DE68928686T2

DE68928686T2 - Digitale Landkarten-Anzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE68928686T2
Application number: DE68928686T
Authority: DE
Inventors: James A. Albuquerque Nm 87113 Cousens; John F. Albuquerque Nm 87110 Dawson; Eldon J. Ruckersville Va 22968 Thompson
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1988-05-11
Filing date: 1989-05-09
Publication date: 1999-01-14
Anticipated expiration: 2009-05-10
Also published as: JPH0249110A; CA1306059C; EP0341645B1; DE68928686D1; EP0341645A2; JP2819469B2; EP0341645A3; US4876651A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine digitale Landkarten-Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Landkarten-Anzeigevorrichtungen sind für Piloten eines Luftfahrzeugs von grundlegender Wichtigkeit, nämlich im Hinblick auf das Risiko von Flügen mit geringer Flughöhe über unbekanntes Gebiet, wobei das Gebiet durch Wolkenüberdeckung oder Dunkelheit verborgen sein kann. Obwohl Papier-Landkarten topographische Eigenschaften des Gebiets anzeigen können, stellt es für den Piloten eine große Last dar, die Position des Luftfahrzeugs anhand einer Papier-Landkarte zu kalibrieren, die auf den Knien des Piloten liegt. Ein digitales Landkarten-System erzeugt eine Landkarte elektronisch, die dem Format einer Papier-Landkarte entspricht. Es ist wünschenswert, daß eine solche Anzeigeeinrichtung die Position des Luftfahrzeugs automatisch kalibriert, Erhebungen des Gebiets zeigt, ebenso wie kulturelle und lineare Eigenschaften, wie z. B. Straßen, Schienenwege und Flüsse. Die US-A-4,484,192 zeigt ein solches System. Eine sich bewegende Landkarten-Anzeigeeinrichtung verfügt über einen Massenspeicher zur Speicherung einer kompletten Landkarte des Gebiets, welches vom Fahrzeug zu überqueren ist. Ein Abtast-Speicher speichert einen Bereich der kompletten Landkarte, der dem Gebiet entspricht, welches das Fahrzeug im Augenblick umgibt. Der Bereich der Landkarte, der in dem Abtast-Speicher gespeichert ist, wird durch einen Computer aktualisiert und zur Anzeige auf einer Kathoden-Strahlröhre periodisch erneuert. Bei diesem System werden, wenn das Luftfahrzeug das Gebiet überquert, die Daten in dem Abtast-Speicher sequentiell ersetzt, nämlich spaltenweise unter Verwendung einer Wrap- Around-Abtasttechnik.
Ein anderes System ist in der US-A-4,490,717 beschrieben. In einem Kassettenband- Speicher sind eine Vielzahl von Fahrtstrecken-Tabellen gespeichert, die zur Anzeige auf einer CRT sequentiell geschaltet werden, wenn ein Fahrzeug sich entlang einer vorbestimmten Entfernung bewegt. Die Fahrtstrecken-Tabellen sind in dem Speicher als Bildinformationen zusammen mit Entfernungsinformationen gespeichert. Die in dem Speicher gespeicherte Entfernung wird anhand der von dem Auto zurückgelegten aktuellen Reiseentfernung aktualisiert, wenn vorbestimmte Kontrollpunkte passiert werden.
Eine digitale Landkarten-Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in FR-A-2,553,543 beschrieben. Dort ist eine Anzeigevorrichtung an Bord eines Luftfahrzeugs vorgesehen, die der Bereitstellung einer Abbildung entsprechend einem Bereich einer Landkarte, der von dem Luftfahrzeug überflogen wird, dient.
Ausgehend hiervon ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine solche Vorrichtung durch Bereitstellung von Speichermitteln zu verbessern, die hinsichtlich ihrer Speicher- Kapazität maßgeschneidert sind und die hinsichtlich der Abbildungs-Wiedergabe adressierbar sind.
Dieses Ziel wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
Gemäß der Erfindung wird ein computer-erzeugtes Video-Bild bereitgestellt, welches eine Landkarte bereitstellt, die sowohl Gebietseigenschaften als auch kulturelle Eigenschaften wie Hydrographik, Vegetation, Flughäfen usw. auf Grundlage geographischer Koordinaten-Eingangsgrößen beinhaltet. Die zur Erzeugung der Anzeige erforderlichen Daten werden aus einer vorberechneten Datenbank herausgezogen. Die Erneuerungsrate für die Bilddaten ist ausreichend, um eine realistische, sich in Echtzeit bewegende Anzeige zu erzeugen.
Die digitale Landkarten-Anzeigevorrichtung zur Verwendung in einem Luftfahrzeug beinhaltet einen Flugmissions-Computer zur Erzeugung digitaler Signale, die die gegenwärtigen geographischen Längen- und Breiten-Koordinatenpositionen des Flugzeugs wiedergeben, zur Erzeugung eines Steuerkurs-Signals, das die Winkelrichtung der Bewegung wiedergibt, und zur Erzeugung von Signalen, die Landkartendaten kultureller Eigenschaften und Graphikdaten entsprechen, eine Massenspeicher-Einheit zur Speicherung der Landkartendaten-Signale in digitaler Form, die einem durch das Flugzeug überflogenen Landkarten-Territorium entsprechen, und zur Bereitstellung von sich hierauf beziehenden Landkartendaten-Signalen, und zur Speicherung von Überlagerungsdaten in digitaler Form, die graphische Informationen wiedergeben, welche in die Landkartendaten eingeblendet werden sollen, und zur Bereitstellung von sich hierauf beziehenden Überlagerungsdaten-Signalen. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Massenspeicher-Einheit mit einer Massendaten-Steuereinrichtung verbunden, die Landkartendaten und Überlagerungsdaten in Übereinstimmung mit der Flugbahn des Luftfahrzeugs herauszieht und die gespeicherten Abbildungen periodisch aktualisiert. Eine Cachespeicher-Einrichtung ist mit der Daten-Steuereinrichtung verbunden, um digitale Abbildungen elektronisch zu speichern, die Bereichen des von dem Flugzeug überflogenen und das Flugzeug umgebenden Landkarten-Territoriums entsprechen, wobei die graphischen Abbildungen diese Bereich überlagern. Der Cachespeicher schließt eine Vielzahl von beliebig programmierbarer, segmentierter Pufferelemente ein, die in einer virtuellen Speichermatrix angeordnet sind, um Teile der Landkartendaten im Hinblick auf Änderungen in der Koordinatenposition des Luftfahrzeugs zu speichern und dynamisch neu zu adressieren. Steuersignale eines Steuerungs-Prozessors schreiben Daten und erneuern Bereiche des Cachespeichers während sie simultan Daten von anderen Bereichen auslesen. Der Steuerungs-Prozessor empfängt vom Flugmissions-Computer erzeugte Signale, um den Cachespeicher entsprechend den Änderungen in der Koordinatenposition des Luftfahrzeugs periodisch zu aktualisieren. Auf die Massenspeicher-Einheit wird periodisch zugegriffen, um den Cachespeicher zu aktualisieren, wenn das Luftfahrzeug die Grenzen der vorgespeicherten Informationen erreicht.
Eine Adressen-Erzeugungseinrichtung, die ebenfalls mit dem Steuerungs-Prozessor verbunden ist, liest Landkartendaten und Überlagerungsdaten und zieht diese Daten aus dem Cachespeicher heraus, und sie überträgt die Daten auf einen entsprechenden Szenen- Speicher oder einen Überlagerungs-Speicher. Die Adressen-Erzeugungseinrichtung liest die X- und Y-Adressen, die vorbestimmten Lagen innerhalb des physikalischen Cachespeicher-Speicherbereichs entsprechen, in Register ein, in welchen die xi- und yj-Adressen der Landkartendaten und Überlagerungsdaten entsprechend den digitalen Abbildungen in Speichersegmenten an vorbestimmten Positionen innerhalb des Cachespeichers beliebig gespeichert sind, der in einem XY-Cartesischen Koordinatensystem angeordnet ist. Die Pixel-Signale, die den Landkartendaten an den X- und Y-Koordinatenpositionen entsprechen, werden in den Szenen-Speicher plaziert, während andere XY-Adressen entsprechend den Überlagerungsdaten-Pixeln in den Überlagerungs-Speicher plaziert werden. Der Szenen-Speicher und Überlagerungs- Speicher enthalten erste und zweite Speicherbanken, in welchen Landkartendaten oder Überlagerungsdaten wechselweise und sequentiell gespeichert oder ausgelesen werden. Eine Ping-Pong-Speicher-Konfiguration erlaubt es, Daten in einem Bereich des Speichers zu speichern, während gleichzeitig die zuvor gespeicherten Daten in Antwort auf Steuerungssignale des Steuerungs-Prozessors und eines Zeitsignal-Erzeugers ausgelesen werden. Die Inhalte des Szenen-Speichers und Überlagerungs-Speichers werden kombiniert und auf einen Bild-Erzeuger angewendet, wobei die bit-kartierten Pixelsignale in ein Bild in analoger Form konvertiert werden, zur Anzeige in Farbe oder monochromatisch. Die Zeitsignal-Erzeugungseinrichtung stellt auf Befehl des Steuerungs- Prozessors horizontale und vertikale Synchronisierungssignale zur Verfügung, ebenso wie horizontale und vertikale Ausblendsignale, einen Pixel-Taktgeber und Video-Bildzeilen- Steuerungssignale für eine Rasteranzeige.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines digitalen Landkarten- Anzeigevorrichtungssystems nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Detail der Cachespeicher-Abbildungsebene.
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung des physikalisch adressierbaren Cachespeicher-Raums in X-Y-Koordinaten.
Fig. 4 ist ein funtionales Blockdiagramm, welches die Struktur eines Cachespeicher-Puffersegments zeigt.
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm eines Video-Prozessors.
Fig. 6 ist ein Blockdiagramm des Szenen-Speichers.
Fig. 7 ist eine schematische Darstellung, die die Hochgeschwindigkeits- Bus-Schnittstelle mit der Adressen-Erzeugungseinrichtung zeigt.
Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, welches die Struktur der Adressen- Erzeugungseinrichtung zeigt.
Fig. 9 ist eine Darstellung, die den Anzeige-Zusammenstellungs- Betriebsmodus der Adressen-Erzeugungseinrichtung zeigt.
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm der Graphik-Erzeugungseinrichtung.
Fig. 11 ist ein Blockdiagramm der Bild-Erzeugungseinrichtung.
Fig. 12 und 13 sind Blockdiagramme, die durch die Taktsignal- Erzeugungseinrichtung bereitgestellte Kurven zeigen.
Fig. 14 ist ein Diagramm des Datenflusses der Systemsoftware.
Fig. 15 zeigt die Bus-Kommunikation zwischen Prozessoren.
Fig. 16 bis 30 sind sich auf Anlage A beziehende Figuren, die zum Verständnis des Datenflusses der unterschiedlichen System-Prozessoren hilfreich sind.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, die sequentiell jede aus einer Vielzahl von unterteilten Flugstrecken-Karten anzeigen kann, die geographische und kulturelle Informationen solchen Karten überlagern kann, ebenso wie andere Typen und Formate von Daten, um den Piloten bei der Navigation zu unterstützen. Typischerweise wird die Erfindung variable Landkarten-Skalierungen unterstützen mit einer Abdeckung von bis zu 233.000 km² (90.000 Quadratmeilen) von digitalen Landmassen-Daten und 5,58 m² (60 Quadratfuß) von Karten. Auf aeronautische Karten kann eine Datenkompression angewendet werden, um die Gebietsabdeckung zu vergrößern. Vorbestimmte kulturelle Eigenschaften können ausgewählt werden, um sie der Gebiets-Datenbank zu überlagern, zusätzlich zu Konturlinien, die Gelände-Erhebungen entsprechen. Die Sichtbarmachung des Gebiets kann durch Farbband-Erhebungszonen gesteuert werden und durch Hinzufügung programmierbarer Sonnenwinkelschattierung eine dreidimensionale Höhendarstellung bereitstellen. Andere Navigationsdaten können der Datenbank überlagert werden und interaktiv angezeigt werden. Das angezeigte Landkartenbild kann entweder in einer dem Flugweg folgenden Betriebsweise oder in einer dem Norden folgenden Betriebsweise dargestellt werden, in zentrierter oder dezentrierter Bahnverfolgungsart, mit einem von sechs Maßstäben und einer Vergrößerung von bis zu 2 : 1. Die Abbildung kann an einen beliebigen Ort in der Datenbank plaziert werden mit eingeschlossenen Fenstern, die ebenso auf der Anzeige aufgerufen werden können, wie ein ASCII-Text zum Überschreiben von Symbolik.
Ein Blockdiagramm eines digitalen Landkarten-Systems ist in Fig. 1 gezeigt. Eine Massenspeicher-Einheit 10 speichert digitale Abbildungsdaten, die dem Gebiet entsprechen, welches das Flugzeug überfliegen soll, mit zugehörigen kulturellen und linearen Überlagerungseigenschaften. Die Massenspeicher-Einheit umfaßt eine optische Disk-Einheit 12, eine Servo-Steuereinheit 14, eine Eingabe/Ausgabe-(IO)-Schnittstellen- Steuereinrichtung 16 und eine Stromversorgung 18. Die in der optischen Disk-Einheit 12 gespeicherten Informationen schließen Landkarteninformationen ein, wie z. B. Draufsicht- Informationen aus berechneten Landkartendaten, Draufsicht-Informationen aus berechneten Papierlandkarten, Flugplan-Daten, Gebiets-Eigenschaftsdaten und piktografische Formate. Ein Flugmissions-Computer gewährleistet Zoom, Steuerkurs, Skalierungsfaktoren, Informationen über das Luftfahrzeug und andere Parameter, um das Format der auf der Disk gespeicherten Daten zu verändern. Daten können gespeichert und wiederhergestellt werden unter Verwendung jeglicher, gut bekannter Kompressions/Dekompressions-Techniken. Digitale Landkartendaten werden auf der optischen Disk-Einheit 12 in Form sequentieller Blöcke oder Abschnitte gespeichert. Diese Abschnitte werden bei Bedarf in einen Cachespeicher 24 geladen.
