DE3733930C2 - - Google Patents
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- DE3733930C2 DE3733930C2 DE3733930A DE3733930A DE3733930C2 DE 3733930 C2 DE3733930 C2 DE 3733930C2 DE 3733930 A DE3733930 A DE 3733930A DE 3733930 A DE3733930 A DE 3733930A DE 3733930 C2 DE3733930 C2 DE 3733930C2
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zum Betrieb einer digitalen Anzeigevorrichtung, auf eine
digitale Anzeigevorrichtung selbst und auf eine Bildschirmsteuervorrichtung
für einen Bildschirm mit Rasterabtastung.
Digitale Anzeigevorrichtungen, die im Verbund mit Computersystemen
benutzt werden, sind wohlbekannt. In vielen
Graphiksystemen, die ein Bildschirmgerät mit Rasterabtastung
verwenden, wird das Verfahren der einzeln
adressierbaren Bildpunkte oder der Bitebenen verwendet.
Bei diesem Verfahren werden die Bilddaten in einem
Auffrischspeicher derart angeordnet, daß in dem
Auffrischspeicher aufeinanderfolgende Datengruppen
direkt aufeinanderfolgenden Bildelementen auf dem
Bildschirm entsprechen. Eine der frühen Beschreibungen
eines solchen Verfahrens stellt die Artikel mit dem
Titel "Computer Graphics in Color" von Peter B. Denes
dar, erschienen in "Bell Laboratories Record", Mai 1974,
Seite 139-146. Viele gebräuchliche Mikrocomputersysteme
verwenden dieses Verfahren der einzeln adressierbaren
Bildpunkte bei graphischen Bildschirmen. Ein Beispiel
stellt der Personal Computer von IBM dar, wenn er mit
einer Farbgraphik- oder einer erweiterten Graphikadapterkarte
ausgerüstet ist.
Die meisten der bekannten Anzeigevorrichtungen, können zwischen
verschiedenen Bilddefinitionen umgeschaltet werden,
worunter verschiedene Anzahlen von Bildelementen pro
Bild, von Anzeigezeilen und von verfügbaren Farben pro
Bildelement eingeschlossen sind. Ein derartiges System
ist in dem Artikel "Freiprogrammierbarer 32-Bit-Prozessor
für Grapikanwendungen" von H.-G. Althoff, Design und
Elektronik, 20/80, S. 130 ff., beschrieben. Wie dort,
sind üblicherweise die Daten jedes Bildpunkts in den
Bildspeichern über mehrere Bitebenen (z. B. 4) verteilt,
die jeweils unterschiedlicher Farbinformation entsprechen.
Bei vorgegebener Gesamtspeicherkapazität
kann dann die Anzahl der auflösbaren Bildpunkte dadurch
erhöht werden, daß die Anzahl der Bildebenen und damit
der vorstellbaren Farben verringert wird (oder umgekehrt);
das erfordert jedoch eine entsprechende Umorganisation
des Auffrischspeichers, die aufwendig
ist, sowie Vorrichtungen, mit denen die Auslesegeschwindigkeit
des Auffrischspeichers geändert werden kann.
Nach Wissen der Anmelderin enthält kein bisher bekanntes
System eine Vorrichtung, die ein Umschalten zwischen
einer ersten und einer zweiten Betriebsart erlaubt, wobei
bei der ersten Betriebsart die Bilddaten aus dem Auffrischspeicher
mit einer bestimmten Frequenz gelesen und dem
Bildschirm mit derselben Frequenz übermittelt werden und
bei der zweiten Betriebsart die Bilddaten aus dem Auffrischspeicher
mit einer bestimmten Frequenz gelesen,
aber dem Bildschirm mit einer Frequenz übermittelt
werden, die eine Subharmonische, z. B. die Hälfte, der
Auslesefrequenz darstellt.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei digitalen Anzeigevorrichtungen
auf einfache Art wahlweise eine erste Betriebsart
mit hoher Punktauflösung und niedriger Farb- bzw. Helligkeitsauflösung
und eine zweite Betriebsart mit niedrigerer
Punktauflösung und höherer Farb- bzw. Helligkeitsauflösung
zu ermöglichen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt
mit den in den Patentansprüchen
1, 3 und 10 angegebenen Merkmalen.
Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung schließt eine Vorrichtung
nach dem Stand der Technik ein, bei dem in einem
Auffrischspeicher die digitalen, die Bildelemente
definierenden Daten, gespeichert sind und bei dem eine
Vorrichtung vorhanden ist, die aus dem Auffrischspeicher
ausgelesenen Bilddaten (Bilddatengruppen) zu einzelne Bildeelemente darstellende
Datengruppen (Bildelementsignalgruppen) zusammenzufassen. Das System
schließt eine Umschaltvorrichtung ein,
mit der zwischen einer ersten und einer zweiten
Betriebsart gewählt werden kann. In der ersten
Betriebsart werden die Bilddatengruppen mit derselben Frequenz
aus dem Auffrischspeicher ausgelesen, verändert und dem
Bildschirm zugeführt. In der zweiten Betriebsart werden
die Bilddatengruppen mit einer ersten Frequenz aus dem
Auffrischspeicher gelesen und zum Teil verändert, dann
aber mit einer zweiten Frequenz, die sich als n-te
Subharmonische (n eine natürliche Zahl), z. B. die Hälfte,
der ersten Frequenz beschreiben läßt, dem Bildschirm
zuführt. Dazu werden gemäß der Erfindung 2 n aufeinanderfolgende
Bilddatengruppen aus dem Auffrischspeicher zu einer
ein Bildelement definierenden Bildelementsignalgruppe zusammengefaßt.
