DE3722582A1

DE3722582A1 - Speicheradressengenerator

Info

Publication number: DE3722582A1
Application number: DE19873722582
Authority: DE
Inventors: Masaaki Nishiyama
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1986-07-14
Filing date: 1987-07-08
Publication date: 1988-01-21
Also published as: DE3722582C2; JPS6320581A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Grafikverarbeitung und im speziellen auch eine Bilderzeugungseinrichtung vom Bitplan (bit map) bzw. BM-Typ.

Normalerweise werden bei einer Zeichenerzeugungseinrichtung vom Bitplantyp die Zeichen zunächst in einen Bitplanspeicher geschrieben, und anschließend wird sein Inhalt in Form von Druckdaten einer Druckeinrichtung zugeführt, z. B. einem Laserdrucker oder dgl. Dieses System hat den Vorteil, daß die Druckpositionen und Richtungen fein gesteuert werden können, wobei gewünschte Bildinformationen neben die Zeichen gezeichnet werden.

Normalerweise wird bei einer Zeichenerzeugungseinrichtung mit einem Laserdrucker oder dgl. die Grafikverarbeitung (d. h. das Eingeben der Bilder in den Bitplan) durch Software bewirkt, und dementsprechend ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit sehr gering.

Mit Bezug auf das Grafikzeichnen ist es möglich, wenn ein komerziell erhältlicher CRT (cathode ray tube, Kathodenstrahlröhre) -Regler eingesezt wird, das Zeichnen mittels Hardware durchzuführen. Obwohl ein CRT-Regler normalerweise zur Beeinflussung der Rastersynchronisationssteuerung ausgelegt ist (wie z. B. Zuführung und Steuerung von Horizontal- und Vertikalsynchronisationssignalen, Leerzeilen für die Rücklaufdauer und Punkthelligkeitssignale etc.), ist der CRT-Regler für das Grafikzeichnen des weiteren mit Funktionen zum Zeichnen gerader Linien, Kreise und dgl. mit hoher Geschwindigkeit versehen. Falls ein CRT-Regler mit einer derartig hohen Arbeitsleistung verwendet wird, kann Hochgeschwindigkeits-Grafikzeichnen durch Hardware realisiert werden.

Da die Anzeige mittels Kathodenstrahlröhren (CRT) normalerweise von niedriger Auflösung ist, beträgt die Speicherkapazität, die durch den CRT-Regler gesteuert werden kann, gegenwärtig maximal 4096×4096 Punkte, die durch den oben genannten Regler vollständig verarbeitet werden kann. Aufgrund der Tatsache, daß die meisten derzeitig erhältlichen Laserdrucker eine Auflösung von 240 dpi und 300 dpi (dots per inch, Punkte pro Inch), d. h. ca. 95 und 118 Punkte pro cm, aufweisen, wobei die Papiergröße in vielen Fällen bis zu A 4 beträgt, ist der oben genannte CRT-Regler auch dieser Situation gewachsen. Aufgrund der Vergrößerung der Papiergrößen und der erhöhten Kapazität des Bitplanspeichers (z. B. 5612 × 7937 Punkte bei 480 dpi für A 3), die für eine Zeichenerzeugungseinrichtung verwendet werden und einer künftig zu erwartenden höheren Auflösung des Druckers entsprechen, ist jedoch der oben erwähnte Regler dieser Situation wie sie ist, nicht gewachsen. Es ist dementsprechend erforderlich eine Einrichtung zur Vergrößerung des Steuerspeichers des CRT-Reglers zu schaffen.

Es ist dementsprechend die Hauptaufgabe der Erfindung, einen Speicheradressengenerator zu schaffen, bei dem ein CRT-Regler mit einem geringen Zeichenbereich so ausgebildet ist, daß er für eine Hochgeschwindigkeits-Grafikverarbeitung in einem weiten Zeichenbereich verwendbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Speicheradressengenerator der oben genannten Art zu schaffen, dessen Aufbau einfach ist und dessen Funktion mit hoher Zuverlässigkeit stabil ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Speicheradressengenerator geschaffen, der aufweist eine Zeichenschaltung mit einer Zeichenfunktion, bei der die maximale zeichenbare Größe durch n 1 Worte × m 1 Zeilen gegeben ist (wobei Adressen in der Position des n-ten Wortes × der m-ten Zeile gegeben ist durch n 1 × m+n), und einer Adressenerweiterungsschaltung zur Umwandlung der durch die Zeichenschaltung erzeugten Adressen in Adressen (eine Adresse in der Position des n-ten Wortes × der m-ten Zeile wird repräsentiert durch n 2 × m+n) aus einem Bereich von n 2 Worten × m 2 Zeilen (zumindest in der Beziehung n 2<n 1 oder m 2<m 1) eines Bitplanspeichers.