Die vorliegende Erfindung verwendet einen Cachespeicher in einem virtuellen Speicheradressierungssystem. In einem virtuellen Speichersystem wird der Disk-Speicher als Hauptspeicher genutzt, so daß das Betriebsprogramm im wesentlichen unabhängig vom aktuell im System verfügbaren RAM-Betrag ist. Der Cachespeicher wird als Temporärspeicher für Landkartendaten benutzt, auf die aktuell vom Prozessor zugegriffen wird. Periodisch wird der Disk-Speicher adressiert, und es werden aktualisierte Informationen in den Cachespeicher geladen. Ein virtuelles Speichersystem muß einen Hardware-Support bereitstellen, um die Übertragung zwischen virtuellen (logischen) Adressen und realen (physikalischen oder absoluten) Adressen zu gewährleisten. Der virtuelle Speicher-Adreßraum ist des weiteren in feste Längeneinheiten unterteilt, die im folgenden dahin gehend definiert werden, daß dieselben Puffersegmenten im Cachespeicher entsprechen.
Das virtuelle Speichersystem erlaubt, daß nur solche Speichersektionen im RAM gespeichert werden, auf die aktuell Bezug genommen wird, wobei der Rest der Daten auf der Disk oder anderen Massenspeichern gespeichert wird. Wenn neue Daten erforderlich sind, werden diese in den Cachespeicher gebracht und diese ersetzen die nicht weiter benötigten Daten. Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Segmente des Cachespeichers mit irgendwelchen Daten des virtuellen Speicheradreßraums geladen werden können und daß diese überall innerhalb des physikalischen Adreßraums logisch adressierbar sind. Verfahren zur Übersetzung zwischen virtuellen Adressen und physikalischen Adressen sind hinlänglich bekannt.
Die Schnittstellen-Steuereinheit 20 steuert die Massenspeicher-Disk-Einheit 12, um die Landkartendaten-Signale oder Überlagerungsdaten-Signale herauszuziehen und periodisch aktualisierte Abbildungen bereitzustellen. Auf Befehl der Disk-Schnittstellen-Steuereinheit 20 wird Draufsicht-Information über eine faseroptische Verbindung 22 verarbeitet, indem gespeicherte Landkarten-Informationen einem Dekompressions-Schaltkreis 23 zugeführt werden, der mit dem Kompressions-Algorithmus kompatibel ist und indem komprimierte Daten in den Cachespeicher 24 eingelesen werden, der mit entschlüsselten Farb- und Intensitäts-Informationen geladen ist. Der Cachespeicher wird verwendet, um digitale Landkartendaten bei Bereitstellung durch die optische Disk-Einheit zu puffern und um die nicht-sichtbaren Landkarten-Segmente und die Segment-Beschreibungs-Tabellen in einer nach vorne blickenden Art und Weise für eine spätere Betrachtung zu speichern. Daher kann die Landkarten-Anzeigevorrichtung ohne Verzögerungszeiten, die beim Zugriff auf die optische Disk-Einheit auftreten, aufgebaut werden, was eine Echtzeitaktualisierungsrate für die Anzeigevorrichtung erlaubt. Daten im Cachespeicher werden vorzugsweise in einem den Norden folgenden Format gespeichert, zentriert zu der Position des Luftfahrzeugs, zu der Daten angefordert werden. Die Daten im Cachespeicher 24 werden dann über einen Hochgeschwindigkeitsbus 28 und einen Bild-Prozessor 30 einem Szenen-Speicher 26 zugeführt. Der Szenen-Speicher 26 verfügt näherungsweise über ein Viertel der Größe des Cachespeichers. Der Szenen-Speicher 26 umfaßt einen Ping-Pong-Speicher, so daß ein Bereich aktualisiert werden kann, während ein zweiter Bereich ausgelesen wird. Falls der Szenen-Speicher vollgeladen ist, wird er von einer Bild- Erzeugungseinrichtung 34 über einen Video-Bus 32 ausgelesen, wobei die Bild- Erzeugungseinrichtung 34 einen Schaltkreis zur Wellenerzeugung und einen Digital/Analog-Konverter zur Decodierung und Umwandlung in ein RGB oder monochromatisches zusammengesetztes Bildformat aufweist. Die analogen Signale auf den RGB-Leitungen 36 werden an eine Anzeige 38 angelegt, um sie dem Piloten anzuzeigen. Die Anzeigeeinrichtung 38 ist typischerweise als Kathodenstrahlröhre ausgebildet, es können jedoch auch andere Arten von Anzeigeeinrichtungen verwendet werden.
Die Daten werden solange vom Cachespeicher verarbeitet, wie Informationen im Cachespeicher enthalten sind, die den Szenen-Speicher füllen sollen. Falls der Szenen- Speicher sich außerhalb einer vorbestimmten Pufferzone innerhalb des Cachespeichers bewegt, wird eine neue Aktualisierung von der optischen Disk-Einheit 12 erfordert. Der Bildprozessor 30 enthält Farbtabellen, eine Konturanalyse und bilineare Interpolationsschaltkreise. Konturlinien werden vom Bildprozessor 30 erzeugt und können, falls benötigt, selektiert oder deselektiert werden. Die Konturlinien-Informationen werden in den Szenen-Speicher 26 plaziert, wo diese mit Eigenschaftsdaten gemischt werden. Eigenschaften und andere Symboliken werden durch den Überlagerungs-Prozessor 40 erzeugt, der eine Vektor-Erzeugungseinrichtung 42 ansteuert, um in einen insgesamt bitkartierten Überlagerungs-Speicher 44 zu schreiben. Eigenschaftsinformationen werden von der optischen Disk über den Cachespeicher als ASCII-Symbol oder in einem einfachen Vektorformat empfangen. Symbol-Informationen können einen Symbol-Code, eine XY-Position innerhalb des Landkarten-Sektors und Breite und Länge des Landkarten- Sektors umfassen. Andere Eigenschaften, wie z. B. Straßen, Schienenwege und Flüsse, können in die Gebiets-Datenstruktur eingebettet sein. Der Überlagerungs-Prozessor 14 kann programmiert sein, um solche Symbole, die nicht innerhalb des durch den Überlagerungs-Speicher 44 repräsentierten Gebiets liegen, auszugeben und um die Anzeige von einem dem Norden folgenden Format in jede andere gewünschte Richtung zu drehen und zu übersetzen und um die gesamte Anzeige in den Überlagerungs-Speicher 44 zu schreiben. Der Überlagerungs-Speicher 44 umfaßt ebenfalls einen Ping-Pong-Speicher. Die Szenen- und Überlagerungs-Speicher werden synchron durch einen Master-Timer 46 über den Video-Bus 32 abgetastet und decodiert und in der Bild-Erzeugungseinrichtung 34 in ein RGB-Bild konvertiert.
Ein im Flugzeug befindlicher (nicht gezeigter) Flugmissions-Computer sammelt Daten von unterschiedlichen avionischen Untersystemen und erzeugt digitale Signale, die die gegenwärtige Längen- und Breiten-Koordinatenposition des Flugzeugs wiedergeben, ein Steuerungssignal, welches die Bewegungs-Winkelrichtung wiedergibt, und Signale, die den gewünschten Landkartendaten und Überlagerungsdaten entsprechen. Ein Bus 46 übermittelt die Befehls- und Status-Signale des Flugmissions-Computers zur Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle 48. Die Schnittstelle 48 verbindet die Befehls- und Steuerdaten des Flugmissions-Computers zu dem digitalen Landkartenanzeigevorrichtungs-System. Ein Steuerungs-Prozessor 49 umfaßt einen Prozessor 50 für allgemeine Aufgaben und einen Anzeige-Ablaufmanager 52. Der Prozessor 50 für allgemeine Aufgaben ist über einen zugeordneten Bus 54 mit der Schnittstelle 48 verbunden, und er steuert den Datenaustausch mit dem Flugmissions- Computer. Empfangene Daten, zu übertragene Daten, gespeicherte Pufferadressen und Interrupt-Informationen werden zwischen dem Flugmissions-Computer und dem Prozessor 50 über den zugeordneten Bus 54 übertragen. Bei Verwendung eines direkten Speicherzugriffs kann eine komplette Nachricht im Prozessor-Speicher empfangen und gespeichert werden, ohne den Prozessor selbst zu laden. Der Prozessor 50 für allgemeine Aufgaben errechnet Betriebsarten-Befehle und Statusdaten aus den Informationen des Busses 46 und überträgt diese in Richtung auf den Anzeige-Ablaufmanager 52. Der Anzeige-Ablaufmanager 52 steuert die Anzeige-Operationen und hält einen ständigen Fluß von Daten durch das System aufrecht. Er empfängt Luftfahrzeug-Koordinaten und andere Parameter über den Prozessor von allgemeinem Zweck am globalen Bus 56, und er benutzt diese Daten, um die optimale Konfiguration des Systems zu bestimmen. Der Anzeige- Ablaufmanager wird die Disk-Steuereinrichtung mit Daten und Befehls-Funktionen initialisieren, und er wird die Disk-Schnittstelle dahin gehend steuern, daß diese stetig Daten in Segmente des Cachespeichers ausgibt, die bald zur Anzeige benötigt werden. Sobald alle notwendigen Daten zur Erzeugung einer Anzeige im Cachespeicher vorliegen, wird der Anzeige-Ablaufmanager 52 die Adressen-Erzeugungseinrichtung 58 und den Überlagerungs-Prozessor 40 initialisieren, um die Bearbeitung des Szenen-Speichers und der graphischen Überlagerungen zu beginnen. Die Adressen-Erzeugungseinrichtung ist mit einer Basisadresse, Längen- und Orientierungsparametern initialisiert, um Anzeigedaten aus dem Cachespeicher herauszuziehen. Der Cachespeicher 24 ist als virtuelles X-Y-Koordinatensystem organisiert. Der Anzeige-Ablaufmanager 52 kann die Speichersegmente im physikalischen Adreßraum irgendwo im virtuellen System kartieren, wobei das virtuelle System den gesamten optischen Disk-Speicher umfaßt, in einer noch zu beschreibenden Art und Weise.
Der Überlagerungs-Prozessor arbeitet mit dem Anzeige-Ablaufmanager parallel zusammen, um eine Anzeige zu generieren. Da getrennte Speicher für Landkarten-Gebiet und graphische Überlagerungen bereitgestellt werden, können beide Anzeigen zeitgleich generiert werden. Der Überlagerungs-Prozessor kombiniert alle alphanumerischen und graphischen Symbole und Gebiets-Eigenschaftsdaten in Echtzeit in einem getrennten Speicher. Bevor die Adressen-Erzeugungseinrichtung 58 Daten aus dem Cachespeicher 24 herauszieht, liest der Überlagerungs-Prozessor 40 Beschreibungsdaten aus einer segmentierten Beschreibungstabelle im Cachespeicher aus. Nachdem der Überlagerungs- Prozessor 40 diese Beschreibungs-Tabelle extrahiert hat, beginnt er eine bit-kartierte graphische Überlagerung über die Graphik-Erzeugungseinrichtung 42 für den Überlagerungs-Speicher 44 zu generieren.
Fig. 14 zeigt einen Überblick über den Datenfluß des Systems gemäß Fig. 1. Fig. 15 zeigt die Bus-Zwischenverbindungen zwischen dem Prozessor 50 für allgemeine Aufgaben, dem Anzeige-Ablaufmanager 52, dem Überlagerungs-Prozessor 40 und der Adressen-Erzeugungseinrichtung 58. Fig. 16 bis 29 beziehen sich auf den Datenfluß zwischen den unterschiedlichen Prozessoren.
Bezugnehmend auf Fig. 2 ist der Cachespeicher eine Gruppe von 16 Speichersegmenten M1 bis M16, jedes in einem 246 · 256 · 8-Bit-Feld logisch organisiert. Die Anzahl der bereitgestellten Speichersegmente ist merklich geringer als die Anzahl der notwendigen Segmente, um eine komplette Landkarte mittels des Cachespeicher-Adressierungs- Schemas zu speichern. Da eine typische Szene 512 · 512 Pixel benötigt und 8 Bit für den Farb-Beschreiber, werden vier Segmente erfordert, um eine bit-kartierte Szene in einer dem Norden folgenden Betriebsweise zu erzeugen. Die zusätzlichen Segmente werden erfordert, um sicherzustellen, daß dann, wenn die Anzeige gedreht (für nachfolgende Anzeigen) und verschoben wird (für eine Bewegung des Flugzeugs), genügend Speicher vorhanden ist, um die Anzeige zu unterstützen. Daher sind in Fig. 2 die Segmente M2, M3, M5, M6, M7, M8, M10, M11, M14 und M15 für die gedrehte Anzeige erforderlich. Die Segmente M1, M4, M13 und M16 sind unbenutzt. Jedes Segment innerhalb des Cachespeichers ist individuell steuerbar und kann dem zugeordneten Bus 51 zugewiesen werden, um Daten von der optischen Disk zu laden, oder es kann dem Hochgeschwindigkeitsbus 28 zugeteilt werden, um die Szenen-Speicher zu laden. In dem Fall, in dem von der optischen Disk geladen wird, ist der Speicher als 64K-Byte logisch konfiguriert, um einen optimalen Datenaustausch von der Disk mit einem Minimum an Kartierung zu erlauben. In dem Fall, in dem die Szenenspeicher unterstützt werden, ist der Speicher als eine 256 · 256 · 8 Abbildungsebene konfiguriert. Jedes Cache-Segment ist im Hinblick auf die physikalische Position innerhalb der gesamten Abbildungsebene logisch konfigurierbar.
Beim Betrieb wird stets angenommen, daß die gegenwärtige Position des Luftfahrzeugs der Ursprung der Cache-Abbildungsebene ist. Daher wird, falls das Luftfahrzeug in eine Ecke des Anzeigeraums fliegt, ein Cacheelement, das hinter dem Luftfahrzeug lag, mit neuen Daten aus der optischen Disk aktualisiert und im Hinblick auf die gegenwärtige Position des Luftfahrzeugs logisch ersetzt.