Ein Vorteil dieser Einrichtung ist eine erhöhte
Farbauflösung des Bildes.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden
anhand der Abbildungen 1-4 detailliert dargestellt.
Hierbei stellen die Figuren folgendes dar:
Fig. 1 stellt ein Blockschaltbild eines digitalen
Bildschirmadapters für eine digitale Anzeigevorrichtung
dar, der eine Zentrale Recheneinheit
an ein Bildschirmgerät mit Rasterabtastung anschließt.
Fig. 2 stellt ein detailliertes Blockschaltbild von
Toren und einem Kombinierschaltkreis (35) aus Abbildung
1 dar.
Fig. 3 stellt ein Blockschaltbild eines
Auswahlschaltkreises (17) aus Abb. 1 dar.
Fig. 4 zeigt die Bitanordnung in den Schieberegistern
(21-24) aus Abb. 1 in einer bestimmten Betriebsart des
Gerätes.
Abbildung 1 stellt ein Blockdiagramm einer digitalen
Anzeigevorrichtung gemäß der Erfindung dar. Die Anzeigevorrichtung hat
Eingangsleitungen, die mit der Zentralen Recheneinheit
(CPU) (nicht gezeigt) und Ausgabeleitungen, die mit
einer Elektronenstrahlröhre (CRT) (ebenfalls nicht
gezeigt) verbunden sind. Die Anzeigevorrichtung schließt einen
Auffrischspeicher ein, der vier Ebenen (10 bis 13) zum
Speichern von Daten umfaßt, die entsprechend die
verschiedenen Farbkomponenten der anzuzeigenden Signale
darstellen. So speichert z. B. die Ebene M 0 (10) die
roten Farbkomponenten, die Ebene M 1 (11) die grünen
Farbkomponenten, die Ebene M 2 (12) die blauen
Farbkomponenten und die Ebene M 3 (13) die Intensitäts
komponenten. Die Daten werden in dem Auffrischspeicher
in einer Form gespeichert, in der alle Punkte einzeln
adressierbar sind. In dieser Anordnung befinden sich in
den Ebenen Datenbytes an Stellen, die Positionen von
Bildelementen auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre
entsprechen. So werden z. B. beim Start einer Bildschirm
abtastung vier ausgewählte Bytes gleichzeitig von
identischen Positionen in jeder der Ebenen des
Speichers gelesen, ein Byte von jeder Ebene.
Diese Bytes werden üblicherweise dazu benutzt, um die
Farbe und/oder die Intensität der ersten acht Bild
elemente des Bildes zu definieren. Anschließend werden
die Bytes gelesen, deren Adresse unmittelbar auf die
eingangs eingelesene Adresse folgt. Diese Bytes
definieren die Farbe und/oder die Intensität der
nächsten acht Bildelemente des Bildes. Dieser Vorgang
geht so lange weiter, bis alle Bildelemente definiert
und angezeigt worden sind. Abhängig von der Definition
des Bildschirms und der Größe des Speichers
können die Daten für ein ganzes Bild entweder den
Auffrischspeicher ganz oder nur zum Teil
ausfüllen. Im ersteren Fall ist die Anfangsadresse eines
Bildes auch die erste Adresse von jeder Ebene des
Speichers. Im letzteren Fall kann die
Anfangsadresse eines Bildes bei einer ausgewählten
Adresse innerhalb des Speichers gewählt werden.
Durch ein Ändern der Anfangsadresse von Bild zu Bild
können Panorama- und Zeichentrickfunktionen durchgeführt
werden. Die aufeinanderfolgenden Adressen zum Lesen der
Bilddaten aus dem Auffrischspeicher werden von einer
Steuereinheit (14) (CRTC) der Elektronenstrahlröhre
erzeugt. Diese Adressen werden über 20 Adreßleitungen
(15) dem Auffrischspeicher zugeführt. Die CRT-Steuer
einheit (14) kann von dem Typ MC6845 sein, die von
Motorola Inc. hergestellt wird und sie kann in bekannter
Weise durch Eingangssignale auf Leitungen (nicht gezeigt),
die Takt- und Steuerleitungen einschließen, von der
Zentralen Recheneinheit gesteuert werden. Aus Gründen
der Übersichtlichkeit sind die direkten Verbindungen
zwischen dem Auffrischspeicher und der Zentralen Rechen
einheit nicht gezeigt.