Es soll festgestellt werden, daß hier "Wort" die Daten für eine vorgegebene Bitlänge bezeichnet, und daß die Adresse des Bitplanspeichers durch die "Wort"-Einheit festgelegt ist.

Durch die oben beschriebene erfindungsgemäße Einrichtung werden Adressen für einen weiteren Zeichenbereich erzeugt, so daß eine vorgegebene Beziehungsgleichung in der Adressenerweiterungsschaltung erfüllt ist unter Verwendung von Adressen eines geringeren Zeichenbereichs, die durch die Zeichenschaltung erzeugt werden.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltungsdiagramm mit einem CRT-Regler und einer Adressenerweiterungseinrichtung für einen Speicheradressengenerator gemäß der Erfindung;

Fig. 2 bis 4 Diagramme, die die Beziehungen zwischen der Bitplanadresse und der CRT-Adresse aufzeigen;

Fig. 5a bis 5d Diagramme zur Erläuterung der Beziehungen zwischen den Zeichnungsbereichen und dem CRT-Regler-Zeichnungsbereich; und

Fig. 6 ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Aufbaus eines Schriftzeichengenerators.

Vor der Weiterführung der Beschreibung der Erfindung soll festgestellt werden, das gleiche Teile in den Zeichnungen mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind.

Im folgenden wird, mit Bezug auf die Zeichnungen, eine bevorzugte Ausführungsform eines Speicheradressengenerators gemäß der Erfindung im Einzelnen beschrieben.

(I) Zeichenadresse

Zunächst wird die Erweiterung der Speicheradresse während der Verwendung des CRT-Reglers erläutert.

Der in der Erfindung zu verwendende CRT-Regler, z. B. µPD 7220 A, hergestellt von der NEC Corporation, kann maximal in einem Bereich von 4096 × 4096 Punkten zeichnen, und dieser Bereich hat eine Größe, die A 3 (2807 × 3969 Punkte) und 11′′ × 17′′ (2640 × 4080 Punkte) bei 240 dpi vollständig abdeckt. Entsprechend kann, im Fall eines Bitplans von 240 dpi, entsprechend dem Maximum A 3 (11′′ × 17′′), der CRT-Regler so verwendet werden, wie er ist, ohne eine spezielle Verarbeitung wie die Adressenerweiterung etc., vorzunehmen.

Bei der Steigerung der Auflösung auf 480 dpi wird jedoch ein Zeichenbereich von 5613 × 7937 Punkten für eine A 3-Größe erforderlich, und ein Bereich von 5280 × 8160 Punkten ist erforderlich für 11′′ × 17′′, und in diesem Fall ist eine einzige Einheit für einen CRT-Regler nicht ausreichend. Als Beispiel ist der Aufbau eines Bitplan-RAM im Fall der A 3-Größe bei 480 dpi in Fig. 2 dargestellt. In gleicher Weise sind die Aufteilungen für Bitplan-RAMs im Fall der hochwertigen A 4-Größe und der querformatigen A 4-Größe in den Fig. 3 bzw. 4 dargestellt. Bei jedem Diagramm der Fig. 2, 3 und 4 ist die obere linke Ecke als Ursprungspunkt (Adresse 0) ausgewählt. Aufgrund dessen ist der von einem CRT-Regler zeichenbare Bereich das durch a gekennzeichnete Feld, und die anderen Bereiche b, c und d können von diesem CRT-Regler nicht gezeichnet werden. In der folgenden Tabelle 1 ist für verschiedene Papiergrößen die Anzahl der entsprechenden Punkte für den Fall von 480 dpi angegeben. Bei Papiergrößen, die die Anzahl von 4096 Punkten in Seitenrichtung oder in vertikaler Richtung in Tabelle 1 überschreiten, kann das Zeichnen durch einen CRT-Regler nicht durchgeführt werden.

Tabelle 1

Anzahl der Punkte, entsprechend der Papiergröße bei 480 dpi

Aus der Anordnung von Tabelle 1 ist zu ersehen, daß vier verschiedene Arten des Überstehens über den Zeichenbereich des CRT-Reglers, wie in den Fig. 5a bis 5d dargestellt ist, auftreten. Im Einzelnen zeigt Fig. 5a den Typ A für das seitliche Überstehen wie bei querformatigem A 4, Fig. 5b zeigt den Typ B für vertikales Überstehen wie beim hochformatigen A 4, Fig. 5c erläutert Typ C des vertikalen und seitlichen Hervorstehens wie im Fall von A 3, Fig. 5d zeigt den Typ D bei dem kein Überstehen auftritt.