Fig. 3 zeigt den physikalischen Cachespeicher-Adressierraum und die Anordnung der Cachespeicher-Puffersegmente hierin. Der Adreßraum wird als in Form eines X-Y-Koordinatensystems konfiguriert angesehen, mit dem Ursprung 0,0. Der Anzeige- Systemmanager 52 verfügt über die Möglichkeit, im absoluten Cachespeicher-Adreßraum eine Gesamtzahl von 256 Puffersegmenten zu adressieren. Es gibt n-Zeilen von Puffersegmenten und m-Spalten von Puffersegmenten, die in einem 256 · 256-Wortraum die Adressen 0,0 bis F,0 entlang der X-Richtung und die Adressen 0,0 bis 0,F entlang der Y-Richtung einschließen. Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß jedes der Puffersegmente xi , yj ein zufällig programmierbares Element ist, welches in der gesamten Abbildungsebene dynamisch versetzt werden kann, um Änderungen in der Koordinatenposition des Luftfahrzeugs zu berücksichtigen. Da jedes Puffersegment individuell adressierbar ist, spricht der Cachespeicher 24 auf Steuersignale des Anzeige- Ablaufmanagers 52 an, um simultan Daten aus einem ersten Puffer-Segmentbereich auszulesen und neue Daten in einen zweiten Puffer-Segmentbereich zu schreiben. Es kann aus Fig. 3 gesehen werden, daß jedes Puffersegment unter Berücksichtigung seiner logischen Position innerhalb des gesamten physikalischen X,Y-Koordinatensystem- Adreßraums unabhängig programmierbar ist, um eine vorbestimmte Abbildungsebene zu bilden, und daß jedes Puffersegment sowohl in seiner absoluten Position innerhalb des physikalischen Adreßraums als auch in seiner logischen Position innerhalb der virtuellen Abbildungsebene adressierbar ist. Jedes Puffersegment verfügt über 64K Speicherelemente, wobei jedes Speicherelement hierin wenigstens ein Bit von Landkarten- Daten oder Überlagerungs-Daten speichern kann, und wobei jedes Speicherelement eine entsprechende logische Adresse innerhalb des physikalischen Adreßraums hat. Vorzugsweise werden die Cachespeicher-Puffersegmente in einer Vielzahl paralleler Abbildungsebenen mit korrespondierenden Speicherelementen in jeder Ebene konfiguriert sein, wobei jedes korrespondierende Speicherelement in jeder Ebene dieselbe Adresse aufweist, um kollektiv ein digitales Wort zu speichern, welches der Farbe und Intensität des angezeigten Pixels entspricht. Es ist die Funktion des Anzeige-Ablaufmanagers 52, die logischen und physikalischen Positionen eines jeden Puffersegments nachfolgen zu lassen und den Cachespeicher in Übereinstimmung mit der Koordinatenposition des Luftfahrzeugs zu programmieren.
Fig. 4 offenbart ein Blockdiagramm des Cachespeichers. Er umfaßt im wesentlichen vier Hauptbereiche: die Eingangsadressen-Selektoren, die Puffersegmente und Anzeige- Listenspeicher, die Eingabe/Ausgabe-Datenpuffer, und das Puffersegment-Steuerungs- Anschlußfeld. Fig. 4 zeigt drei Puffersegmente und unterstützende Schaltkreise aus den in der vorliegenden Erfindung eingesetzten 18 Segmenten. Die zusätzlichen Puffersegmente und unterstützenden Schaltkreise sind in Struktur und Betrieb zu denen identisch, die in Fig. 4 gezeigt sind.
Der Cache-Speicher arbeitet als Dual-Port-Speicher umfassend 18 Segmente, wobei jedes Segment logisch unabhängig ist und unter Steuerung des Anzeigen-Ablaufmanagers 52 steht. Digitale Daten werden zu den Puffersegmenten, nämlich zu einem Segment zu einer Zeit, übertragen, und ein Segment von Datenbits, welches der Aktualisierung der Szenen- oder Überlagerungs-Speicher dient, wird sequentiell über eine Vielzahl von Segmenten abgetastet, die in Übereinstimmung mit dem physikalischen Adreßraum logisch organisiert sind, jedoch nicht notwendigerweise innerhalb der Anordnung von Puffersegmenten zueinander benachbart sind. Während ein Segment oder eine Anzeigeliste mit Informationen der optischen Disk-Einheit 12 durch Dekompression 23 geladen werden, kann auf ein anderes Segment durch die Adressen-Erzeugungseinrichtung 58 zugegriffen werden, um Daten zum Bildprozessor 30 zu übertragen. Die individuelle Steuerung der Segmente wird durch den Anzeige-Ablaufmanager dadurch gewährleistet, daß vorbestimmte Kartierungs- und Steuerungs-Register geladen werden, die in der Puffer- Segment-Steuerungseinrichtung angeordnet sind. Der Cachespeicher umfaßt weiterhin Anzeigelisten-Puffer, die für die Zuordnung zwischen den Eigenschafts- Überlagerungsinformationen und jedem der 18 Segmente sorgen.
Zur Anpassung an wechselnde Anzeige-Betriebsarten, in welchen zusätzliche Informationen benötigt werden, können die Segmente als insgesamt neun Segmente konfiguriert sein, wobei jedes 16 Bit aufweist. Daher kann der physikalische Adreßraum des Cachespeichers entweder als 256 · 256 · 8- oder als 256 · 256 · 16-Speicherebene konfiguriert sein.
Die Eingangsadressen-Selektoren gewährleisten eine selektive Adressierung eines Puffersegments oder einer Anzeigeliste durch die Adressen-Erzeugungseinrichtung, die Massenspeicher-Schnittstelle oder den Anzeige-Ablaufmanager unter Steuerung der Puffer-Segment-Steuerungseinrichtung 72. Die Puffer-Segment-Steuerungseinrichtung 72 verwendet drei Steuerungslinien je Segment, um auszuwählen, welche Funktion jedes gegebene Puffersegment oder jede gegebene Anzeigeliste adressieren wird. Die Adressen- Selektoren 60, 62 und 64 sind an der Linie 66 selektiv mit der Adressen- Erzeugungseinrichtung 58 verbunden, um Daten auszulesen, die xi - und yj-Positionen im Cachespeicher entsprechen. Die xi- und yj-Adressen werden durch einen 24-Bit-Adreßbus 66 gelesen, wobei 12 Bit die Adresse eines Cachespeichers bilden. Jede 12-Bit-Adresse umfaßt eine 4-Bit-Segmentmarke und eine 8-Bit-Adresse im Puffersegment oder in der Anzeigeliste (siehe Fig. 3). Die Adressen-Selektoren sind ebenfalls mit der Dekompressions-Einrichtung 23 über einen 16-Bit-Adreßbus 68 verbunden, um den gesamten Adreßraum des Puffersegments von 64K-Worten zu adressieren. Ein weiterer 16-Bit-Adreßbus 70 ist des weiteren mit dem Anzeige-Ablaufmanager 52 gekoppelt, um es dem Anzeige-Ablaufmanager zu erlauben, den gesamten Adreßraum des Puffersegments von 64K-Worten zu adressieren.
Der Puffersegment- und Anzeigelisten-Speicher ist wie folgt organisiert. Jedes Puffersegment 80, 82, 84 umfaßt acht 64K statische RAM's, die als 256 · 256 · 8-Bits organisiert sind. Jedes Puffersegment ist einem entsprechenden Anzeigelisten-Speicher 86, 88, 90 zugeordnet, in welchen Eigenschafts-Überlagerungsinformationen gespeichert sind und die eine Größe von 2K · 8 aufweisen. Die Adressen-Selektoren 60, 62, 64 sind entsprechend über 16Bit-Busse 61, 63, 65 an entsprechende Anzeigelisten-Speicher und Puffersegment-Speicher angeschlossen. Lese/Schreib- und Chipsteuerungs-Signale werden von der Puffersegment-Steuerungseinrichtung 72 über 5-Bit-Busse 67, 69, 71 eingeführt, um den Zugriff auf die Speicher zu steuern. Drei Steuerlinien werden benutzt, um die Anzeigelisten anzusteuern: Eine Lese/Schreib-Linie, eine Ausgangs-Steuerungslinie und eine Chip-Auswahllinie, die den Speicher in einen Standby niedriger Leistung versetzen, wenn dieser nicht adressiert ist. Jedes Puffersegment verfügt über zwei Steuerlinien: Eine Lese/Schreib-Linie und eine Chip-Auswahllinie, die den Puffersegment-Speicher in einen Standby niedriger Leistung schaltet, wenn dieser nicht adressiert ist. Der Puffersegment- Speicher 80 ist über einen 8-Bit-Bus 92 an einen Ausgangs-Puffer 94 angeschlossen. Die Ausgangs-Puffer 96 und 98 sind dementsprechend an die entsprechenden Puffersegment- Speicher angeschlossen. Die Ausgangs-Puffer 94, 96 und 98 sind, wie üblich, über einen 16-Bit-Bus 106 direkt an den Bildprozessor 30 angeschlossen, um Anzeigelisten und Puffersegment-Daten bereitzustellen, während die Adressen-Erzeugungseinrichtung Befehle liest. Der Puffer 100 empfängt das Puffersegment und die Anzeige-Listendaten über den Bus 108 zur Anregung des Überlagerungs-Prozessors 40. Die Puffer 102 und 106 empfangen auf ähnliche Art und Weise Daten von den diesen zugeordneten Speichern, um den Überlagerungs-Prozessor anzukoppeln. Die Puffer 100, 102 und 104 empfangen auch Daten von dem Dekompressions-Schaltkreis 23, um diese in ausgewählte Puffersegmente oder Anzeigenlisten zu schreiben. Durch Verwendung von Kombinationen von Steuersignalen, die von der Puffersegment-Steuerungseinrichtung verfügbar sind, können die Eingabe/Ausgabe-Datenpuffer selektiv angesprochen werden.
Fig. 5 zeigt ein Blockdiagramm des Bildprozessor-Schaltkreises. Der Bildprozessor empfängt Bilddaten vom Cachespeicher, X-,Y-Koordinatenadressen von der Adressen- Erzeugungseinrichtung, Adressen- und Daten-Signale vom Überlagerungs-Prozessor und Steuerungssignale vom allgemeinen Prozessor, um ein 8-Bit-Farbwort zu erzeugen, welches in den Szenen-Speicher zu schreiben ist. Der Bildprozessor berechnet lineare Eigenschaftsdaten, um zu bestimmen, ob eine lineare Eigenschaft in eine gegebene Position zu schreiben ist. Er bestimmt ebenfalls die Farbe der Position abhängig von der Erhebung des Gebiets. Die Farbe einer spezifischen Erhebung ist durch den Prozessor von allgemeinem Verwendungszweck programmierbar, nämlich durch die Verwendung von zu beschreibenden Look-Up-Tabellen (Such-Tabellen). Falls der Farbwert einer gewünschten Position auf eine Non-Integerposition fällt, wird eine bilineare Interpolation zwischen vier durch die Adressen-Erzeugungseinrichtung bereitgestellten Nachbarpunkten durchgeführt, um den aktuellen Farbwert der zu beschreibenden Position zu bestimmen.
Der Bildprozessor wird ebenfalls dazu benutzt, um zu bestimmen, wann eine Konturlinie zu schreiben ist. Konturlinien werden benutzt, um Änderungen in Erhebungen anzuzeigen. Die Farbe einer Konturlinie ist durch den Prozessor von allgemeinem Zweck programmierbar. Lineare Eigenschaften und Konturlinien können selektiv angesprochen werden, um deren Priorität im Hinblick auf eine gewünschte Form der Anzeige anzudeuten. Der Bildprozessor erzeugt weiterhin Sonnenschattierung als Funktion reflektierender Landkarten, abhängig vom Sonnenazimut in der Erhebung und dem Steuerkurs des Luftfahrzeugs. Eine weitere Eigenschaft erlaubt es, dynamische Farbzonen anzuzeigen, die den Bereichen der Erhebung entsprechen, entweder in absoluten Ausdrücken im Hinblick auf die Erhebung des Gebiets oder in relativen Ausdrücken in bezug auf die Höhe des Luftfahrzeugs. Die Signale des Farbband-Erzeugers können mit der Sonnenwinkel-Intensität kombiniert werden, um ein zusammengesetztes Signal im Rot-, Grün-, Blau-Grundfarbenformat zu erhalten. Die Landkartendaten können auch direkt an den Szenen-Speicher geleitet werden, wenn es nicht gewünscht ist, die oben beschriebenen Farbeigenschaften anzuzeigen, oder die Landkarten-Daten können außer Kraft gesetzt werden, indem man den linearen Daten Priorität gegenüber den Landkarten- Daten an dieser Stelle gewährt.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird der Betrieb des Bildprozessors durch den Prozessor von allgemeinem Zweck gesteuert, nämlich über Adreß- und Datensignale, zur Decodierung und Steuerung der Verriegelung 120. Der Steuerungszustand wird die Steuerungs- Verriegelung in konventioneller Art und Weise abtasten. Der Bildprozessor umfaßt eine Erzeugungseinrichtung für lineare Eigenschaften mit einem Adressen-Codier-Schalter 122, einem Codierbuch 124 für lineare Eigenschaften, einem Select/Deselect-Schalter 126 und einer Farb-Lookup-Tabelle 128. Die Lookup-Tabelle stellt einen wirkungsvollen Mechanismus zur schnellen Änderung der Definition der Anzeigen-Pixelwerte ohne Änderung der Anzeigen-Daten dar. Für diesen Zweck ist die Lookup-Tabelle 128 mit dem Prozessor für allgemeine Aufgaben verbunden, der eine Programmierung der gewünschten Farbtabelle in konventioneller Art und Weise gewährleistet. Der Codier-Schalter empfängt vom Überlagerungs-Prozessor Adreßsignale, um eines der neun Segmente vom Code-Buch 124 auszuwählen und Befehlssignale zu generieren, um Segmente aus dem Cachespeicher zu aktivieren. Es ist des weiteren an den Hochgeschwindigkeitsdatenbus 130 angeschlossen, um Überlagerungs-Befehle linearer Eigenschaften zu empfangen, welche eine aus einer Vielzahl von Kombinationen linearer Eigenschaften auswählen werden, die in dem Code-Buch 124 gespeichert sind. Das Code-Buch 124 ist mit Hilfe von Daten des Überlagerungs-Prozessors programmiert, und es speichert typischerweise bis zu 30 mögliche lineare Eigenschaften. Jede lineare Eigenschaft innerhalb dieses Satzes kann aktiviert oder deaktiviert werden, um jede Kombination von linearen Eigenschaften, die an jedem Erhebungspunkt erscheinen kann, zu erzeugen. Die linearen Eigenschaften können auch in Prioritätsordnung angeordnet sein. Das Code-Buch umfaßt einen Random-Access- Memory, der durch den Überlagerungs-Prozessor programmierbar ist. Wenn die Adressen- Erzeugungseinrichtung neue Datensegmente von der optischen Disk in den Cachespeicher lädt, wird sie auch eine Anzeigeliste zum Überlagerungs-Prozessor senden, die die Kombination der linearen Eigenschaften in jedem Segment beschreibt. Der Überlagerungs- Prozessor wird dann das Code-Buch aufgrund der von der Adressen- Erzeugungseinrichtung empfangenen Anzeigeliste aktualisieren. Die Ausgänge des Code- Buchs 124 sind mit dem Schalter 126 verknüpft. Der Schalter 126 kann eine Maske aufweisen, die durch den Prozessor von allgemeinem Zweck aktiviert werden kann. Jede lineare Eigenschaft kann dann unabhängig von anderen linearen Eigenschaften ausgeblendet werden. Falls gewünscht, kann der Ausgang des Schalters 126 auf einen Prioritäts-Codierer (nicht gezeigt) angewendet werden, wobei dann, wenn eine lineare Eigenschaft ausgeblendet ist, die lineare Eigenschaft mit den nächsthöheren Priorität angezeigt wird, falls diese nicht ausgeblendet oder aktiviert ist. Daher wird, falls eine Konturlinie am selben Erhebungspunkt für eine lineare Eigenschaft erscheint, diejenige mit der höchsten Priorität angezeigt werden. Die Ausgangsgrößen des Schalters oder des Prioritäts-Codierers werden dann auf eine Farb-Lookup-Tabelle 128 linearer Eigenschaften angewendet. Die Tabelle 128 erzeugt die Farbe der individuellen linearen Eigenschaften in einer Rot-, Grün-, Blau-Grundfarbenform. Üblicherweise wird ein 5-Bit-Code benutzt, der 32 Farbwerte bereitstellt.