Diese Verbindungen erlauben der
Zentralen Recheneinheit einen Zugang zu dem Auffrisch
speicher, um die anzuzeigenden Daten einzufügen und auf
den neuesten Stand zu bringen.
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Anzeigevorrichtung gerichtet,
welche die Daten aus dem Auffrischspeicher dazu verwendet,
Signale mit verschiedenen Bildauflösungen zu liefern,
verschieden sowohl bezüglich der Anzahl der Bildelemente
innerhalb eines Bildes, als auch bezüglich der Anzahl
der verfügbaren Farben für jedes einzelne Bildelement.
Als Beispiel werden drei Auflösungen beschrieben,
zwischen denen umgeschaltet werden kann. Hierbei liefern
die ersten beiden ein Bild mit 640 × 200 Bildelementen
und 16 oder 64 Farben pro Element. Eine dritte Auflösung
liefert 320 × 200 Bildelemente mit 256 Farben pro
Element.
Zunächst zu der Betriebsart, wenn die Anzeigevorrichtung mittels eines
Betriebsartensteuersignals auf Leitung 16 aus Register
38, welches die Betriebsartensteuersignale von der CPU
empfängt und speichert, in die Betriebsart mit 640 × 200
Bildelementen und 16 Farben geschaltet ist. In dieser
Betriebsart hat der Auswahlschaltkreis 17 keine Wirkung
auf die ihn passierenden Signale. Entsprechend wird bei
jedem Zugriff auf den Auffrischspeicher eine Gruppe von
4 Datenbytes, ein Byte von jeder Ebene des Speichers,
ungeändert in die Umsetzer 21 bis 24 eingespeist. Die
Umsetzer 21 bis 24 werden gleichzeitig durch Taktsignale
auf einer Leitung 25 von der CRT-Steuereinheit 14
getaktet, um die empfangenen Bytes seriell zu machen.
Die seriellen Ausgabesignale der Umsetzer werden mittels
der Synchronisiertore 26 bis 29 getaktet, um als parallele
4 Bit Eingabesignale für den Palettenregistersatz 31
zu dienen. Dieser Palettenregistersatz umfaßt 16
Register, die von der CPU (über nicht gezeigte Daten- und
Steuerleitungen) geladen werden können und von den 4 Bit
Eingabesignalen ausgewählt werden. Jedes Register
speichert 6 Bit. Die 6 Bit Ausgabesignale werden einem 6
Bit Tor 32 zugeführt und werden, durch Taktsignale auf
Leitung 25 getaktet, aus diesem Tor zu einem weiteren 6
Bit Tor 33 geleitet. Die Ausgänge beider Tore 32 und 33
werden entsprechend über Leitungen 34 bzw. 39 zu einem
Verknüpfungsschaltkreis (35) geführt. Der Verknüpfungs
schaltkreis empfängt außerdem 4 Bit Farbauswahlsignale
aus einem Register 36 über die Leitungen 40. Diese
Farbauswahlsignale werden aus der CPU über Eingabe
leitungen 37 dem Register 36 zugeführt. Der Verknüpfungs
schaltkreis 35 wird durch Betriebsartensteuersignale von
Betriebsartensteuerregister 38 über die Leitungen 16
gesteuert.
Die Abbildung 2 zeigt ein Blockschaltbild einer
Ausführungsform des Verknüpfungsschaltkreises 35. Die
Abbildung zeigt die Tore 32, 33 und Register 36 aus Abb.
1 mit ihren entsprechend 6, 6 und 4 Bit Ausgängen 34, 39
bzw. 40. Diese Ausgänge werden wahlweise an die 8 Bit
Tore 45, 46 und 47 gekoppelt, wobei deren 8 Bit Ausgänge
über die Leitungen 41, 42 bzw. 43 dem gemeinsamen
Ausgang 44 zugeführt werden. Ein Auswahlschaltkreis 48
liefert, abhängig von Betriebsartensteuereingabesignalen
über die Leitungen 16 aus Register 38 (Abb. 1), ein
Ausgangssignal wahlweise auf einer seiner 3 Ausgänge 51,
52 oder 53, wodurch entsprechend eines der Tore 45, 46
oder 47 aktiviert werden kann. Wenn das Tor 45 aktiviert
ist, dann werden 4 Bits von Tor 32 und 4 Bits von Tor 33
dem Ausgang 44 zugeführt. Wenn das Tor 46 aktiviert ist,
dann werden 6 Bits von Tor 33 und 2 Bits aus Register 36
dem Ausgang 44 zugeführt. Wenn das Tor 47 aktiviert ist,
dann werden 4 Bits von Tor 33 und 4 Bits von Register 36
dem Ausgang 44 zugeführt. Diese verschiedenen Ausgangs
signale auf Ausgang 44 entsprechen drei Betriebsarten
der in Abb. 1 dargestellten Vorrichtung, so wie sie durch
die dem Register 38 zugeführten Betriebsartensteuersignale
definiert sind.
