SU1456965A1 - Устройство дл параллельной обработки трехмерных сцен - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области программной обработки пространствен- ных сцен, предназначено дл  решени  . задач размещени  объектов в пространстве , задач распознавани  трехмерных образов, задач трехмерной машинной графики, а также задач, в которых обработка информации может быть сведена к последовательному выполнению над трехмерными объектами теоретико-множественных операций, геометрических преобразований типа параллельного переноса и поворота в пространстве, процедур вычислени  объема. Целью изобретени   вл етс  повьппение быстродействи  устройства . Выполнение сложных операций обработки трехмерных сцен в устройстве за врем , сравнимое с тактом машины, сокращает врем  решени  задач пространственной обработки, обеспечивает повышение качества получаемых машинных решений. 2 шт. (Л G

Description

Изобретение относитс  к области программной обработки пространственных сцен, предназначено дл  решени  задач размещени  объектов в пространстве , задач распознавани  трехмерных образов, задач трехмерной машинной графики,а также задач, в которых обработка информации может быть сведена к последовательному выполнению над трехмерными объектами теоретико-множественных операций, геометрических преобразований типа , параллельного переноса и поворота в пространстве, процедур вычислени  объема..

Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  устройства.

На фиг.1 представлен пример реализации устройства дл  параллельной ; обработки трехмерных сцен; .нафиг.2- принцип, согласно которому аппарат- до реализуетс  операци  послойного . поворота содержимого последнего сло  «AXI матрицы вокруг центра этого сло  на угол, некратный 90 .

Устройство дл  параллельной обработки трехмерных сцен содержит трех- 1мерную матрицу 1 процессоров, узел 2 определени  объема, вход щий в состав блока 3 управлени , первый и последний слои матрицы процессоров имеют соответственно входы 4 и выходы 5, блоки 6 поворота . Матрица 1 состоит из А процессоров 7. Каждый процессор 7 включает в себ  первый

:д

8 и второй 9 регистры операнда, узел 10 пам ти, элемент ИЛИ 11, блок элементов И, включаклций в себ  элементы И 12-15 и элемент ИЛИ-НЕ 16. Узел 2 содержит аналоговый сумматор, состо щий из последовательно соединенных ступеней 17 и 18, аналого-цифровой преобразователь 19 с выходным программно-адресуемым регистром 20 и элемент ИЛИ 21. Устройство содержит узел 22 оперативной пам ти, программно-адресуемые регистры 23-26, управл ющий процессор 27, который состоит из регистра 28 команды, мультиплексора 29 адреса, арифметико- логического узла 30, дешифратора 31 выбора сло  поворота, элементов И 32 выбора сло  поворота, узла 33 микропрограммного управлени  и программно-адресуемого регистра 34 кода признаков. Узел 33 микропрограммного управлени  содержит генератор 35 синхронизирующих импульсов, дешифратор 36 команды, генератор 37 выработки адреса микрослова, регистр 38 адреса микрослова, узел 39 пам ти микрослов, регистр 40 микрослова, дешифратор 41 кода микроопераций, дераций пустые (незаполненные) облас в случае негативного представлени  заполн ютс  единицами, а в случае позитивного представлени  - нул ми Особенностью построени  дискретной модели объекта  вл етс  невозможно сохранени  числа элементарных куби ков, образующих модель объекта, и 1C их относительного положени  при по роте дискретной модели объекта на произвольный угол. В результате к погрешности дискретизации добавл е с  погрешность вьтолнени  операции 15 поворота. Важным исключением из

этого правила  вл етс  поворот сце ны на углы, кратные 90, вокруг осе проход щих через центр куба и параллельных его ребрам. Аппарат- 20 на  реализаци  подобной операции по ворота заключаетс  в установлении взаимно-однозначного соответстви  между кубиком исходной (неповернутой ) сцены куба и кубиком по- 25 вернутой сцены, в который переходит первый кубик после выполнени  опера ции поворота. На базе полученного соответстви  реализуетс  жестка  проводна  однонаправленна  св зь

шифратор 42 кода режима ввода-вьшода, 30 между процессором первого кубика и

элементы И 43-47. Кроме уого, блок 3 может дополнительно содержать узел 48 аналогового сравнени , включающий в себ  цифроаналоговый преобразователь 49, аналоговьй компаратор 50, элемент 51 задержки и элемент И 52. Выходы разр дов регистра 25 соединены с входами 4 посредством элементов И 53. Устройство также содержит эпе.- менты И 54 и 55, приемники 56 и передатчики 57.