Dynamische Sonnenwinkel-Schattierung wird benutzt, um die Intensität der Farben zu steuern, zur Simulation der Schattierung des Gebiets. In der Lookup-Tabelle 132 sind eine Vielzahl reflektierender Landkarten gespeichert. Der Prozessor von allgemeinem Zweck stellt ein Landkarten-Auswahlsignal bereit, um eine der zuvor gespeicherten Landkarten auszuwählen. Der Prozessor kann des weiteren die Lookup-Tabelle mit der gewünschten reflektierenden Landkarte laden. Abhängig vom Sonnen-Azimut, Sonnen-Zenit, und Steuerkurs des Luftfahrzeugs wählt der Prozessor von allgemeinem Zweck eine der vorgespeicherten reflektierenden Landkarten aus. Vom Datenbus empfangene, ausgewählte Oberflächen-Normallinien werden dann auf die Landkarte 132 angewendet, um eine der 32 Intensitäten innerhalb der Landkarte auszuwählen. Die Ausgangsgröße der Landkarte liegt in Form eines 5-Bit-Binärcodes vor, der die Intensität beschreibt.
Erhebungs-Farbbänder werden durch die Lookup-Tabelle 134 bereitgestellt. Dieser Schaltkreis verwendet die Erhebungsdaten an jedem Ort eines Pixels, um eine Lookup- Tabelle auf Farbtönen bereitzustellen. Die Höhe des Luftfahrzeugs kann auch berücksichtigt werden, um einen Offset in die Tabelle hineinzubringen, so daß der Farbton sich über das Gebiet relativ zur Höhe des Luftfahrzeugs verändert. Demzufolge kann der Farbton entweder in Ausdrücken absoluter Höhe des Gebiets oder relativer Höhe des Flugzeugs in bezug auf das Gebiet definiert werden. Zur Programmierung der Lookup- Tabelle 134 ist diese mit dem Prozessor für allgemeine Aufgabe verbunden. Die Farbbänder definieren Zonen eines vorbestimmten Bereichs der Erhebung. Die Erhebung jedes anzeigbaren Pixels wird als Adresse der Farbband-Lookup-Tabelle 134 zugeführt. Typischerweise umfaßt die Tabelle 134 einen 256 · 4 RAM. In der relativen Betriebsart wird die Lookup-Tabelle an den Rändern aktualisiert, wenn sich die Höhe des Luftfahrzeugs ändert.
Die Ausgangsgrößen der Lookup-Tabelle 134 und der reflektierenden Landkarte 132 werden auf eine weitere Lookup-Tabelle 136 angewendet. Die Tabelle 136 kombiniert die Intensität und die Farbtöne, um eine 5-Bit-Ausgangsgröße für die Rot-, Grün- und Blau-Grundfarben mit einem Bereich von 32 Intensitäten für jede Farbe bereitzustellen. Die drei Grundfarben-Ausgangsgrößen werden dann auf korrespondierende bilineare Interpolations-Schaltkreise 138 angewendet, für eine Interpolation in jeder Farbe.
Ein weiteres Merkmal wird durch den Kontur-Analyse-Schaltkreis 140 gewährleistet. Der Konturlinien-Schaltkreis verwendet einen Rand-Detektor und ermittelt die Erhebungsdaten zum Vergleich mit einer Vielzahl von Lookup-Tabellen mit vorbestimmten Konturlinien- Abständen. Die Konturlinie an einem ausgewählten Pixelort kann unterdrückt werden oder kann das Pixel überschreiben, um z. B. Select/Deselect von Konturlinien zu ermöglichen, durch Verwendung des Schaltkreises 142. Der Schaltkreis 142 umfaßt ein konventionelles Aktivierungs/Deaktivierungs-Register. Die Ausgangsgröße des Registers 142 wird auf eine Farb-Codier-Lookup-Tabelle 144 angewendet, welche den 15-Linien-Dateneingang auf einen 8-Linien-Datenausgang reduziert, der dann dem Szenen-Speicher zugeführt wird. Falls gewünscht, können die linearen Eigenschaften, die reflektierende Landkarte, die Farbbänder und die Konturanalyse unterdrückt werden, und die Bilddaten können direkt dem Szenen-Speicher über den Puffer 146 zugeführt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist eine Szenen-Speichervorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Vorrichtung umfaßt ein Paar von wiederaufladbaren Speichern 150 und 152. Jeder der Speicher 150 und 152 umfaßt z. B. einen 512 · 512 · 8-Bit statischen RAM-Speicher, wobei jede Adresse ein Pixel auf der Bildanzeigevorrichtung repräsentiert. In die Speicher 150 und 152 zu schreibende Eingangsdaten werden entsprechend an den Bussen 154 und 156 bereitgestellt. Der Speicher 150 wird durch den Bus 158 adressiert, und er empfängt einen Schreibbefehl an der Linie 160. Der Speicher 152 wird durch den Bus 126 adressiert, und er empfängt einen Schreibbefehl auf der Linie 164. Bei dem in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden 484 · 484-Pixel- und 242 · 242-Pixel-Anzeige-Betriebsarten unterstützt. Ein Ping-Pong-Steuersignal 163, 165 des Steuer-Registers 166 wird benutzt, um einen Speicher dem Adressenbus 168a oder 168b und dem Bildprozessor-Datenbus 170 zuzuordnen, während der andere Speicher dem Bild-Erzeugungs-Adressenbus 172a oder 172b zugeordnet ist. Ping-Pong-Betrieb wird zwischen den Speichern 150 und 152 durchgeführt, indem sequentiell in einen Speicher Daten eingelesen werden, während aus dem zweiten Speicher gespeicherte Daten ausgelesen werden und dann der zweite Speicher mit neuen Rahmendaten aktualisiert wird, während aus dem ersten Speicher ausgelesen wird. Adressen, um Daten in den Ping-Adressen-Multiplexer 174 und Pong-Multiplexer 176 zu schreiben, werden entsprechend an den Bussen 168a und 172a und 168b und 172b bereitgestellt. Das Steuerungsregister 166 empfängt Befehle vom Steuerungs-Prozessor einschließlich Lese- und Schreib-Signale, Block-Select-, Adressen-Select- und Timer- Signale. Ein Ping-Pong-Auswahlsignal, welches die Speicher alternierend und sequentiell veranlaßt, Daten einzulesen, zu speichern und auszulesen, wird durch eine Taktsignal- Erzeugungseinrichtung gewährleistet. Ein Tastimpuls zum Einlesen von Bildprozessor- Daten wird durch die Adressen-Erzeugungseinrichtung bereitgestellt. Die Ausgangsgröße des Ping-Speichers 150 ist über den Bus 178 an einen Multiplexer 180 angeschlossen. Die Ausgangsgröße des Pong-Speichers 152 ist über den Bus 182 an den Multiplexer 180 angeschlossen. Die Ausgangsgrößen auf den Bussen 178 oder 182 werden selektiv durch ein vom Steuerungs-Register 166 am Bus 184 bereitgestelltes Signal gesteuert. Der Multiplexer 180 stellt Ausgangsgrößen des Speichers 150 oder 152 der Bild- Erzeugungseinrichtung am Bus 186 zur Verfügung.
Im Betrieb ist die PI/PO-Auswahllinie 188 am Steuer-Register 166 angeschlossen, um zu bestimmen, ob entweder die Adressen-Erzeugungseinrichtung oder der Master-Timer, der die Bild-Erzeugungseinrichtungs-Adressen erzeugt, den Speicher adressieren wird. Falls daher die PI/PO-Auswahllinie auf einem hohen Pegel liegen wird, verfügt die Adressen- Erzeugungseinrichtung über die Steuerung des Ping-Adreßbusses 168a oder 168b, während der Master-Timer die Steuerung über den Pong-Adressenbus 172a oder 162b übernimmt. Während dieser Zeit werden Bildprozessor-Daten vom Bus 170 in den Ping-Speicher 150 geschrieben, während vom Pong-Speicher 152 Daten in den Multiplexer 180 und die Bild- Erzeugungseinrichtung gelesen werden. Falls die PI/PO-Auswahllinie auf einen niedrigen Pegel geht, schaltet das Steuer-Register 166 die Speicher, und die Adressen- Erzeugungseinrichtung steuert dann den Pong-Adressenbus während der Master-Timer den Ping-Adressenbus steuert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jeder der Speicher 150 und 152 in vier 512 · 128 · 8- Speicherbanken organisiert.
Der sequentielle Betrieb wird durch das Steuer-Register 166 gesteuert, in das durch den Steuer-Prozessor gelesen oder geschrieben werden kann.
Ausgenommen die Anzahl der Bitebenen, sind der Szenen-Speicher 26 und der Überlagerungs-Speicher 44 in ihrer Architektur identisch. Während der Szenen-Speicher 2 doppel-gepufferte 8-Bit-Anzeigeebenen verwendet, verwendet der Überlagerungs-Speicher 2 Sätze von 4-Bit-Speicherebenen, eine für jeden Satz von Szenen-Speicher-Ebenen. Jedes Überlagerungs-Speicherfeld ist als 51 2 · 512 · 4 ausgestaltet, mit einer effektiv sichtbaren Anzeige von 484 · 484-Pixeln. Jeder Überlagerungs-Speicher kann dem Überlagerungs- Prozessor 40 zur Aktualisierung oder dem digitalen Bildbus 32 zur Erneuerung der CRT- Anzeige zugeordnet sein.
Graphische Daten von der Graphik-Erzeugungseinrichtung 42 können in jede Kombination von Speicherebenen innerhalb des Überlagerungs-Speichers 44 geschrieben werden. Dies erlaubt es, daß Ebenen verschiedenen vorbestimmten Symboltypen zugeordnet werden können, die durch Setzen eines Steuerungsbits aktiviert oder deaktiviert werden können. Der Anzeige-Ablaufmanager 52 steuert die Bit-Ebenenoptionen und meldet den Status an den Überlagerungs-Prozessor.
Die Anzeige-Erneuerung wird durch den Master-Timer 46 gesteuert, der das Auslesen aus dem Szenen-Speicher mit dem Auslesen aus dem Überlagerungs-Speicher synchronisiert, um die Anforderungen an die Anzeige-Erneuerung zu unterstützen. Vier benachbarte Pixelorte können simultan gelesen werden und in Shift-Register geladen werden, die dann zu der Bildpixelrate getaktet werden, um gespeicherte Daten auszulesen. Eine Ping/Pong- Linie vom Master-Timer 46 steuert, auf welchen Speichersatz von der Bild- Erzeugungseinrichtung 34 oder der Graphik-Erzeugungseinrichtung 42 zugegriffen wird.
Der Überlagerungs-Speicher 44 verfügt mit der Bild-Erzeugungseinrichtung 34 über Schnittstellen, nämlich über vier Datenlinien. Der Master-Timer 46 beaufschlagt 18 Adreßlinien und eine Ping/Pong-Linie. Die Schnittstelle mit der Graphik- Erzeugungseinrichtung 42 sind vier Datenlinien, 18 Adreßlinien, eine Lese/Schreiblinie, eine Steuerpulslinie, eine Reset-Linie und eine Daten-Gültigkeitslinie.
Der Schaltkreis der Fig. 7 zeigt die Verbindung zwischen einer Adressen- Erzeugungseinrichtung 192 und einem Landkarten-Anzeigesystem. Die Adressen- Erzeugungseinrichtung 192 ist über einen Adressen- und Daten-Bus 200 mit dem Steuerungs-Prozessor 190 verbunden. Der Bus 200 stellt Adressen- und Daten-Signale bereit und er empfängt Statusinformationen vom Cachespeicher 194, vom Bildprozessor 196 und vom Szenen-Speicher 198. Die Adressen-Erzeugungseinrichtung 192 stellt Lese- Adreßbefehle entlang der X- und Y-Koordinaten über den Bus 201 dem Cachespeicher 194 zur Verfügung. Die aus dem Cachespeicher 194 ausgelesenen Daten sind über den Datenbus 203 an den Bild-Prozessor 196 und den Überlagerungs-Prozessor 208 angeschlossen. Die Adressen-Erzeugungseinrichtung 192 stellt auch Lese-Adressen über den Bus 201 dem Bildprozessor 196 zur Verfügung. Falls der Bildprozessor 196 seinen Betrieb auf Grundlage der vom Cachespeicher 194 empfangenen Daten beendet hat, stellt er die bearbeiteten Daten über den Bus 204 dem Szenenspeicher 198 zur Verfügung. Der Szenenspeicher 198 empfängt eine Schreibe-Adresse über den Bus 205 von der Adressen- Erzeugungseinrichtung 192, und er stellt die Daten des Bild-Prozessors 196 über den Ausgangs-Bus 209 an der Adresse bereit, die durch ein Lesesignal von der Bild- Erzeugungseinrichtung 34 am Adressenbus 210 bestimmt wurde. Ein Lese- Steuerungssignal wird an der Linie 207 über die Adressen-Erzeugungseinrichtung 192 bereitgestellt, und ein Schreib-Signal wird dem Szenen-Speicher 198 über die Linie 206 bereitgestellt.