Im folgenden wird wieder Bezug genommen auf Abb. 1. Die
Ausgangssignale des Verknüpfungsschaltkreises 35 werden
auf den Leitungen 44 dem Tor 54 zugeführt. Dieses Tor
wird getaktet entweder mit der Signalfrequenz auf
Taktleitung 25 von der CRT-Steuereinheit 14 oder aber
mit der Hälfte dieser Frequenz. Diese halbe Frequenz
wird erzeugt durch die Verriegelungsschaltung 55, welche
ihrerseits von der Taktleitung 25 aus getaktet wird. Der
Q-Ausgang der Verriegelungsschaltung 55 wird rückgeführt
zu ihrem D-Eingang. Der Löscheingang (CC) der Verriege
lungsschaltung 55 ist mit der Bildschirmeinschaltungs
leitung 57 (DISPEN), deren Funktion später beschrieben
werden wird, verbunden.
Ein Auswahlschaltkreis 56 bestimmt in Abhängigkeit von
dem Betriebsartenwahlsignal aus Betriebsartenwahlregister
38, ob das volle oder das halbe Taktfrequenzsignal dem
Tor 54 zugeführt wird. Wie später deutlicher wird, wird
das Taktsignal mit der halben Frequenz zusammen mit der
Aktivierung von Tor 45 (Abb. 2) verwendet, d. h. mit einer
Farbdefinition von je 4 Bits von den Toren 32 und 33.
Das volle Taktfrequenzsignal wird mit den anderen
Betriebsarten des Geräts verwendet.
Die 8 Bit Signale, die das Tor 54 passieren, werden dazu
verwendet, das Suchen in einer Farbtabelle (CLUT) 58 zu
steuern. Diese Farbtabelle schließt 256 Register zu je
18 Bits ein, die durch die 8 Bit Eingangssignale auf
Leitung 44 ausgewählt werden können. Von den 18 Bit
jedes Registers steuern 6 einen roten Digital/Analog
(D/A) Wandler 59, weitere 6 einen grünen D/A Wandler 60
und weitere 6 einen blauen D/A Wandler 61, welche ent
sprechend die roten, grünen und blauen Analogausgangs
signale zum Ansteuern der Elektronenstrahlröhre bereit
stellen.
Wie oben erwähnt, wird gegenwärtig der Betrieb des
Gerätes mit 640 × 200 Bildelementen und 16 Farben
betrachtet. Diese Betriebsweise bedeutet, daß Register
47 (Abb. 2) ausgewählt wurde, Ausgangssignale an die
Farbtabelle 58 mit der vollen Taktfrequenz zu senden,
d. h. der Taktausgang der CRT-Steuereinheit 14 wird
unverändert auf das Tor 54 gegeben. In dieser
Betriebsweise liefert das Farbauswahlregister 36 4 Bits
zu den Adressignalen der Farbtabelle. Diese 4 Bits
bleiben für bestimmte Perioden konstant und definieren
so verschiedene Farbbereiche während dieser Perioden.
Die restlichen 4 Bits der Farbtabellenadresse kommen aus
Register 33 und sind deshalb vom Inhalt der Ebenen des
Speichers und des Palettenregisters festgelegt.
Die Taktfrequenz der CRT-Steuereinheit 14 entspricht
der Wiederholfrequenz der Bildelemente auf dem
Bildschirm, so daß alle Bildelementlinien der Reihe nach
auf dem Bildschirm wiederholt angezeigt wird. Diese
Betriebsweise, bei der 4 Bits für jedes Bildelement
variabel sind, liefert 16 verschiedene Farben auf dem
Bildschirm.
In einer weiteren Betriebsart, die eingeschaltet ist,
wenn Tor 46 in Abb. 2 ausgewählt ist und wiederum die
volle Taktfrequenz benutzt wird, werden wiederum
640 × 200 Bildelemente angezeigt. In dieser Betriebs
weise kommen jedoch nur 2 feste Bits aus dem Farbaus
wahlregister 36, und das Tor 46 wird mit allen 6
Farbbits von Tor 33 versorgt. Entsprechend können in
dieser Betriebsweise mit 6 variablen Bits für jedes
Bildelement 64 = 2⁶ verschiedene Farben zur Anzeige
gebracht werden.
In dem bis jetzt beschriebenen Gerät stellen die
Auffrischspeicher 10 bis 13, die parallel/seriell Umsetzer
21 bis 24, das Palettenregister 31, die Farbtabelle 58 und
die Digital/Analog-Wandler 59 bis 61 Teile von bereits
bekannten digitalen Anzeigevorrichtungen dar.
Die vorliegende Anzeigevorrichtung unterscheidet sich von
denen aus dem Stand der Technik hauptsächlich durch die
Kombination der beiden Tore 32 und 33 (Abb. 1), des Tores
45 (Abb. 2) und des Tores 54 (Abb. 1). In der vorliegenden
Ausführungsform tragen alle diese Bauteile zum Entstehen
eines Bildes mit 320 × 200 Bildelementen mit je 256 = 2⁸
möglichen Farben bei.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die
Betriebsweise mit 320 × 200 Bildelementen die dritte
wählbare Betriebsweise dar. In dieser Betriebsweise ist
das Tor 45 (Abb. 2) im Verknüpfungsschaltkreis 35
aktiviert und es ist die halbe Taktfrequenz aus der
Verriegelungsschaltung 55 durch den Auswahlschaltkreis
56, welcher Tor 54 steuert, gewählt.