Устройство работает следующим образом . ,

Содержимое регистров одноименного операнда всех процессоров матрицы 1 или слов узла 10 пам ти, имек цих одинаковьй адрес, образует дискретную двухуровневую модель трехмерной сцены . В зависимости от того, какое из состо ний (1 или О) кубиков куба образует модель объекта сцены, можно говорить о позитивном или негативном представлении объекта сцены внутри матрицы 1. Применительно к операци м сдвига сцены и поворота ее на урлы, некратные 90, нет гативное представление сцены отличаетс  от позитивного тем, что образующиес  при вьтолнении этих опе35

40

45

50

55

процессором второго кубика так, что бы в процессе выполнени  операции поворота содержимое первого процессора было передано во второй процес сор. Возможность поворота дискретно сцены на большой диапазон пространс венных углов, обеспечиваетс  частич ной депараллелизацией процедуры поворота , при этом поворот на заданный угол осуществл етс  при помощи последовательного вьтолнени  некото рых элементарных поворотов, произво димых с высокой степенью параллели- зации. В предлагаемом устройстве в качестве таких элементарных поворотов прин ты: одновременный поворот всей сцены на 90 по часовой стрелке , вокруг оси ОХ, проход щий через центр куба матрицы 1 и направленной вдоль В; одновременный поворо всей сцены на 90 по часовой стрелке вокруг оси OY, проход щей через центр.куба и направленной перпендикул рно В; одновременный поворот содержимого кубиков сцены, образующих квадрантпоследнего (относительно В) сло  куба А А «А, на угол 0 (гдеЫ 445) вокруг оси ОХ с одновременной записью результата

4569654

раций пустые (незаполненные) области в случае негативного представлени  заполн ютс  единицами, а в случае позитивного представлени  - нул ми. Особенностью построени  дискретной модели объекта  вл етс  невозможность сохранени  числа элементарных кубиков , образующих модель объекта, и 1C их относительного положени  при повороте дискретной модели объекта на произвольный угол. В результате к погрешности дискретизации добавл етс  погрешность вьтолнени  операции 15 поворота. Важным исключением из

этого правила  вл етс  поворот сцены на углы, кратные 90, вокруг осей, проход щих через центр куба и параллельных его ребрам. Аппарат- 20 на  реализаци  подобной операции поворота заключаетс  в установлении взаимно-однозначного соответстви  между кубиком исходной (неповернутой ) сцены куба и кубиком по- 25 вернутой сцены, в который переходит первый кубик после выполнени  операции поворота. На базе полученного соответстви  реализуетс  жестка  проводна  однонаправленна  св зь

, 30 между процессором первого кубика и

5

0

5

0

5

процессором второго кубика так, чтобы в процессе выполнени  операции поворота содержимое первого процессора было передано во второй процессор . Возможность поворота дискретной сцены на большой диапазон пространственных углов, обеспечиваетс  частичной депараллелизацией процедуры поворота , при этом поворот на заданный угол осуществл етс  при помощи последовательного вьтолнени  некоторых элементарных поворотов, производимых с высокой степенью параллели- зации. В предлагаемом устройстве в качестве таких элементарных поворотов прин ты: одновременный поворот всей сцены на 90 по часовой стрелке , вокруг оси ОХ, проход щий через центр куба матрицы 1 и направленной вдоль В; одновременный поворот всей сцены на 90 по часовой стрелке вокруг оси OY, проход щей через центр.куба и направленной перпендикул рно В; одновременный поворот содержимого кубиков сцены, образующих квадрантпоследнего (относительно В) сло  куба А А «А, на угол 0 (гдеЫ 445) вокруг оси ОХ с одновременной записью результата

10

поворота в кубики первого (относительно В) сло  . Под квадрантом понимаетс  совокупность-кубиков 1 Ч к1 сло  , не переход щих друг в друга при поворотах этого сло  вокруг оси ОХ на углы, кратные 90. Пам ть программ и данных выполн етс  по одной из известных схем, в частности за ее основу может быть вз та конструкци  процессорной пам ти одной из ЭВМ серии СМ. Конструкци  и работа составных частей управл ющего процессора совпадают с конструкцией и работой соответствуюощх частей IB устройств управлени  ЭВМ, в частности за их основу могут быть вз ты устройства управл юще го процессора ЭВМ Электроника 100-25. Программа, обеспечивающа  обработку содержимого 20 матрицы 1 по заданному алгоритму, представл ет собой последовательность команд, хранимых в узле 22 оперативной пам ти и состо щих из операционной и адресной частей. В операционной части команды располагаетс  код операции. В предлагаемом устройстве в систему команд, помимо обычных команд числовой обработки, выполн емых в арифметико-логическом узле 30, команды пересылки, команд условного и безусловного перехода и т.д., вход т команды параллельной обработки содержимого матрицы 1. К ним относ тс  команда Сформировать сцену А2 из сцены А1 путем поворота сцены А1 на угол 90 по часовой стрелке вокруг оси ОХ - ПВ1 А1, А2; команда сформировать сцену А2 Из сцены А1 путем .поворота сцены А1 на угол 90 по часовой стрелке вокруг оси OY - ПВ2 А1, А2; команда Сформиро вать сцену А2 из сцены А1 путем переноса сцены А1 на шаг вдоль В - СДВ А1, А2; команда Сформировать, сцену А2 из сцен А1, А2 путем выполнени  теоретико-множественной операции