In Fig. 8 sind die strukturellen Details der Adressen-Erzeugungseinrichtung 192 in größerem Detail dargestellt. Adressen-Signale des Anzeige-Ablaufmanagers 52 werden einem Decoder 210 über einen Bus 212 zugeführt. Der Decoder 210 stellt Ausgangs- Befehle bereit, wie eine Initialisierung der X- und Y-Koordinaten-Startpunkte, des Luftfahrzeugsteuerkurses, des Zoom-Verhältnisses und der beginnenden X- und Y- Linienzählung. Die Adressen-Erzeugungseinrichtung besteht im wesentlichen aus vier Funktionsblocks: Einer Lese-Adressen-Erzeugungseinrichtung 212, einer Schreib- Adressen-Erzeugungseinrichtung 214, X- und Y-Linienzählern 216 und einem Lage- Zuordner 218. Durch den Schaltkreis 220 werden Koordinaten-Überführungs- Koeffizienten zur Gewährleistung eines oben links abgeglichenen Koordinatensystems innerhalb des absoluten Cache-Adreßraums und Rotationskoeffizienten entsprechend dem Steuerkurs des Luftfahrzeugs bereitgestellt. Diese Funktionen können, falls gewünscht, auch durch den Prozessor von allgemeinem Anwendungszweck bereitgestellt werden. Die Befehle des Decoders 210 sind mit der Lese-Adreß-Erzeugungseinrichtung 212 und der Schreib-Adreß-Erzeugungseinrichtung 214 über den Bus 216 gekoppelt. Weitere Befehle an den Lage-Zuordner 218 werden an der Linie 222 bereitgestellt. Der Linien-Zähler 216 empfängt seine Initialisierungsbefehle am Bus 224. Der funtionale Block 220, der Sinus- und Kosinus-Speicher zur Skalierung der Sinus- und Kosinus-Werte aufweist, stellt die berechneten Adreßparameter der Lese-Adreß-Erzeugungseinrichtung 212 und der Schreib- Adreß-Erzeugungseinrichtung 214 am Bus 226 bereit. Steuersignale des Lage-Zuordners 218 werden der Lese-Adreß-Erzeugungseinrichtung 212 über den Bus 228 und der Schreib-Adreß-Erzeugungseinrichtung 214 über den Bus 213 bereitgestellt. Der Linienzähler 216 ist mit der Steuerungseinrichtung 218 über Busse 232 und 234 verbunden. Die Steuereinrichtung 218 stellt ebenfalls Lese- und Schreib-Timer und Steuersignale für den Szenen-Speicher, Bildprozessor und Überlagerungs-Prozessor bereit. Die Ausgangsgröße der Lese-Adreß-Erzeugungseinrichtung 212 wird dem Cachespeicher 194 und dem Bildprozessor 196 über den Bus 201 zugeführt. Die Schreib-Adreß- Erzeugungseinrichtung 214 stellt eine Schreib-Adresse über den Bus 205 dem Szenen- Speicher 198 und dem Überlagerungs-Prozessor 208 bereit. Der Steuerungs-Prozessor stellt Datensignale über den Bus 236 dem Zähler 270, dem Lage-Zuordner 218, dem Funktionsblock 220, der Lese-Adressen-Erzeugungseinrichtung 212 und der Schreib- Adressen-Erzeugungseinrichtung 214 bereit.
Der Betrieb der Adressen-Erzeugungseinrichtung kann unter Bezugnahme auf Fig. 9 und weitere Bezugnahme auf Fig. 8 besser verstanden werden. Bei Beginn eines jeden Aktualisierungs-Zykluses, wird der Adressen-Erzeugungseinrichtung, die ihre Steuerungsparameter vom Anzeige-Ablaufmanager über den Decoder 210 empfängt, befohlen, eine Anzeigenlisten-Abtastung durchzuführen. Typischerweise werden in diesem Betriebszustand neun aufeinanderfolgende 910-Byte-Anzeigelisten, die ein Maximum von 8.192 Byte füllen, zum Überlagerungs-Prozessor überführt. Die Listen werden aufeinanderfolgend überführt und darauffolgend in aufeinanderfolgende Abschnitte im Überlagerungs-Prozessor geschrieben. Eine durch den Anzeige-Ablaufmanager bereitgestellte Startadresse stellt dem Überlagerungs-Prozessor eine Segmentmarkierung bereit, welche die zu übertragende Anzeigeliste mit dem zugeordneten Puffersegment identifizieren wird. Nachdem die Segment-Markierung dem Überlagerungs-Prozessor übergeben wurde, wird die Adressen-Erzeugungseinrichtung die Lese- und Schreib- Adressen erzeugen, um die Anzeige-Listen-Information vom Cachespeicher zum Überlagerungs-Speicher 44 zu überführen. Die Lese-Adressen-Erzeugungseinrichtungen 212 sind im wesentlichen arithmetische logische Einheiten, die nach dem Empfangen des Startpunkts, der inkrementalen Pixel-zu-Pixel-Werte und der inkrementalen Linie-zu- Liniewerte vom Funktionsblock 220 eine Serie von inkrementellen Addierungen ausführen. Die X- und Y-Startpunkte werden vom Anzeige-Ablaufmanager unter Verwendung eines normalisierten Koordinatensystems und der Luftfahrzeug-Steuerkurs- Information errechnet. Diese Anfangswerte werden dann in die entsprechenden X- und Y- Adressen-Erzeugungsschaltkreise geladen. Luftfahrzeug-Steuerkurs- und Zoom- Informationen werden ebenfalls über den Datenbus 236 der Adressen- Erzeugungseinrichtung zugeführt. Der Funktionsblock 220 umfaßt adressierbare Sinus/Kosinus-Proms's, die die Richtung des Startpunkts und des Inkrements für jede zu wiederholende Addierung bestimmen. Die Zoom-Information skaliert die Sinus/Kosinus- Werte. Der Anzeige-Ablaufmanager stellt ebenfalls X- und Y-Überführungskoeffizienten am Bus 236 bereit. Diese Koeffizienten werden zu den erzeugten Adressen addiert, um innerhalb des absoluten Cachespeicher-Adreßraums ein nach oben links abgeglichenes Koordinatensystem bereitzustellen. Die initialen X- und Y-Zeilenzähler werden auf dem Bus 236 dem Funktionsblock 220 bereitgestellt, wo diesselben bearbeitet und auf die Lese- Adreß-Erzeugungseinrichtung 212 angewendet werden. Im Anzeigelisten-Betrieb würde der X-Zähler typischerweise 256 Pixel und der Y-Zähler drei Linien umfassen. Im Landkarten Anzeige-Betrieb würde der X-Zähler typischerweise 484 Pixel und der Y-Zähler ebenfalls 484 Pixel aufweisen. Der Zähler ist eingestellt, um im Anzeigebetrieb z. B. die lineare Interpolation, hochauflösende oder geringauflösende Betriebsarten zu gewährleisten. Die X- und Y-Initialadressen werden ebenfalls in die Schreib-Adreß- Erzeugungseinrichtung 214 geladen. Die Schreib-Adreß-Erzeugungseinrichtungen umfassen Zähler, die eingesetzt werden, um dem Szenen-Speicher 26 Adressen zur Übertragung der Anzeigedaten oder dem Überlagerungs-Speicher 44 Adressen zur Übertragung der Überlagerungs-Daten bereitzustellen. Diese werden durch den Lage- Zuordner 218 direkt getaktet.
Wie oben dargestellt wurde, werden die X-Linienzähler dekrementiert, nachdem jedes Adreßpaar entlang der Abtastlinie erzeugt ist, während die Y-Linienzähler nach Beendigung einer gesamten Abtastlinie dekrementiert werden. Die Ausgangsgrößen der X- und Y-Zähler stellen ein Signal bereit, welches anzeigt, ob eine Block-Übertragung vollendet ist. Im Landkarten-Betrieb werden die Zähler geladen, um die zusätzlichen Schritte in Erwägung zu ziehen, die benötigt werden, um die vier Punkte für die bilineare Interpolation zu finden.
Der Lage-Zuordner stellt der Adressen-Erzeugungseinrichtung alle notwendigen Steuerungssignale und Takte bereit, die für deren Betrieb während der unterschiedlichen Betriebsarten benötigt werden. Nachdem der Anzeige-Ablaufmanager die Adressen- Erzeugungseinrichtung mit den notwendigen Initialisierungs- und Steuerungs-Parametern versorgt hat, startet sie den Zuordner. Der Zuordner stellt dann die erforderlichen internen Steuerungssignale auf Grundlage seiner gemultiplexten Eingangsgrößen bereit, um die Adressen und Ausgangs-Steuerungs-Signale zu erzeugen, die für den Betrieb notwendig sind, den der Anzeige-Ablaufmanager in den Decoder der Adressen- Erzeugungseinrichtung geladen hat. Der Lage-Zuordner stellt dem Bildprozessor Steuerungssignale bereit zur Verwendung in dessen bilinearem Interpolationsschaltkreis, ebenso Taktsignale für den Cache- und Szenen-Speicher, um Daten zu lesen oder zu schreiben, Steuerungssignale für den Überlagerungs-Prozessor zur Übertragung von Anzeigelisten und Taktsignale für den Bild-Prozessor und Überlagerungsprozessor. Die vielfachen Eingangsgrößen schließen X-Bewerkstelligung, Y-Bewerkstelligung, bilineare Bewerkstelligung, letzte Linie, bewerkstelligte Adressenerzeugung und andere Signale ein.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 liest die Adressen-Erzeugungseinrichtung nach der Initialisierung (300), eine initiale X-, Y-Segmentmarkierung (304) in den Cachespeicher ein. Dieser wendet dann eine Schreibadresse (306) auf den Überlagerungs-Prozessor an und stellt ein Tastsignal (308) bereit, welches für den Überlagerungs-Prozessor die Segmentmarkierung identifiziert. Der X-,Y-Zähler wird in einer Verriegelung (310) gespeichert, und der X-Zähler wird bei eins (312) dekrementiert. Die X-Schreibadresse wird dann inkrementiert (314) und eine Schreibadresse wird dem Überlagerungs-Prozessor (316) zugeführt. Die korrespondierende Leseadresse wird dann dem Cachespeicher zugeführt, um die hierin gespeicherten Listendaten (318) zu extrahieren. Die Listendaten werden dann abgetastet und dem Überlagerungs-Prozessor (320) zugeführt. Der X-Zähler wird dann gegenüber der vorbestimmten Zahl von Pixeln je Linie getestet (322). Falls der X-Zähler nicht hiermit übereinstimmt, wird die Lese-Adresse erneut inkrementiert (324) und der Zyklus wird wiederholt. Falls die X-Zählung beendet ist, bedeutet dies, daß eine komplette Linie abgetastet wurde, und der Y-Zähler wird dekrementiert, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist (326). Das X-Register wird dann für eine neue Zählung (328) gelöscht. Der Y-Zähler wird dann getestet (330), und die Y-Leseadresse wird, falls die Zählung nicht beendet wurde, inkrementiert und eine neue Adresse in die Lese-Erzeugungseinrichtung (332) gespeichert. Der Zyklus wiederholt sich, wie in Fig. 9 dargestellt ist, bis die X- und Y-Zählung vollendet wurden (334).
Nachdem die Adressen-Erzeugungseinrichtung alle erforderlichen Anzeigelisten- Informationen dem Überlagerungs-Prozessor übertragen hat, wird befohlen werden, die Gebiets- oder Landkarten-Daten, die in den Puffersegmenten enthalten sind, dem Szenen- Speicher über den Bildprozessor in einer ähnlichen Art und Weise zu übertragen. Die Landkarten-Daten werden durch den Bildprozessor bearbeitet, um zu gewährleisten, daß die Daten in den Szenen-Speicher geschrieben werden. Im Landkarten-Betriebsmodus werden die durch den Anzeige-Ablaufmanager erzeugten fraktionierten X- und Y-Adreßbits dem Bildprozessor weitergeleitet, um im bilinearen Interpolationsschaltkreis verwendet zu werden.
In Fig. 10 ist ein vereinfachtes funktionales Blockdiagramm der Graphik- Erzeugungseinrichtung 42 dargestellt, mit Hilfe derer simultan eine Anzeige graphischer Abbildungen in Vektorform und Rasterform zusammen mit Landkarten-Daten erzeugt werden kann. Die Graphik-Erzeugungseinrichtung 42 umfaßt einen X-Ablenkungs- Akkumulator 402 und einen Y-Ablenkungs-Akkumulator 404, welche auf Ablenkungssignale Antworten, die Abweichungen vom Ursprung entlang der X- und Y-Koordinatenachsen entsprechen, um ein im wesentlichen lineares digitales Ausgangssignal bereitzustellen, welches einem gewünschten graphischen Symbol entspricht, das der Anzeige zu überlagern ist. Ein brauchbarer Ablenkungs-Akkumulator ist in US-A-4,481,605 gezeigt.
Die Ablenkungs-Akkumulatoren werden durch die Ausgangsgrößen eines Mikroprozessors 406 gesteuert, um Signale bereitzustellen, die verschiedenen Symbolen und Eigenschaften entsprechen, welche während des Flugs angezeigt werden sollen. Daten, die sich auf die Identifikation der unterschiedlichen Symbole und Zeichen beziehen, sind in einem digitalen Speicher 408 gespeichert, der durch eine Eingabe/Ausgabe-Steuerung 410 geladen wird. Die Eingabe/Ausgabe-Steuerung 410 empfängt Daten- und Adreß-Signale vom Überlagerungs-Prozessor 40, und sie empfängt ein 15MHz-Taktsignal vom Master- Timer 46. Ein Speicher-Überwacher 412 erlaubt den sequentiellen Zugriff auf den Speicher 408 durch die Eingabe-Ausgabe-Steuerung 410 und den Prozessor 406. Ein Mikroprozessor 418 ist mit einem kartierten PROM 414 verbunden, welches eine Look-Up-Tabelle von Startadressen im Steuerungs-Speicher 416 aufweist, und zwar für jede mikrocodierte Routine, die einen Graphikbefehl ausführt. Diese Startadressen werden einem Zuordner 418 zugeführt in Synchronität mit einem Zuordner, der durch den Mikrocode veranlaßt wird, auf die Adresse beim Eingang des Zuordners 420 zu springen. Der Prozessor 406 wird durch Routinen gesteuert, die im Steuerungs-Speicher 416 gespeichert sind, und der Ablauf der Routinen wird durch den Zuordner 418 gesteuert.
Die Ausgangsgrößen des Prozessors 406 liegen in Form einfacher Befehle vor, wie polarer Vektor, Tangentenvektor, rechtwinkliger Vektor und Drehen. Bei der Ausführung eines Tangenten und Polar-Vektors werden inkrementelle Verschiebungen der angezeigten Pixel aus einer trigonometrischen Look-Up-Tabelle 422 erzielt. Während Nachführungen und rechtwinkliger Vektoren werden die Daten vom Prozessor 406 übernommen. Diese Werte werden den Eingängen der Ablenkungs-Akkumulatoren 402 und 404 zugeführt.
