2 oder dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Video-Signalerzeugerschaltung (276) zum Empfang einer Folge an digitaler
Videoinformation von einem adressierbaren Bildspeicher (50) her ausgebildet ist, daß ein X- und
Y-Adressenregister (294, 296) vorgesehen ist zur Abspeicherung von X- und Y- Adressen, welche jeweils
einen Speicherort innerhalb eines Bildspeichers (50) definieren, von welchen Vid-'odaten empfangen
werden sollen, und daß eine Zeitablauf- und Steuerschaltung (278,280) vorgesehen ist zur Steuerung
des Betriebsablaufs des Video-Signalerzeugers im Fernsehtakt and zur Veranlassung des Forlzählens
der X- und V-Adressenregister (208, 210), sobald
Videodaten durch die Video-Signaler/.eugerschaltung (276) empfangen werden.
4. Video-Ausgabe-Prozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ei-
:* j -7_:*_li r I o* l U.. /<«o
neu hui uci £*ciiauiaui- unu olcuci aiiiaiiutiig \jLto>,
280) verbundenen einschreibbaren Parameterspeicher (290), welcher den Betriöbsablauf des Video-Ausgabe-Prozessors
(42) steuernde Betriebsablaufparameter speichert.
5. Video-Ausgabe-Prozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche oder dem Oberbegriff des
Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß· die Video-Signalerzeugerschaltung (276) ein von der Datenverarbeitungseinrichtung
(CPU 14) aus einschreibbares Definitionenregister (Umschalteinrichtung 336) umfaßt, welches Videodaten-Schaltungsparameter
speichert, die den Betriebsablauf der Video-Signalerzeugerschaltung
(276) steuern.
6. Video-Ausgabe-Prozessor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Videodaten-Schaltungsparameter
einen Vergrößcrungsparameter (YMACO—3) umfassen, welcher eine
Abmessung eines durch das Ausgaberaster-Abtastungsvideosignal festgelegten Bildes, bezogen auf
das Eingabesignal festlegt und veranlaßt, daß jedes Pixel eines Ausgabe-Videobildes sooft dupliziert
wird, wie durch den Vergrößerungsparameter (N) angegeben ist. insbesondere durch Ansteuerung eines
Dividierers (338), welcher ein Pixel-Taktsignal durch den Vergrößerungsparameter (N) dividiert,
ehe dieses Signal einer Zeitablauf- und Steuerschaltung (312) zugeführt wird.
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