Wenn die dritte Betriebsart vorliegt, dann werden die
Daten aus dem Auffrischspeicher gelesen und mit der
vollen Taktfrequenz zu den Parallel/Seriell Schiebe
registern 21 bis 24 und den Toren 26 bis 29 durchgeleitet. Die
Ausgänge der Tore 26 bis 29 gehen auf den Palettenregistersatz
31, welcher seine 6 Bit Ausgangssignale auf Tor 32 gibt,
von wo diese wiederum mit der vollen Taktfrequenz zum
Tor 33 weitergeleitet werden.
Je 4 Bits von den Toren 32 und 33 bilden zusammen die 8
Bit Ausgangssignale von Tor 45 (Abb. 2), welche über die
Leitung 44 auf Tor 54 gegeben werden. Dieses Tor
arbeitet nun mit der halben Taktfrequenz der bis zu
diesem Punkt durchlaufenen Schaltkreise. Entsprechend
kann nur jede zweite Gruppe von 8 Bits aus Tor 45 das Tor
54 zum Farbtabellenschaltkreis 58 passieren, oder in
anderen Worten, aus dem Strom von 6 Bit Ausgangssignalen
vom Palettenregistersatz 31 werden 4 Bits von jedem
Ausgangssignal mit einer gradzahligen Folgenummer und 4
Bits von jedem Ausgangssignal mit einer ungradzahligen
Folgenummer zu je einem Eingabesignal für den
Farbtabellenschaltkreis 58 zusammengefaßt. Da es volle 8
variable Bits gibt und kein festes Bit aus Register 36
benutzt wird, adressiert jede Bitgruppe jedes der 256
Register der Farbtabelle 58 an. Entsprechend kann jedes
der angezeigten Bildelemente jede von 256 Farben
annehmen. Wenn die Bildschirmabtastung mit derselben
Frequenz wie zuvor abläuft, dann bedeutet eine
Halbierung der Frequenz, mit der das Tor 54 die
Farbtabelle 58 adressiert, daß nur die halbe Anzahl der
Bildelemente erzeugt wird. So wird die Elektronen
strahlröhre nun 320 × 200 Bildelemente anzeigen, wobei
aber jedes Element aus 256 Farben gewählt wird.
In obiger Beschreibung wurden die Funktionen und die
Struktur des Auswahlschaltkreises 17 der Einfachheit
halber weggelassen. Dieser Schaltkreis ist ein sehr
wünschenswerter wenn auch kein wesentlicher Teil des
Anzeigesystems, der in der Betriebsweise mit der
geringeren Anzahl von Bildelementen (320 × 200), die
oben als die dritte Betriebsweise beschrieben wurde,
wirksam ist. Wenn die Speicherplatzerfordernisse des
Speichers betrachtet werden, dann ist es klar,
daß sich ohne Abänderung des bisher beschriebenen
Systems je 2 entsprechende Bits aus jeder der Ebenen des
Speichers 10 bis 13 je ein Bildelement teilen. In
anderen Worten, in jeder Ebene umfaßt jedes gespeicherte
Byte ein Viertel der Daten für jedes von 4 Bildelementen.
Vorher, d. h. sowohl in der ersten als auch in der
zweiten Betriebsart des vorliegenden Systems, enthielt
jedes in einer Ebene gespeicherte Byte je ein Bit von je
einer von 8 Bildelementdatengruppen. Entsprechend ange
paßte Bitmanipulationstechniken sind notwendig, um die
Daten eines einzelnen Bildelementes zu verändern. Diese
Techniken werden aber kompliziert, wenn Paare von Bits
manipuliert werden müssen.
Der Auswahlschaltkreis 17 ermöglicht dem Auffrisch
speicher, Bytes in jeder Ebene so zu speichern, daß
jedes Byte 2 Datengruppen zu je 4 Bits enthält. In der
ersten und zweiten Betriebsart läßt der Auswahlspeicher
17 alle Daten aus dem Auffrischspeicher ungeändert
passieren, die Daten zu einem Bildelement werden wie
vorher gespeichert, wobei jedes Byte in einer Ebene
gespeichert wird, die 8 Bits enthält, die zu (8)
verschiedenen Bildelementdatengruppen gehören. In der
dritten Betriebsweise werden die Bildelementdaten derart
als Bytes gespeichert, daß jedes Byte 2 Gruppen von
Bildelementdaten zu je 4 Bit enthält. Diese Bits werden
von sich entsprechenden Positionen in aufeinander
folgenden Ebenen gelesen. So wird zum Beispiel, wenn die
erste Position, die zur Anzeige ausgelesen werden soll,
die Position 0 ist, das erste Byte von der Position 0 an
aus der Ebene 0 gelesen, das nächste Byte von Position 0
an aus der Ebene 1 gelesen, das folgende von Position 0
an aus Ebene 2 gelesen usw. Sowohl bezüglich der Zugriffe
der CPU als auch der CRTC (14) auf den Auffrischspeicher
definieren die beiden Adreßbits mit der niedrigsten
Ordnung die ausgewählte Ebene, wodurch die Ebenen
miteinander verkettet werden.