Die Bild-Steuerung 424 ist mit Steuerungsdaten geladen, die die Art des Graphik-Betriebs spezifizieren, der mit den entsprechenden Daten, die in den Ablenkungs-Akkumulatoren 402 und 404 geladen sind, durchzuführen ist. Farbwerte werden durch eine Look-Up- Tabelle innerhalb der Bildsteuerung 424 bestimmt, um Farbe und Intensitätspegel zu bestimmen, oder das Bild kann an vorbestimmten Vektoren ausgeblendet sein.
Beim Betrieb liegt die wichtigste Aufgabe der Graphik-Erzeugungseinrichtung 42 darin, die Farb-Rastersymbolik und die Gebietseigenschaften zu erzeugen, die auf die Landkarten-Anzeige eingeblendet werden sollen. Der Typ der Symbolik und seine Plazierung auf der Landkarte werden in den Speicher 408 durch den Überlagerungs- Prozessor 40 am Adreß-Bus 426 und Daten-Bus 428 geladen, durch einen festgesetzten Satz zwischengeschalteter Graphikbefehle. Diese Befehle werden dann durchgeführt, um die Überlagerungs-Informationen im Überlagerungs-Speicher 44 zu erzeugen, nämlich unter Verwendung von Vektor-Graphik-Techniken zur Erzeugung von Punkten, Linien und Zeichen.
Die Graphik-Erzeugungseinrichtung 42 kann als aus zwei Untersystemen bestehend angesehen werden: Einem Anweisungs-Prozessor und einer Vektor- Erzeugungseinrichtung. Das durch die Vektor-Erzeugungseinrichtung erzeugte grundlegende graphische Element ist eine Linie von Pixeln. Diese Linie kann verschoben, gedreht und verknüpft werden. Vektoren unterschiedlicher Längen und Winkel können kombiniert werden, um die gewünschte Überlagerungs-Symbolik zu erzeugen.
Die Graphik-Anweisungen werden durch die Eingabe/Ausgabe-Steuerung 410 vom Überlagerungs-Prozessor 40 empfangen und im digitalen Speicher 408 gespeichert. In den Speicher wird ein Schriftzeichen-Definitions-Code geladen, der die alphanumerischen Zeichen und Gebiets-Eigenschaften definiert. Jedes Schriftzeichen-Symbol ist eine Graphikroutine entweder aus polaren Vektor- oder Tangenten-Vektor-Befehlen. Ein Betriebsprogramm ist ebenfalls in den Speicher geladen, welches die Erzeugung der gewünschten Überlagerungs-Symbolik steuert. Dieses Programm wird für jeden Anzeigerahmen aktualisiert. Ein zusätzlicher Speicherraum ist für die Befehlsbearbeitung reserviert.
Nachdem ein Startsignal empfangen wurde, welches einen neuen Betriebszyklus veranlaßt, wird die Bildsteuerung 224 mit einer gewünschten Betriebsart geladen. Der Prozessor schreibt dann einfache Vektoranweisungen in den Prozessor 406 zur Übertragung von Daten in die X- und Y-Ablenkungs-Akkumulatoren. Diese Akkumulatoren schreiben dann die gewünschten Vektormuster in den Überlagerungs-Speicher 44 in inkrementelle X- und Y-Datenbits. Eine Vielzahl von Datenworten können in den Akkumulatoren und der Bildsteuerung zur sequentiellen Ausführung gespeichert sein. Die Farb-Look-Up-Tabelle in der Bildsteuerung 424 ist durch den Überlagerungs-Prozessor 40 programmiert.
Die Graphik-Erzeugungseinrichtung benutzt ein standardisiertes kartesisches Koordinatensystem mit horizontaler X-Achse und und vertikaler Y-Achse als Referenz für die Positionierung der Symbolik auf der Landkarten-Anzeige. Ein Graphikbefehl ist implementiert, der die Spezifikation des Koordinatenursprungs überall innerhalb der Bild- Speicherebene erlaubt.
Die Eingabe/Ausgabe-Steuerung 410 erzeugt ein Überlagerungs-Speicher-Lesesignal 430, falls Daten vom Überlagerungs-Speicher zum Anweisungs-Prozessor übertragen werden müssen. Ein Überlagerungs-Speicher-Schreibbefehl wird von der Bildsteuerung 424 erzeugt, falls Daten von der Vektor-Erzeugungseinrichtung zum Überlagerungs-Speicher zu übertragen sind.
Die spezielle Speicherbank, auf die geschrieben oder von der gelesen werden soll, wird durch die PI/PO-Auswahllinie bestimmt, die vom Master-Timer 46 herrührt.
Die Bild-Erzeugungseinrichtung gewährleistet die Überführung digitaler Anzeigedaten des Anzeige-Speichers und der Bild-Synchronisationssignale des Master-Timers in Analogsignale des RS-170A-Typs.
Ein Blockdiagramm der Bild-Erzeugungseinrichtung 34 ist in Fig. 11 gezeigt. Szenen- Speicher-Daten (8 Bits) und Überlagerungs-Speicher-Daten (4 Bits) und der Pixel-Takter sind in vier Verriegelungen 450 und 452 verriegelt. Der Pixel-Takter befindet sich bei einer vorbestimmten Pixelrate. Der Szenen-Speicher arbeitet entweder in einer 282- oder 484-Zeilen-Betriebsart. Die 242-Zeilen-Betriebsart ist in einer Art und Weise synchronisiert, daß Daten des Szenen-Speichers verriegelt werden, wenn Daten des Überlagerungs-Speichers an derselben Adresse verriegelt sind, während beide Speicher nachfolgend gelesen werden. In dieser Art und Weise werden Szenen-Speicher-Daten in jeder anderen Adresse verriegelt. Das gesamte Timing wird durch den Master-Timer 46 digital erzeugt. Dies schließt die Pixel-Taktung, horizontale Ablenksignale und ein Komposit-Synchronisationssignal ein.
Die Ausgangsgröße der Szenen-Speicher-Verriegelung 450 wird über einen 8-Bit-Bus 454 Farb-Umwandlungs-PROM's 456, 458, 460 und 462 zugeführt. Die PROM's sind als 8-Bit-Farb- oder Monochron-Look-Up-Tabellen ausgestaltet, in welchen vorbestimmte Bereiche von Farbwerten und Intensitäten codiert sind, um Grundfarben Rot-, Blau- und Grün-Komponenten oder eine monochromatische Ausgangsgröße in digitaler Form bereitzustellen. Die Farb- und Monochrom-Datenkonvertierung ist in 16K · 8 RAM's implementiert und wird durch einen Prozessor 50 geladen, und zwar veranlaßt durch eine 16-Bit-Adreßlinie 464, 16-Bit-Datenlinie 466 und eine Daten-Bus-Schnittstelle 468. Ein Speicher-Schreibsignal am Bus 470 gewährleistet eine Ladung der RAM-Look-Up- Tabellen über den Bus 472. Jedes RAM verfügt über 8 Bits, so daß der Prozessor zwei Farben simultan lädt. Rot und Blau werden zu einer Zeit geladen, ebenso wie das Grün und Monochrom. Dies erlaubt ein Laden der Look-Up-Tabellen zweimal so schnell, als ob jede Farbe getrennt geladen würde. Ein Landkarten-Befähigungssignal wird durch die Verriegelung 452 zu den Look-Up-Tabellen 456, 458, 460 und 462 geführt. Dieses Signal wird verwendet, um Daten aus dem Überlagerungs-Speicher anzuzeigen, während Daten aus dem Szenen-Speicher nicht angezeigt werden. Die Ausgangsgröße einer jeden der Rot-, Blau-, Grün- und Monochrom-RAM's wird über einen entsprechenden 8-Bit-Bus entsprechenden Digital/Analog-Umwandlern (DAC) zugeführt. Die DAC's 474, 476, 478 und 480 wandeln digitale Eingangsgrößen in analoge Ausgangsgrößen um. Der Pixeltakt 1 wird über den Bus 482 ebenfalls den DAC's zugeführt.
Falls die monochromatische Betriebsart ausgewählt ist, werden DAC 474 und 476 durch ein Blank-1-Signal deaktiviert. Das Blank-1-Signal wird angewendet, falls das Bild hinsichtlich Rot- und Blau-Ausgangsgrößen, hinsichtlich vertikaler und horizontaler Synchronisation, Bilddeaktivierung, monochromatischer Betriebsart und Linienbildverschiebung ausgeblendet werden soll. Das Blank-2-Signal wird nur dem DAC 470 und 480 zugeführt, die monochromatische Betriebsart hat jedoch auf dieses Signal keine Auswirkung. Die Rot- und Blau-DAC's benutzen gegenüber den Grün- und Monochrom-DAC's ein unterschiedliches Blanksignal, infolge der Tatsache, daß Rot- und Blau im monochromatischen Betrieb stets ausgeblendet werden muß. Das monochromatische Signal wird auf den Grün-DAC 478 über einen Multiplexer 484 angewendet, der in Serie mit der Grün-Look-Up-Tabelle 460 geschaltet ist. Ein Synchronisationssignal wird lediglich auf die Grün- und Monochrom-DAC's angewendet.
Die analogen Farb-Ausgangsgrößen werden jede zu einem Puffer geführt. Die Puffer 486, 488, 490 und 492 sind an entsprechende Eingänge 36 der CRT-Anzeige 38 angeschlossen.
Die CRT 38 kann eine vielfarbige Kathodenstrahlröhre aufweisen. Jeder Puffer ist angeschlossen, um eine rote, grüne und blaue Anode anzutreiben oder ein monochromatisches Signal bereitzustellen.
Die Disk-Schnittstellen-Steuerungseinrichtung 20 arbeitet als Massendaten- Steuereinrichtung, um Landkarten-Datensignale und Überlagerungs-Datensignale aus der Massenspeicher-Einheit 10 in den Cachespeicher 24 zu laden. Er umfaßt eine faseroptische Schnittstelle 21 und eine Disk-Steuereinheit 20. Die faseroptische Schnittstelle 21 umfaßt einen Umwandlungs-Schaltkreis von Optik auf Elektrik und einen Umwandlungsschaltkreis von Elektrik auf Optik, einen Datenwandler zur Wandlung von parallel in seriell und eine Steuereinheit. Die Disk-Schnittstellen-Steuereinheit 20 umfaßt einen Timer und einen Disk-Lese/Schreib-Befehlsspeicher, wobei er die empfangenen seriellen Signale in eine parallele Form wandelt.
Im Betrieb empfängt die Disk-Steuereinheit 20 Befehle vom Anzeige-Ablaufmanager 52 über den Bus 51. Diese Anweisungen veranlassen eine Block-Daten-Übertragung zum oder von der digitalen Speichereinheit 10. Die Anweisungen definieren den Ort der erforderten Daten auf der optischen Disk 12 und die Anzahl der erforderten Datenblocks. Falls der Datentransfer komplett ist, signalisiert dies die Steuereinheit 20 dem Anzeige- Ablaufmanager 52 und er wartet auf weitere Anweisungen. Der Timer steuert den Bus 22, der ein synchroner Zeit-Teilungs-Multiplexbus ist.
Die faseroptischen Umwandlungsschaltkreise konvertieren optische Signale in digitale TTL-Signale und umgekehrt.
Der Master-Timer 46 stellt eine allgemeine Zeitbasis zur Erzeugung aller Taktsignale zur Erzeugung des zusammengesetzten Bildsignals bereit. Der Master-Timer 46 erzeugt ein Taktsignal, welches bei der Pixelrate von 9,26 MHz liegt. Er sorgt des weiteren für horizontales und vertikales Ausblenden, horizontale und vertikale Synchronisation, und er erzeugt sequentielle Adressen, die der Synchronisation der Abtastung von Informationen dienen, welche im Szenen- und Überlagerungs-Speicher zur Gewinnung von Pixeldaten gespeichert sind. Horizontale und vertikale Schiebesignale werden erzeugt, um ein aktives Fenster einer Zeilen-Bildanzeige zu erzeugen.
Der Timer unterstützt zwei Anzeigearten: 525 Linien bei einer 60Hz-Rate und 625-Linien bei einer 50Hz-Rate, beide unterstützen eine 2 : 1-Schnittstelle. Vorzugsweise sind 484 anzeigbare Pixel pro Linie vorgesehen, die Szenen-Speicher-Daten können jedoch auch bei einer Rate von 242 Pixeln pro Linie ausgelesen werden, die als 484 Pixel pro Linie angezeigt werden, wobei jedes Pixel zweifach gelesen wird.
Horizontales und vertikales Ausblenden und Synchronisationspulse werden in Übereinstimmung mit dem EIA RS-170A-Standard erzeugt, der im Stand der Technik hinreichend bekannt ist und auf den hier Bezug genommen wird. Vorzugsweise werden alle Signale ausgehend von einer gemeinsamen Zeitbasis erzeugt, um eine absolut relative Beziehung zu gewährleisten.
Gemäß Fig. 12, in der Taktsignale ohne Maßstab dargestellt sind, um die Struktur klar zu zeigen, wird im Betrieb eine Folge von Pixelpulsen 502 bei 9,6 MHz erzeugt, was in einer Pulsdauer von 108 ns resultiert. Ein horizontales Abtastsignal führt die Rate zwischen aufeinanderfolgenden Linien der Anzeige ein, und diese liegt typischerweise in einer Größenordnung von 15,750 Hz für eine 525-Linienanzeige. Dies ergibt ein Zeitintervall 504 zwischen dem Ende einer Rasterlinie und dem Ende der nächsten einschließlich eine Rücklaufzeit von 63,5 Mikrosekunden.
Die beiden Speicher sind synchron mit den Pixel-Taktpulsen adressiert, wie dies die Wellenform 506 zeigt. Die horizontale Abtastung wird während des Rücklaufs durch einen Ausblendpuls 508 ausgeblendet. Ein horizontaler Synchronisationspuls 512 wird während des Ausblendintervalls zur Synchronisierung der horizontalen Abtastschaltkreise in konventioneller Art und Weise erzeugt. Die horizontalen Linienbildsignale sind variabel, abhängig von der Breite des anzuzeigenden Fensters, was hier nicht gezeigt ist. Die vertikalen Signale werden in ähnlicher Art und Weise mit einer Rate von 60Hz über 50Hz erzeugt.
Fig. 13 zeigt entsprechende vertikale Ausblend- und Synchronisations-Signale für eine 20Hz-Rahmenrate, um die Szenen- und Überlagerungs-Speicher zu laden und zu lesen, wobei jeder Rahmen 50 ms dauert. Jedes Feld dauert 16,67 ms, wobei drei Felder einen Rahmen erzeugen. Das Ping-Pong-Auswahlsignal PI/PO wechselt zwischen einem logischen Hochpegel und einem logischen Tiefpegel für aufeinanderfolgende Rahmen.
Falls PI hoch ist, adressiert und schreibt der Timer Pixel in die PI-Speicher, und er liest Daten aus, die zuvor in den PO-Speichern gespeichert wurden. Falls PO niedrig ist, liest der Timer die in den PI-Speichern gespeicherten Daten aus, und er überschreibt neue Pixeldaten in die PO-Speicher.