Die Fig. 2, 3 bzw. 4 zeigen Beispiele für Speicheraufbauten für die Typen C, B und A.

Aus den Fig. 2 bis 4 ist zu ersehen, daß, wenn ein CRT-Regler für 4096 × 4096 Punkte zum Zeichnen der Bereiche a, b, c bzw. d verwendet wird, eine bestimmte Relation zwischen den Adressen des CRT-Reglers (CRTC-Adressen) und den Adressen des Bitplan-RAM (BM-Adressen) existiert. In jedem Diagramm ist der Ursprungspunkt für die Adressen in die obere linke Ecke gelegt, wobei die seitliche Richtung durch die Worteinheit (1 Wort=16 Punkte) angegeben ist. Die Bitplanadressen sind an der unteren Seite angegeben, während die ihnen entsprechenden CRTC-Adressen an der oberen Seite angegeben sind. Beide Adressen sind im Hexadezimalcode angegeben, und in diesem Fall können allgemeine Gleichungen wie folgt angegeben werden:

BM-Adresse=CRTC-Adresse (GHIJK _H) (1)
+CRT-Adresse (obere 3 Stellen × 60_H)=GHI _H × 60_H) (2)
+100_H (3)
+160000_H (4)
+F9000_H (5)

wobei G, H, I, J und K die Werte der entsprechenden Stellen der vom CRT-Regler erzeugten CRTC-Adressen darstellen. Dabei ist der erste Term der Term, der für alle Bereiche a, b, c und d erforderlich ist, während der zweite Term auch für all die Bereiche a, b, c und d mit Bezug auf die Größe für das seitliche Überstehen, wie in den Fig. 5a und 5c gezeigt ist, erforderlich ist. Da die seitliche Breite des vom CRT-Regler erzeugten Adressenbereichs von dieser Breite ist, wird sie durch die Verwendung des oberen Bits der CRT-Adresse zur Multiplikation mit einer Konstanten erhalten. Der dritte Term ist nur für die seitlich hervorstehenden Bereiche b und d erforderlich, abhängig von der Größe des seitlichen Vorstehens. Der vierte Term ist für die vertikal vorstehenden Bereiche c und d erforderlich, mit Bezug auf die Größe des seitlichen und vertikalen Vorstehens (Fig. 5c). Des weiteren ist der fünfte Term für die vertikal vorstehenden Bereiche c, mit Bezug auf die vertikal vorstehende Größe erforderlich, obwohl er nicht seitlich vorsteht, wie es in Fig. 5b dargestellt ist. Im oben genannten Fall werden der zweite, der vierte und der fünfte Term abhängig von der Papiergröße verändert.

Die vorstehende Beschreibung kann für die Arten A, B und C (Fig. 5) in der folgenden Tabelle 2 zusammengefaßt werden.

Tabelle 2

CRTC-Adressen (als GHIJK _H dargestellt)

Als spezielles Beispiel gilt für die Zeichenadressen für A 3 (480 dpi) in Fig. 2,

für den Bereich a
BM-Adresse=GHIJK _H+GHI × 60_H 310_H=250_H+(2 × 60)_H

wobei die obere Gleichung einen allgemeinen Ausdruck darstellt, während die untere Gleichung eine spezielle Gleichung betrifft.

(Die folgenden Gleichungen sind in gleicher Weise dargestellt)

im Bereich b
BM-Adresse=GHIJK _H+(GHI × 60)_H+100_H 410_H=250_H+2 × 60_H+100_H

im Bereich c
BM-Adresse=GHIJK _H+GHI × 60_H+160000_H 160310_H=250_H+2 × 60_H+160000_H

im Bereich d
BM-Adresse=GHIJK _H+GHI _H × 60_H+100_H+160000_H 160410_H=250_H+2 × 60_H+100_H+160000_H.

Für die Zeichenadressen bei hochformatigen A 4 (480 dpi) gemäß Fig. 3 gilt:

im Bereich a
BM-Adresse=GHIJK _H 200_H=200_H

im Bereich c
BM-Adresse=GHIJK _H+F 9000_H F 9150_H=150_H+F 9000_H.