Abb. 3 zeigt eine Ausführungsform des Auswahlschaltkreises
17 von Abb. 1. Im oberen Teil von Abb. 3 sind 4 Daten
speicherregister 62 bis 65 dargestellt, die zum Datenempfang
an die entsprechenden Speicherebenen M 0-M 3 angeschlossen
sind. Die Datenspeicherregister sind durch Torgruppen
66 bis 69 oder 70 bis 73 mit den Schieberegistern 21 bis 24 verbunden.
Die Signale auf einer Betriebsartenwahlleitung 51 (s. Abb.
2), die bei der Betriebsweise mit 320 × 200 Bildelementen
zu je 256 möglichen Farben erzeugt werden, werden auf
die Tore 66 bis 69 geleitet. Die Signale, die bei den
anderen Betriebsarten erzeugt werden (d. h. diejenigen
auf den Leitungen 52 und 53 in Abb. 2), werden benützt,
um die Tore 70 bis 73 zu aktivieren. In den Betriebsweisen
mit der höheren Anzahl von Bildelementen, d. h. in
derjenigen mit 640 × 200 Bildelementen, werden die
Signale aus den Registern 62 bis 65 ungeändert über die Tore
70 bis 73 zu den Schieberegistern 21 bis 24 weitergeleitet. In
der Betriebsweise mit der niedrigeren Anzahl von Bild
elementen, übergibt jedes Tor 66 bis 69 zwei Bits aus jedem
der Register 62 bis 65 an jedes der Schieberegister (Umsetzer)
21 bis 24. In anderen Worten: Jedes Schieberegister (Umsetzer)
empfängt 4 Gruppen zu je 2 Bits, wobei jede Gruppe von
einer anderen Ebene des Speichers stammt. Abb. 4 zeigt
die Anordnung der Bitgruppen in den Schieberegistern
21 bis 24, deren seriellen Ausgänge sich auf der rechten
Seite jedes Registers befinden. Die Bits der Register von
Abb. 4 sind mit n/m bezeichnet, wobei n die Ebene des
Speichers und m die Position des Bits in dem von dieser
Ebene ausgelesenen Byte darstellt.
Es wird darin erinnert, daß in der Betriebsweise des
Gerätes mit 320 × 200 Bildelementen die Farbe jedes
Bildelementes durch 8 Bits definiert ist, die zwei
aufeinanderfolgende Gruppen von je 4 Bits darstellen.
Betrachtet man die Bitanordnung von Abb. 4, so erkennt
man, daß die ersten beiden Gruppen von je 4 Bits, die in
die Schiebergister eingelesen werden, ein volles Daten
byte der Ebene 0 des Speichers darstellen. Auf dieses
Byte folgen diejenigen von den Ebenen 1, 2 und 3. So
können die Ebenen des Speichers miteinander verkettet
werden, wobei jedes Byte einer Ebene die Daten für ein
vollständiges Bildelement darstellt. Wie oben erwähnt,
enthalten dann die Ebenen in Folge aufeinanderfolgende
Bytes von Bildelementen, die jeweils von Ebene 0 bis
Ebene 3 und dann wieder zurück zu Ebene 0 ausgelesen
werden.
In obiger Beschreibung von Abb. 1 wurde die Funktions
erklärung des DISPEN-Eingangs zur Verriegelungsschaltung
55 über die Betriebseinschaltungsleitung 57 auf später
verschoben. Die Aufgabe dieses Eingangs ist es sicher
zustellen, daß in der Betriebsweise mit 320 × 200
Bildelementen die richtigen Signale von den Toren 32 und
33 über den Verknüpfungsschaltkreis 35 auf den Farb
tabellenschaltkreis CLUT 58 angewandt werden. Das
DISPEN-Signal wird von der CRT-Steuereinheit 14 erzeugt,
um die Zeit anzuzeigen, in der der Bildschirm aktiviert
werden soll. In anderen Worten, es definiert den Anteil
jeder Abtastzeile auf dem Bildschirm, der von den
Bildelementen moduliert werden soll. Um sicherzustellen,
daß die richtigen Paare von 4 Bit Gruppen gebraucht
werden, sperrt das DISPEN-Signal die Verriegelungs
schaltung 55 bis zum Start desjenigen Teils der
Abtastzeile, der angezeigt werden soll. Dann wird beim
zweiten Zyklus der vollen Taktfrequenz die Verriegelungs
schaltung 55 betätigt, um ein Torsignal über den Auswahl
schaltkreis 56 für das Tor 54 zu erzeugen, also zu einem
Zeitpunkt, zu dem die Daten bereits über Tor 32 zu Tor
33 gelaufen sind. In dieser Art wird das erste Bildelement
einer Abtastzeile definiert durch die ersten beiden 4 Bit
Datengruppen.