Claims

1. Digitale Landkarten-Anzeigevorrichtung für gegebene Flugzeugtypen, wobei die Vorrichtung umfaßt:

einen Flugmissions-Computer zur Erzeugung digitaler Signale, die die gegenwärtigen geographischen Längen- und Breiten-Koordinatenpositionen des Flugzeugs wiedergeben, zur Erzeugung eines Steuerkurs-Signals, das die Winkelrichtung der Bewegung wiedergibt, und zur Erzeugung von Signalen, die Landkartendaten und Graphikdaten entsprechen;

eine Massenspeicher-Einheit (10) zur Speicherung der Landkartendaten-Signale in digitaler Form, die einem durch das Flugzeug überflogenen Landkarten-Territorium entsprechen, und zur Bereitstellung von sich hierauf beziehenden Landkartendaten- Signalen, und zur Speicherung von Überlagerungsdaten in digitaler Form, die graphische Information wiedergeben, welche in die Landkartendaten eingeblendet werden sollen, und zur Bereitstellung von sich hierauf beziehenden Überlagerungsdaten-Signalen;

eine Massendaten-Steuereinrichtung (20) zum Herausziehen der Landkartendaten- Signale oder der Überlagerungsdaten-Signale aus der Massenspeicher-Einheit (10) und zur Bereitstellung periodisch aktualisierter Abbildungen;

eine erste Steuer-Prozessoreinrichtung (50), die auf die durch den Flugmissions- Computer erzeugten Signale anspricht und die Statussignale an den Flugmissions- Computer überträgt und die weiterhin Anzeigen-Modusbefehle und Massenspeicher- Steuerdaten bereitstellt;

eine zweite Steuer-Prozessoreinrichtung (52), die auf die erste Steuer- Prozessoreinrichtung (50) anspricht, zur Wiedergewinnung der Landkartendaten- und Überlagerungsdaten-Signale aus der Massenspeicher-Einheit (10) in Übereinstimmung mit der Koordinatenposition des Flugzeugs, und zur Bereitstellung von Steuersignalen zur periodischen Speicherung der aktualisierten Abbildungen, die von der Massenspeicher-Einheit empfangen werden;

eine Adressen-Erzeugungseinrichtung (58), die auf Steuersignale der zweiten Steuer- Prozessoreinrichtung (52) anspricht, um die Landkartendaten und Überlagerungsdaten zu lesen und herauszuziehen und um die Daten in Form von anzeigbaren Pixeln zu ersten oder zweiten Speichereinrichtungen (26, 44) zu übertragen, wobei die beiden Speicher als Ping-Pong-Speicher ausgebildet sind, und wobei ein Bereich aktualisiert wird, während der zweite Bereich ausgelesen wird;

eine Bild-Erzeugungseinrichtung (34), die auf digitale Ausgangsgrößen der ersten und zweiten Speichereinrichtungen (26, 44) anspricht, um die Landkartendaten- Pixelsignale und die Überlagerungsdaten-Pixelsignale in anzeigbare Signale zu konvertieren, die in Farbe oder monochromatischer Form anzeigbar sind, und

eine Anzeigeeinrichtung (38), die mit der Bild-Erzeugungseinrichtung (34) verbunden ist und die auf die Landkartendaten- und Überlagerungsdaten-Pixelsignale sowie auf eine Taktsignalquelle (46) anspricht, um eine anzeigbare Abbildung mit einer vorgegebenen Bildfrequenz bereitzustellen, wobei die Abbildung zumindest einem Bereich des gesamten Landkarten-Territoriums entspricht, gekennzeichnet durch:

eine Cachespeicher-Einrichtung (24), die mit der Massendaten-Steuereinrichtung (20) und der Adressen-Erzeugungseinrichtung (58) verbunden ist, um digitale Abbildungen elektronisch zu speichern, die einem Bereich des gesamten von dem Flugzeug überflogenen und das Flugzeug umgebenden Landkarten-Territoriums entsprechen, wobei die Cachespeicher-Einrichtung eine Matrix von Speichersegmenten (M1- M16) umfaßt und die Zahl der Speichersegmente im wesentlichen geringer ist als die Anzahl der Segmente, die benötigt wird, um eine Abbildung des gesamten Landkartenterritoriums zu speichern, und die größer ist als die Anzahl, die benötigt wird, um eine Abbildung des Bereichs der kompletten Landkarte für jede Ausrichtung des Flugzeugs zu speichern, wobei die zusätzlichen Segmente benötigt werden, um sicherzustellen, daß ausreichend Cachespeicher vorhanden ist, um die Anzeige zu unterstützen, wenn die Anzeige gedreht wird gemäß einer gewählten Winkelrichtung der Bewegung, wobei jedes dieser Segmente entlang vorgegebener X-, Y-Koordinaten entsprechend der geographischen Breite und Länge des kompletten Landkartenterritoriums beliebig lageprogrammierbar ist, und die auf eine Einrichtung ansprechen, welche die Positionen in einem vorgegebenen physikalischen Adreßraum dynamisch neu adressiert unter Berücksichtigung der Änderungen in der Koordinatenposition und der Orientierung des Flugzeugs, wobei die Speichersegmente (M1-M16) in einem logischen kartesischen Koordinatensystem konfiguriert sind, welches dem Bereich des kompletten Landkartenterritoriums entspricht, wobei jedes Segment eine Vielzahl von Speicherelementen (80-84; 86-90) umfaßt und jedes der Speicherelemente wenigstens ein Bit der digitalen Landkartendaten speichert und wobei jeder Speicherort eine korrespondierende Adresse aufweist, und wobei weiterhin eine Segment-Landkarteneinrichtung (72) vorgesehen ist, die auf Adreßbefehle anspricht zur Speicherung einer Adresse, die den Ort eines jeden Segments innerhalb des physikalischen Adreßraums und die den Ort jedes Speicherelements innerhalb eines Segments wiedergibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherelemente (80, 82, 84) der Speicherung graphischer Abbildungen zur Überlagerung der Bereiche dienen, wobei einige der Speicherelemente wenigstens ein Bit der Überlagerungsdaten speichern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Cachespeicher-Einrichtung (24) weiterhin eine nxm-Matrix von Puffersegmenten aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Segment-Landkarteneinrichtung ein zugeordnetes Landkarten-Register aufweist, welches durch die zweite Steuer-Prozessoreinrichtung (52) programmierbar ist und welches eine zweidimensionale Adresse aufweist zur Bestimmung, wo ein zugeordnetes Puffersegment innerhalb des physikalischen Adreßraums gespeichert ist und auf welche Adresse das Segment ansprechen wird, wobei einige der Segmente an einer beliebigen Stelle innerhalb des physikalischen Adreßraums durch Programmieren des zugeordneten Registers abgebildet sein können.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Daten zu den Puffersegmenten übertragen werden mit wenigstens einem Segment zu einer Zeit, und daß ein Segment von Datenbits zur Aktualisierung der ersten oder zweiten Speichereinrichtung (26, 44) sequentiell über eine Vielzahl der Segmente abgetastet wird, die in logisch zusammenhängender Weise in bezug auf den physikalischen Adreßraum organisiert sind, jedoch nicht notwendigerweise zusammenhängend innerhalb der nxm-Matrix.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Daten von der Massenspeicher-Einheit (10) zu den Puffersegmenten übertragen werden zur Aktualisierung der Cachespeicher-Einrichtung (24), und daß eine vorgegebene Anzahl von Puffersegmenten in einer einzigen Speicherebene angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Puffersegmente in einer Vielzahl von parallelen Abbildungsebenen mit in jeder Ebene zueinander korrespondierenden Speicherelementen angeordnet sind, wobei die korrespondierenden Speicherelemente in jede Ebene diesselbe Adresse aufweisen zur gemeinsamen Speicherung eines digitalen Worts, welches der Farbe und Intensität eines angezeigten Pixels entspricht, und wobei die Bild- Erzeugungseinrichtung (34) weiterhin eine Decodereinrichtung aufweist, die auf das digitale Wort bei der Speicherung in der ersten und zweiten Speichereinrichtung, auf den Pixel-Taktgeber und auf Bildzeilen-Taktsignale zur Erzeugung analoger Pixelsignale in Übereinstimmung hiermit anspricht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, die weiterhin eine Bild-Prozessoreinrichtung (30) aufweist, gekennzeichnet durch:

lineare Eigenschafts-Erzeugungseinrichtungen (122, 124, 126, 128), die auf Adreßsignale und Datensignale der Überlagerungs-Prozessoreinrichtung (40) ansprechen, die anzeigbaren Speicherstellen in den zweiten Speichereinrichtungen (44) entsprechen, zur selektiven Bereitstellung linearer Eigenschaftssignale von vorgegebenen Farbwerten,

eine Sonnenwinkelschattierungs-Erzeugungseinrichtung (132), die auf Steuer- und Datensignale der Cachespeichereinrichtung (24) anspricht, um eine vorgegebene Reflexionskraft-Landkarte auszuwählen und um bei einer gegebenen Erhöhung korrespondierend zu vorgegebenen Werten des Sonnen-Azimuts, des Sonnen-Zeniths und des Flugzeug-Steuerkurses einen vorgegebenen Wert der Farbintensität bereitzustellen;

eine Farbband-Speichereinrichtung (134), die auf Geländeerhebungs-Werte, auf anzeigbare Speicherstellen zur Bereitstellung von Farbtönen, die Bänder von vorgegebenen Farben bei einem gegebenen Umfang der Erhebung definieren, und auf die Flugzeughöhe zur Gewährleistung weiterer Farbtöne, die der Differenz zwischen der Geländeerhebung und der Flugzeughöhe entsprechen, anspricht,

eine Einrichtung (136) zur Kombinierung der Farbtöne in den Farbbändern oder der weiteren Farbtöne mit Werten der Farbintensität bei einer entsprechenden Erhebung und anzeigbaren Speicherstellen, um modifizierte Farbwerte im Grundfarben-Format abzuleiten,

eine Einrichtung (138), die auf die modifizierten Farbwerte und auf Erhebungs- Differenzen einer Ganzzahligen Xi, Yj-Speicherstelle und einer Nicht-Ganzzahligen X,Y-Speicherstelle der anzeigbaren Speicherstelle anspricht, um ein Farbgemisch in einer Grundfarbwertform abzuleiten,

eine Einrichtung (140), die auf die Erhebungsdifferenzen anspricht, um einen diesbezüglichen Durchschnittswert abzuleiten, eine Einrichtung (142) zum Vergleichen des Durchschnitts-Erhebungswerts mit einer Tabelle von vorbestimmten Erhebungswerten, und eine Einrichtung (144) zur Bereitstellung eines sich ergebenden Farbwert-Ausgangssignals, welches einer vorgegebenen Erhebung entspricht, wenn wenigstens ein Paar von zu vergleichenden Werten zusammenfällt, wobei die Ausgangsgröße zu einem Wechsel in einem Erhebungswert korrespondiert, und eine Einrichtung (146) zur selektiven Anwendung der Farbzusammensetzung und des Ergebnis-Farbwerts, um einen begrenzten Bereich von Farbwerten entsprechend benachbarter Erhebungen abzuleiten und um die ausgewählten Farbwerte an die zweiten Speichereinrichtungen anzulegen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bild- Prozessor-Einrichtung (30) weiterhin eine Einrichtung (142) umfaßt, die auf die Steuersignale der ersten Steuer-Prozessoreinrichtungen (50) anspricht, um eine Konturlinie anzuzeigen, die dem Ergebnis-Farbwert bei einer Vielzahl benachbarter Speicherstellen bei einer vorgegebenen Erhebung entspricht, und um ein Signal auszublenden, welches der Farbzusammensetzung entspricht, wenn die Nicht- Ganzzahlige X,Y-Koordinaten-Speicherstelle mit der vorgegebenen Erhebung zusammenfällt, und um die Konturlinie auszublenden und die Farbzusammensetzung anzuzeigen, wenn die Nicht-Ganzzahlige Speicherstelle und der gegebene Erhebungswert nicht zusammenfallen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichet, daß die linearen Eigenschafts-Erzeugungseinrichtungen weiterhin aufweisen:

Code-Buch-Einrichtungen (124) zur Speicherung linearer Eigenschaftsdaten in digitaler Form, wobei die Code-Buch-Einrichtungen eine Vielzahl von adressierbaren Speicherplätzen aufweisen, wobei jeder der Speicherplätze ein Bit der digitalen Daten speichert, wobei weiterhin die Code-Buch-Einrichtungen mit der Überlagerungs- Prozessoreinrichtung (40) verbunden sind, um die linearen Eigenschaftsdaten zu empfangen und darin zu speichern, wobei die gespeicherten Daten auf die Aktualisierung der Cachespeicher-Einrichtung (24) durch die Massendaten- Steuereinrichtung (20) ansprechen, wobei die gespeicherten Daten einer Vielzahl von auswählbaren linearen Eigenschaften entsprechen, und wobei die gespeicherten Daten auf Befehlssignale der Überlagerungs-Prozessoreinrichtung ansprechen, um einige der vorbestimmten linearen Eigenschaften auszuwählen,

erste Schalteinrichtungen (122), die auf Befehlssignale der Cachespeicher-Einrichtung ansprechen, um einige der vorbestimmten linearen Eigenschaften in Übereinstimmung mit einigen der Speichersegmente der Cachespeicher-Einrichtung auszuwählen, und die weiterhin auf Befehlssignale zum Auswählen vorbestimmter Gruppen der vorbestimmten linearen Eigenschaften ansprechen,

zweite Schalteinrichtungen (126), die auf die Befehlssignale der ersten Steuer- Prozessoreinrichtung ansprechen, um einige der linearen Eigenschaften selektiv freizugeben oder zu sperren, und

lineare Eigenschafts-Speichereinrichtungen (128) zum Empfangen der ausgewählten linearen Eigenschaften und der Farbbefehlssignale von der ersten Steuer- Prozessoreinrichtung, um ein lineares Eigenschafts-Farb-Ausgangssignal den ersten Speichereinrichtungen bereitzustellen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressen-Erzeugungseinrichtung weiterhin aufweist:

eine Decoder-Einrichtung (210), die auf Adreßsignale der zweiten Steuer- Prozessoreinrichtung (52) anspricht, um Initialisierungs-Befehle selektiv bereitzustellen,

eine X-Lese-Adressen-Erzeugungseinrichtung (212), die auf die Befehlssignale der Detektor-Einrichtung (210), auf die Datensignale der zweiten Steuer- Prozessoreinrichtung (52), und auf eine Quelle sequentieller Steuersignale zur Bereitstellung eines X-Lese-Adressensignals anspricht, welches einer Vielzahl von sequentiellen X-Koordinaten-Pixel-Speicherplätzen entspricht,

eine Y-Lese-Adressen-Erzeugungseinrichtung (212), die auf die Befehlssignale der Detektor-Einrichtung (210) und auf die Datensignale der zweiten Steuer-Prozessor- Einrichtung (52) zur Erzeugung eines Y-Leseadressensignals anspricht, welches einer Vielzahl von sequentiellen Y-Koordinaten-Pixel-Speicherplätzen entspricht, eine Einrichtung (201) zum Einlesen der X,Y-Lese-Adressensignale in die Cachespeicher-Einrichtung (24) und zum Ableiten von Pixelsignalen hieraus, die den Landkartendaten oder den Überlagerungsdaten entsprechen,

eine Einrichtung (224), die auf die Befehlssignale, Steuersignale und Datensignale anspricht, um eine zu der X-Lese-Adresse korrespondierende X-Schreib-Adresse zu erzeugen,

eine Einrichtung (224), die auf die Befehlssignale, Steuersignale und Datensignale anspricht, um eine zu der Y-Lese-Adresse korrespondierende Y-Schreib-Adresse zu erzeugen,

eine Zeilen-Zähleinrichtung (216) zur Erzeugung sequentieller Statussignale, die einer Fertigstellung einer X-Zählung entsprechend einer vorbestimmten Anzahl von Pixeln in der X-Koordinatenrichtung und einer Fertigstellung einer Y-Zählung entsprechend einer vorbestimmten Anzahl von Pixeln in der Y-Koodinaten-Richtung entsprechen, wobei die Fertigstellung der X- und Y-Zählung einem Datenblock entspricht, und eine Status-Datenzuordnungs-Einrichtung (218) zur Erzeugung der X- und Y-Lese- und Schreib-Steuersignale und zur Bereitstellung weiterer Steuersignale für die Cachespeicher-Einrichtung (24), die Überlagerungs-Prozessoreinrichtung (40), die Bild-Prozessoreinrichtung (30) und die erste Speichereinrichtung (26).

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, weiter gekennzeichnet durch eine Graphik-Erzeugungseinrichtung (42), die angeordnet ist, um Überlagerungsdaten in Vektorform von der Überlagerungs-Prozessoreinrichtung (40) zu empfangen und um Eigenschaftssymbolik und hierzu korrespondierende Xi,Yj-Koordinatenadressen für die zweiten Speichereinrichtung (44) bereitzustellen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Graphik-Erzeugungseinrichtung (42) weiter aufweist:

eine E/A-Steuereinrichtung (410), die auf digitale Signale der Überlagerungs- Prozessoreinrichtung anspricht, wobei die digitalen Signale einem gewünschten graphischen Symbol entsprechen, welches auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden soll,

eine digitale Speichereinrichtung (414), die mit der E/A-Steuereinrichtung (410) verbunden ist, um graphische Abbildungen in digitaler Form zu speichern, welche einer Vielzahl von anzeigbaren Symbolen entsprechen,

eine Prozessoreinrichtung (406), die auf die digitale Speichereinrichtung anspricht, um die gespeicherten Abbildungen in eine Vielzahl von Vektor-Befehlen zu konvertieren, eine geometrische Konvertierungseinrichtung (422), die angeordnet ist, um die Vektorbefehle zu empfangen und die Vektorbefehle in inkrementale

Verschiebebefehle zu übersetzen, die inkrementalen Schritten entlang der X- und Y-Koordinatenachsen vorgegebener Länge entsprechen,

eine X-Zwischenspeicher-Einrichtung (402), um ein digitales Ausgangssignal bereitzustellen, welches einer Summe der inkrementalen Schritte entlang der X-Koordinatenachse entspricht, um das digitale Ausgangssignal inkrementell zu ändern und ein im wesentlichen lineares X-Richtungsänderungs-Signal bereitzustellen, eine Y-Zwischenspeicher-Einrichtung (404), um ein weiteres digitales Signal bereitzustellen, welches einer Summe der inkrementalen Schritte entlang der Y-Koordinatenachse entspricht, um das weitere digitale Ausgangssignal inkrementell zu ändern, um ein im wesentlichen lineares Y-Richtungsänderungs-Signal bereitzustellen, und

eine Bild-Steuereinrichtung (424), die auf die E/A-Steuereinrichtung anspricht, um die angezeigte Farbe der Pixel entsprechend der X- und Y-Richtungsänderungs-Signale zu regeln.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine der inkrementalen Distanzadressen-Befehle einem polaren Vektor, einem tangentialen Vektor oder einem rechtwinkligen Vektor entspricht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (422), um den polaren Vektor oder den rechtwinkligen Vektor um eine vorgegebene Winkelverschiebung zu drehen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (422), die die Anzahl der inkrementalen Schritte in Übereinstimmung mit der Winkelverschiebung und einem Vektorlängensignal steuert.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Speichereinrichtung (26) umfaßt: erste und zweite wechselweise fortgeschaltete Speicherbanken (150, 152), um erste bzw. zweite Datenblocks von Abbildungssignalen zu speichern, und Schalteinrichtungen (174, 176, 180), die auf digitale Signale synchron mit der Taktsignal-Erzeugungseinrichtung (46) ansprechen, um wechselweise:

(A) die erste fortgeschaltete Speicherbank (150) derart zu steuern, daß aktualisierte Abbildungssignale in die erste fortgeschaltete Speicherbank unter Berücksichtigung des ersten Datenblocks von Abbildungssignalen geschrieben werden, während die zweite fortgeschaltete Speicherbank zum Auslesen des zweiten Datenblocks in das Anzeigesystem gesteuert wird, und

(B) die zweite fortgeschaltete Speicherbank (152) derart zu steuern, daß aktualisierte Abbildungssignale in die zweite fortgeschaltete Speicherbank unter Berücksichtigung des zweiten Datenblocks geschrieben werden, während die erste fortgeschaltete Speicherbank zum Auslesen der aktualisierten Abbildung gesteuert wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Speichereinrichtung (26) weiter umfaßt:

eine Steuer-Registereinrichtung (166), die auf Signale der ersten Steuer- Prozessoreinrichtung (60), auf die Taktsignalquelle (46), auf die Adressen- Erzeugungseinrichtung (58) und auf die Bild-Prozessoreinrichtung (30) anspricht, um einen Speicher-Adressier-Befehl und einen Daten-Schreibbefehl zu erzeugen und um Bild-Prozessor-Datensignale zum Schreiben in die erste (150) und zweite (152) wechselweise fortgeschaltete Speicherbank bereitzustellen, wobei die Schalteinrichtung weiter aufweist:

(A) eine erste Multiplexer-Einrichtung (174), die selektiv auf ein erstes Signal von der Adressen-Erzeugungseinrichtung, welches zu einer Adresse in den Cachespeicher-Einrichtung korrespondiert, und auf ein zweites Signal der Taktsignalquelle, welches zu einer Adresse in der Bild-Erzeugungseinrichtung korrespondiert, anspricht, und die an die Steuer-Registereinrichtung gekoppelt ist, um eines der ersten oder zweiten Adreßsignale der ersten wechselweise fortgeschalteten Speicherbank bereitzustellen,

(B) eine zweite Multiplexer-Einrichtung (176), die selektiv auf ein drittes Signal der Adressen-Erzeugungseinrichtung, welches zu einer weiteren Adresse in der Cachespeicher-Einrichtung korrespondiert, und auf ein viertes Signal von der Taktsignalquelle, welches zu einer weiteren Adresse in der Bild- Erzeugungseinrichtung korrespondiert, anspricht, und die mit der Steuer- Registereinrichtung verbunden sind, um eines der dritten oder vierten Adressensignale der zweiten wechselweise fortgeschalteten Speicherbank bereitzustellen, und

(C) eine dritte Multiplexer-Einrichtung (180), um in der ersten und zweiten wechselweise fortgeschalteten Speicherbank gespeicherte Daten als Antwort auf ein Steuersignal der Steuer-Registereinrichtung zu empfangen und um der Bild- Erzeugungseinrichtung als Antwort auf ein Steuersignal von der Steuer- Registereinrichtung ein Datensignal bereitzustellen, welches einem aus den fortgeschalteten Speicherbanken ausgewählten Signal entspricht, wobei die Steuer-Registereinrichtung (166) wirksam ist, um einen ersten Speicheradreßbefehl aus der Adreß-Erzeugungseinrichtung einzulesen und Bild- Prozessordaten in einer ersten der wechselweise fortgeschalteten Speicherbanken zu speichern, während ein erster Speicher-Adreßbefehl aus der Taktsignalquelle in eine zweite der wechselweise fortgeschalteten Speicherbanken eingelesen und darin gespeicherte Daten in die Bild-Erzeugungseinrichtung ausgelesen werden, und wobei dann ein zweiter sequentieller Speicher-Adreßbefehl aus der Taktsignalquelle in die erste der wechselweise fortgeschalteten Speicherbanken eingelesen und darin gespeicherte Daten in die Bild-Erzeugungseinrichtung ausgelesen werden, während ein zweiter sequentieller Speicher-Adreßbefehl aus der Adreß-Erzeugungseinrichtung eingelesen und hierzu korrespondierende Bild- Prozessordaten in der zweiten der wechselweise fortgeschalteten Speicherbanken gespeichert werden, so daß die erste und die zweite wechselweise fortgeschaltete Speicherbank veranlaßt werden, Daten in Ping-Pong-Art einzulesen sowie auszuschreiben, eine der wechselweise fortgeschaltete Speicherbanken mit neuen Bild-Prozessordaten beladen wird, während die andere der wechselweise fortgeschalteten Speicherbanken ihre Daten in die Bild-Erzeugungseinrichtung ausliest.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer-Registereinrichtung (166) dazu dient, um wechselweise und sequentiell Landkartendaten in der ersten Bank (150) zu speichern, während in der zweiten Bank (152) gespeicherte Landkartendaten für die Anzeige ausgelesen werden, und weiterhin dazu dient, um aktualisierte Landkartendaten in der zweiten Bank (152) zu speichern, während in der ersten Bank (150) gespeicherte Landkartendaten ausgelesen werden, wobei die Lese- und Schreib-Betriebsarten auf Steuersignale der ersten Steuer- Prozessoreinrichtung (50) und auf die Schalteinrichtungen (174, 176, 180) ansprechen, um eine zu den Landkartendaten korrespondierende Pixel-Signal-Ausgangsgröße bereitzustellen,

die zweite Speichereinrichtung (44) weiterhin dritte und vierte Speicherbanken aufweist, um wechselweise und sequentiell Überlagerungsdaten in die dritte dieser Banken zu speichern, während in der vierten dieser Banken gespeicherte Überlagerungsdaten für die Anzeige ausgelesen werden, und um aktualisierte Überlagerungsdaten in der vierten Bank zu speichern, während in der dritten Bank gespeicherte Überlagerungsdaten ausgelesen werden, wobei die Lese- und Schreib- Betriebsarten auf weitere Steuersignale der ersten Steuer-Prozessoreinrichtung (50) und auf die Schalteinrichtungen ansprechen, um zu den Überlagerungsdaten korrespondierende Pixelsignale bereitzustellen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Bild- Erzeugungseinrichtung (34) weiter aufweist:

eine Einrichtung (450) zur Konvertierung eines Landkartendaten-Pixelsignals in ein erstes Grundfarben-Signal in analoger Form;

eine Einrichtung (452) zum Konvertieren eines Überlagerungsdaten-Pixelsignals in ein zweites Grundfarben-Signal in analoger Form;

eine Einrichtung (462) zum Konvertieren der Landkartendaten-Pixelsignale oder der Uberlagerungsdaten-Pixelsignale in ein monochromatisches Signal in analoger Form; und

eine Einrichtung (484) zum selektiven Ausgeben der ersten oder zweiten Grundfarben- Signale oder des monochromatischen Signals.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Bild- Erzeugungseinrichtung (34) weiter aufweist:

erste Tabellensuch-Speichereinrichtungen (456, 458, 460) zum Empfangen wenigstens eines Vier-Bit-Digitalworts und zum Bereitstellen eines Acht-Bit-Farbworts in digitaler Form, welches einem vorgegebenen Grundfarb-Wert entspricht, und zweite Tabellensuch-Speichereinrichtungen (162) zum Empfangen wenigstens eines Vier-Bit-Digitalworts und zum Bereitstellen eines Acht-Bit-Worts in digitaler Form, welches einem vorbestimmten monochromatischen Farbwert entspricht.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bild- Erzeugungseinrichtung (34) weiterhin eine Interface-Einrichtung (468) umfaßt, die auf die erste Steuer-Prozessoreinrichtung anspricht, um Farbwerte in wenigstens zwei dieser Tabellensuch-Speichereinrichtungen simultan zu speichern, und weiterhin Einrichtungen (474, 476, 478, 480) umfaßt, um ein zusammengesetztes Synchronisationssignal bereitzustellen und dieses zusammengesetzte Synchronisationssignal mit einem der vorgegebenen Signale in analoger Form zu kombinieren.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch:

eine faseroptische Interface-Einrichtung (21), die mit der Massenspeicher-Einheit (10) verbunden ist, um optische Signale in digitaler Form zu empfangen und die optischen Signale in elektrische Signale in serieller Form zu wandeln,

wobei die Massendaten-Steuereinrichtung (20) auf die seriellen elektrischen Signale anspricht, um die Signale in parallele Form zu wandeln und um die gewandelten Signale der Cachespeicher-Einrichtung (24) bereitzustellen, und

wobei die Massendaten-Steuereinrichtung (20) weiterhin auf die zweite Steuer- Prozessoreinrichtung (52) anspricht, um eine Blockübertragung von Daten aus der Speichereinheit-Steuereinrichtung (16) zu der Cachespeicher-Einrichtung (24) zu veranlassen.