Für die Zeichenadresse bei querformatigem A 4 (480 dpi) in Fig. 4 gilt

im Bereich a
BM-Adresse=GHIJK _H+GHI _H × 60_H 310_H=250_H+2_H × 60_H

im Bereich b
BM-Adresse=GHIJK _H+GHI _H × 60_H+100_H 410_H=250_H+2_H × 60_H+100_H

Es soll hier festgestellt werden, daß selbst in dem Fall, wenn der Bereich (n 2 Worte × m 2 Zeilen) des Bitplanspeichers die Beziehung n 2<k 1 × n 1 oder m 2<k 2 × m 1 (wobei k 1, k 2 ganzzahlige Werte größer als 2 sind) im Vergleich mit dem Bereich (n 1 Worte × m 1 Zeilen), der vom CRT-Regler gezeichnet werden kann, erfüllt, Relativgleichungen in ähnlicher Weise erhalten werden können.

(II) Aufbau einer Adressenerweiterungseinrichtung

Es ist möglich, die Adressenerweiterung durch Anwendung der bisher beschriebenen allgemeinen Gleichungen durchzuführen.

Im folgenden wird die Betrachtung auf die Adressenbewegung im Fall des tatsächlichen Zeichnens gerichtet.

Da der Term (1) die Adressenausgabe des CRT-Reglers ist, verändert er sich, wenn das Zeichnen durch den CRT-Regler voranschreitet.

Obwohl der Term (2) sich beim Weiterzeichnen durch den CRT-Regler verändert, ist der Wert von GHI selbst, der der Abtastzeilennummer entsprechende Wert [dies ist der Grund dafür, daß die seitliche Richtung als 4096 Punkte (=100_H Worte) angegeben wurde].

Jeder der Terme (3), (4) und (5) hat bei der Bestimmung eines Zeichenbereichs einen konstanten Wert, sofern das Zeichnen in einem vorgegebenen Bereich durchgeführt wird. Der Wert wird aufgrund der Papiergröße und des Bereichs festgelegt.

(1) Auf diese Weise wird, wie es im Blockdiagramm der Adressenerweiterungseinrichtung (Fig. 6) der Fig. 1 dargestellt ist, die Summe (3)+(4)+(5) in der oben genannten allgemeinen Gleichung in einem Voreinstellregister 2 (offset register) für jeden Zeichenbereich durch einen Mikroprozessor (Fig. 6) eingestellt. Das Ausgangssignal des Voreinstellregisters 2 wird einem Addierer 4 zugeführt.
(2) Der Term (2) ist das Produkt der Konstante (60_H, 4 B_H, oder 31_H), die aufgrund der Papiergröße festgestellt wird, und den oberen zwei Stellen (GHI). Diese Multiplikation kann ebenso durch Hardware durchgeführt werden, da es aber in diesem Fall sehr teuer wird, wird die Multiplikation selbst durch Software durchgeführt bei der Feststellung des Wechsels der Papiergröße, so daß Resultat im RAM 3 mit der Adresse GHI _H gespeichert wird, und während des Zeichnens wird der Zugriff durch die oberen drei Stellen (GHI) bewirkt, die durch den CRT-Regler 1 erzeugt werden, so daß der Term (2) vom RAM 3 an den Addierer 4 ausgegeben wird.
(3) Für (1)+(2)+[(3)+(4)+(5)] wird die Hochgeschwindigkeitsaddition durch den Addierer 4, der Hardware ist, durchgeführt. Der addierte Wert wird dem Adressenanschluß des Bitplanspeichers 28 (Fig. 6) zugeführt.

Fig. 6 zeigt ein Blockdiagramm einer Schriftzeichengeneratoreinrichtung, die die Adressenerweiterungsschaltung verwendet.

Ein Mikroprozessor (CPU) 11 zur Steuerung der Schriftzeichengeneratoreinrichtung ist über Busleitungen mit einem System-ROM 12, in dem die Programme des Systems gespeichert sind, und einem System-RAM 13, das der Arbeitsbereich des Programms ist, und des weiteren mit einer DRAM-Steuereinrichtung des System-RAM 13 verbunden. Der Mikroprozessor (CPU) 11 gibt des weiteren den zeitlichen Steuerbefehl an das Register 15 und ist ferner mit einer Schnittstelle 16 zu einem Gerät (Druckerbereich) und einer weiteren Schnittstelle 17 mit externen Schaltungen verbunden. Von außen angegebene Druckinformationen werden über die externe Schnittstelle 17 zugeführt.