Zusammenfassend kann festgestellt werden: Es wurde eine
digitale Anzeigevorrichtung zum Steuern eines Bildschirmes
mit Rasterabtastung vorgestellt. Die Bild
daten werden dabei in einem Auffrischspeicher in einer
Form gespeichert, in der alle Punkte adressierbar sind
und in der die Datenanordnung im Auffrischspeicher der
Bildelementposition auf dem Bildschirm entspricht. Unter
Beibehaltung der Rasterabtastgeschwindigkeit kann der
Datenfluß zum Bildschirm bei einer ersten oder bei der
Hälfte dieser ersten Frequenz stattfinden. Mit der
ersten Frequenz wird ein Bild mit einer hohen Bildelement
auflösung und einer beschränkten Farbauflösung geliefert.
Mit der halben Frequenz wird die Bildelementauflösung
halbiert, aber durch die Benutzung von Paaren von
Gruppen aufeinanderfolgender Farbsignale für jedes
Bildelement wird die Farbauflösung sehr verbessert. Um
bei der Betriebsweise mit der hohen Bildelementauflösung
eine effektive Benutzung des Speichers zu gewährleisten,
wird das bekannte Verfahren des Auslesens von Bytes aus
einem Auffrischspeicher mit mehreren Ebenen benutzt,
wobei alle Bits eines Bytes je eine Farbkomponente der
Bildelemente darstellen. In der Betriebsweise mit der
niedrigeren Bildelementauflösung entspricht jedes Byte
des Speichers einem einzigen Bildelement, wodurch die
einzelnen Ebenen des Speichers miteinander verkettet
werden. Ein Auswahlschaltkreis 17 zwischen den Ebenen
des Speichers einerseits und den Parallel/Seriell
Konvertern andererseits ist so ausgelegt, daß er den
richtigen Datenweg zwischen dem Auffrischspeicher und
den Schieberegistern gewährleistet.
Zur Beschreibung der verschiedenen Betriebsweisen des
Gerätes sind zwar bestimmte Parameterwerte benutzt
worden, aber es ist ohne weiteres klar, daß andere Werte
benutzt werden könnten, z. B. 640 × 200 Bildelemente mit
je 4 Farben und 320 × 200 Bildelemente mit je 16 Farben.
Voraussetzung ist, daß die Anzahl der Bildelemente in
der einen Betriebsweise doppelt so hoch ist wie die
Anzahl der Bildelemente in der anderen Betriebsweise. In
beiden Betriebsweisen sollte die Bildabtastgeschwindigkeit
dieselbe sein. Darüber hinaus können durch eine dahingehende
Abwandlung des Systems, bei der die Anzahl der Tore
zwischen dem Palettenregister und dem Verknüpfungsschalt
kreis erhöht wird, Betriebsweisen benutzt werden, bei
denen sich die Anzahl der Bildelemente um mehr als einen
Faktor 2 unterscheiden können. Zum Beispiel können mit 3
solchen Toren Betriebsarten benutzt werden, die bei
einer ersten Frequenz, der Hälfte dieser ersten und bei
einem Viertel dieser ersten Frequenz arbeiten, wobei
entsprechende Definitionen der Bildelementbits zu
verwenden sind.
Claims (10)
1. Verfahren zum Betrieb einer digitalen Anzeigevorrichtung
mit einem Rasterbildschirm, dem sequentiell Bildelementsignalgruppen
zugeführt werden, die aus
Bilddatengruppen erzeugt werden, die mit einer
ersten Taktfrequenz aus einem Auffrischspeicher
ausgelesen werden, und dessen Bildelementdefinition
(Punktauflöstung und Farb- oder Helligkeitsauflösung)
wahlweise geändert werden kann,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine alternative Betriebsart vorgesehen ist,
bei der 2 n (n eine natürliche Zahl) aufeinanderfolgend
gespeicherte Bilddatengruppen mit der
ersten Taktfrequenz aus dem Auffrischspeicher ausgelesen
und zu einer Bildelementsignalgruppe
zusammengefaßt werden, die mit einer Taktfrequenz
zum Rasterbildschirm übertragen wird, die eine n-te
Subharmonische der ersten Taktfrequenz darstellt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Auffrischspeicher aus mehreren Speicherebenen besteht, die gleichzeitig
byteweise ausgelesen werden, und daß jedes ausgelesene Byte
einen Teil einer Bildelementsignalgruppe enthält.
3. Digitale Anzeigevorrichtung mit einem Rastbildschirm,
dem sequentiell Bildelementsignalgruppen zugeführt
werden, mit Vorrichtungen (21 bis 24, 31, 58) zur Erzeugung
der Bildelementsignalgruppen aus Bilddatengruppen,
die mit einer ersten Taktfrequenz aus einem
Auffrischspeicher (10 bis 13) ausgelesen werden, und mit
Vorrichtungen zur Änderung der Bildelementdefinition des
Rasterbildschirms,
gekennzeichnet durch
Umschaltvorrichtungen (35, 38, 45, 48, 54, 55, 56) zum
Umschalten der Vorrichtungen zur Erzeugung der
Bildelementsignalgruppen aus einer ersten in eine
zweite Betriebsart, bei der 2 n (n eine natürliche
Zahl) aufeinanderfolgend gespeicherte Bilddatengruppen
mit der ersten Taktfrequenz aus dem
Auffrischspeicher ausgelesen und zu einer
Bildelementsignalgruppe zusammengefaßt werden, und
bei der die Bildelementsignalgruppen dem Bildschirm
mit einer zweiten Taktfrequenz zugeführt werden, die
eine n-te Subharmonische der ersten Taktfrequenz
darstellt.