Die vom Mikroprozessor (CPU) 11 zugeführten und im Register 15 gespeicherten Zeichensteuerbefehle werden an eine Schriftartadresseneinrichtung 21, eine Bitplanadresseneinrichtung 22, an eine Schriftzeichensynchronisationseinrichtung 23, an eine Ausgabegerätadresseneinrichtung 24 und an dem CRT-Regler 1 gegeben.

Im Fall des Druckens von Schriftzeicheninformationen greift die Schriftartenadresseneinrichtung auf einen Schriftartenspeicher 26 zu mit der Synchronisierung, die durch die Schriftzeichensynchronisationseinrichtung 23 erzeugt wird, und das Bitmuster des Schriftzeichens wird einem Datenanschluß des Bitplanspeichers 28 über eine Datenverarbeitungseinrichtung 27 zugeführt. Ein Teil der Schriftzeicheninformation wird dem Zeichensteuerbefehlsregister 15 zugeführt, so daß es durch den Mikroprozessor (CPU) ausgelesen werden kann, und die Bitplanadresse zum Einschreiben eines Schriftzeichens wird berechnet, so daß die führende Adresse in der Bitplanadresseneinrichtung 22 eingestellt werden kann. Andererseits, im Fall des grafischen Zeichnens, gibt der Mikroprozessor (CPU), den Befehl der gezeichnet werden soll, an den CRT-Regler, und der Addierer 4 in einer Adressenerweiterungseinrichtung 29 gibt die Adresse an den Bitplanspeicher 28. Auf diese Weise werden die Bitdaten in den Bitplanspeicher 28 mit der Sychronisierung durch die Grafiksynchronisationseinrichtung 30 geschrieben.

Es soll hier festgestellt werden, daß in dem Voreinstellregister 2 und dem RAM 3 die Adressenerweiterungseinrichtung 29, die Daten (3)+(4)+(5) und (2) der vorher beschriebenen allgemeinen Gleichungen durch den Mikroprozessor (CPU) vorher eingeschrieben wurden.

Zum Drucken erzeugt die Ausgabegerätadresseneinrichtung 24 die Adresse für den Zugriff auf den Bitplanspeicher 28, und die Daten für diese Adresse werden über die Geräteschnittstelle 16 der Laserdruckereinrichtung zugeführt, in Form von Achtbit-Videodaten.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung klar ist, ist es mit dem erfindungsgemäßen Speicheradressengenerator möglich, einen weiten Zeichenbereich mittels eines CRT-Reglers für einen kleinen Zeichenbereich zu bearbeiten.

Claims

1. Speicheradressengenerator, gekennzeichnet durch eine Zeichenschaltung mit einer Zeichenfunktion, bei der die maximale zeichenbare Größe durch n 1 Worte × m 1 Zeilen gegeben ist (wobei die Adresse in der Position des n-ten Wortes × der m-ten Zeile durch n 1 × m+n gegeben ist), und eine Adressenerweiterungsschaltung zur Umwandlung der von der Zeichenschaltung erzeugten Adressen in Adressen (Adressen der Position des n-ten Wortes × der m-ten Zeile sind durch n 2 × m+n gegeben) eines Bereiches von n 2 Worten × m 2 Zeilen zumindest in der Beziehung m 2<m 1) eines Bitplanspeichers.

2. Speicheradressengenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressenerweiterungsschaltung so ausgebildet ist, daß sie den Bereich von n 2 Worten × m 2 Zeilen in eine Anzahl von Unterbereichen von n 1 Worten × m 1 Zeilen aufteilt, so daß sie in jedem der Unterbereiche die Summe der fünf Terme aus (von der Zeichenschaltung erzeugte Adresse) + erste Konstante × (n 2 - n 1) + zweite Konstante + dritte Konstante + vierte Konstante als Adresse erzeugt (wobei die Konstanten von der ersten Konstante bis zur vierten Konstante solche sind, die abhängig von der Zeichenschaltung und der Größe des Adressenbereichs sind, der zweite Term nur addiert wird, wenn n 2<n 1, der dritte Term nur zum Zeichnen in dem Unterbereich addiert wird, für den n n 1 überschreitet, im Fall, wenn n 2<n 1 und der vierte Term nur zum Zeichnen in dem Unterbereich addiert wird, in dem m m 1 überschreitet, im Fall, wenn n 2<n 1, und der fünfte Term nur zum Zeichnen in dem Unterbereich addiert wird, in dem m m 1 überschreitet, im Fall, wenn n 2≦m 1).