4. Digitale Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß n gleich 1 ist, daß ein erster Torschaltkreis (32)
vorgesehen ist, der Bilddatengruppen empfängt, ein
zweiter Torschaltkreis (33), der die Ausgangssignale
des ersten Torschaltkreises (32) empfängt, und beide
Torschaltkreise mit der ersten Taktfrequenz (25)
getaktet werden, daß in der Umschaltvorrichtung ein
Verknüpfungsschaltkreis (35) vorgesehen ist, der mit
den Ausgängen des ersten (32) und zweiten (33)
Torschaltkreises verbunden ist und der in der ersten
Betriebsart nur die Ausgangssignale des zweiten
Torschaltkreises (33) weiterleitet und der in der
zweiten Betriebsart die Ausgangssignale von erstem
(32) und zweitem (33) Torschaltkreis verknüpft
weiterleitet.
5. Digitale Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein dritter Torschaltkreis (54) vorgesehen
ist, der Ausgangssignale aus dem Verknüpfungsschaltkreis
(35) empfängt und der in der ersten Betriebsart
mit der ersten Taktfrequenz (25) getaktet wird und
der in der zweiten Betriebsart mit der Hälfte der
ersten Taktfrequenz (25) getaktet wird.
6. Digitale Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Farbtabellenspeicher (58) vorgesehen ist,
der die Ausgangssignale des dritten Torschaltkreises
(54) empfängt und der digitale Treibersignalgruppen
für den Rasterbildschirm erzeugt.
7. Digitale Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Palettenregistersatz (31) vorgesehen ist, der
aufeinanderfolgende Bilddatengruppen aus dem
Auffrischspeicher (10 bis 13) empfängt und in Antwort
darauf die Bilddatengruppen für den ersten Torschaltkreis
(32) erzeugt.
8. Digitale Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche
3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Auffrischspeicher (10 bis 13) eine Vielzahl von
Farbebenen enthält, daß parallel/seriell Umsetzer
(21 bis 24) in gleicher Anzahl wie Farbebenen enthalten
sind, daß jeder Umsetzer Datenbytes aus dem Speicher
empfängt, und jeder Umsetzter einen seriellen Ausgang
hat, der mit dem Palettenregistersatz (31) verbunden
ist, womit der Palettenregistersatz Datengruppen
empfängt, deren Bitanzahl der Anzahl von Umsetzern
entspricht.
9. Digitale Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicher vier Farbebenen (M 0 bis M 3) umfaßt, daß
ein Auswahlschaltkreis (17) vorgesehen ist, der
Eingangssignale aus dem Speicher (10 bis 13) empfängt
und Ausgangssignale an die parallel-seriell Umsetzer
gibt und der so mit dem Verknüpfungsschaltkreis (35)
verbunden ist (51, 52, 53), daß in der ersten Betriebsart
art jedes aus einer bestimmten Ebene des Speichers
ausgelesene Datenbyte in genau einen bestimmten
Umsetzer eingelesen wird, und daß in der zweiten
Betriebsart jeweils ein Bitpaar von einem aus einer
bestimmten Ebene des Speichers ausgelesenen Byte in
zwei Positionen jeweils eines bestimmten Umsetzers
eingelesen wird, womit jeder Umsetzer zwei Bits von
jeder Ebene des Speichers erhält.
10. Bildschirmsteuervorrichtung für einen Rasterbildschirm,
dem sequentiell Bildelementsignalgruppen
zugeführt werden mit Vorrichtungen (21 bis 24, 31, 58)
zur Erzeugung der Bildelementsignalgruppen aus
Bilddatengruppen, die mit einer ersten Taktfrequenz
aus einem Auffrischspeicher ausgelesen werden, und
mit Vorrichtungen zur Änderung der Bildelementdefinition
des Rasterbildschirms,
gekennzeichnet durch
eine Umschaltvorrichtung (35, 38, 45, 48, 54, 55, 56) zum
Umschalten der Bildschirmsteuervorrichtung aus einer
ersten in eine zweite Betriebsart, bei der 2 n (n
eine natürliche Zahl) aufeinanderfolgend gespeicherte
Bilddatengruppen mit der ersten Taktfrequenz aus dem
Auffrischspeicher ausgelesen und zu einer Bildelement
signalgruppe zusammengefaßt werden, und bei der die
Bildelementsignalgruppen dem Bildschirm mit einer
Taktfrequenz zugeführt werden, die eine n-te Sub
harmonische der ersten Taktfrequenz darstellt.
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