регистра 25 в матрицу по адресу А1 ВВ А1; команда Вывести слово соде жимого матрицы с адресом А1 в реги 24 - ВЫВ А1. В управл ющем процесс ре реализуетс  принцип микропрограм много управлени . Согласно принципу высшим уровнем внутреннего  зыка управлени   вл етс   зык команд программы. Управление на этом уровне осуществл етс  последовательным извлечением из узла 22 пам ти команд и их выполнением. Каж дой команде соответствует сво  микр программа-последовательность микрокоманд , выполнение которых приводит к выполнению операции, заданной в команде. Регистр 28 команды предназ начен дл  хранени  вытголн емой команды . В процессе ее выполнени  выходы разр дов адресной части регист ра 28 группами, соответствующими от дельный адресам А1, А2 сцен-операндов , последовательно через мульти- 25 плексор 29 адреса подключаютс  к ад ресным входам узлов 10 пам ти проце соров матрицы 1. Управление мульти- |Плексором 29 производитс  разр дом

35

40

А1ПА2 - ИНЕ А.1, А2; команда Сформировать сцену А1 из сцены А1 путем сдвига исходного содержимого этой сцены на шаг вдоль В с поворотом квадранта последнего сло  сцены вокруг ОХ на угол, номер которого хранитс , в регистре 23, и записью результата поворота в первый слой |управлени  адресами входами УАШ мат 30 рицы регистра 40.микрослова. Если этот разр д равен О, то к адресны входам узлов пам ти процессоров мат рицы 1 подключаетс  код А1, если 1 - код А2. Узел 33 микропрограммного управлени  служит дл  генерации управл ющих сигналов. Его конструкци  и работа аналогичны конструкции и работе микропрограммных устройств управлени  ЭВМ; Дл  каждого состо ни  управл ющего процессора 27 существует отдельное слово-микрослово . Узел 39 пам ти хранит эти микрослова , содержащие копии управл ющих сигналов -(сигналов микроопераций), требующихс  дл  каждого состо ни  управл ющего процессора 27. Дл  выработки последовательности управл ющих сигналов содержимое регистра 38 адреса микрослова с помощью генератора 37 измен етс  по каждому импуль су С1, вырабатываемому генератором 35 (временна  диаграмма работы этого генератора показана на фиг.1). Последовательность микрослов образует 55 Команда, извлеченна 

45

50

ЛЕЗ А1; команда Сформировать врегист-из узла 22 оперативной пам ти, заре 20 код значени  величины объемагружаетс  в регистр 28, дещифрирует- единичного .содержимого сцены А1 -с  дешифратором 36 команды и с по- ОБ.А1; команда Ввести содержимоемощью генератора 37 формирует в ре1456965

10

IB 20

регистра 25 в матрицу по адресу А1 - ВВ А1; команда Вывести слово содержимого матрицы с адресом А1 в регистр 24 - ВЫВ А1. В управл ющем процессоре реализуетс  принцип микропрограм- много управлени . Согласно принципу высшим уровнем внутреннего  зыка управлени   вл етс   зык команд программы. Управление на этом уровне осуществл етс  последовательным извлечением из узла 22 пам ти команд и их выполнением. Каждой команде соответствует сво  микропрограмма-последовательность микрокоманд , выполнение которых приводит к выполнению операции, заданной в команде. Регистр 28 команды предназначен дл  хранени  вытголн емой команды . В процессе ее выполнени  выходы разр дов адресной части регистра 28 группами, соответствующими от- дельный адресам А1, А2 сцен-операндов , последовательно через мульти- 25 плексор 29 адреса подключаютс  к адресным входам узлов 10 пам ти процессоров матрицы 1. Управление мульти- |Плексором 29 производитс  разр дом

35

40

|управлени  адресами входами УАШ мат- 30 рицы регистра 40.микрослова. Если этот разр д равен О, то к адресным входам узлов пам ти процессоров матрицы 1 подключаетс  код А1, если 1 - код А2. Узел 33 микропрограммного управлени  служит дл  генерации управл ющих сигналов. Его конструкци  и работа аналогичны конструкции и работе микропрограммных устройств управлени  ЭВМ; Дл  каждого состо ни  управл ющего процессора 27 существует отдельное слово-микрослово . Узел 39 пам ти хранит эти микрослова , содержащие копии управл ющих сигналов -(сигналов микроопераций), требующихс  дл  каждого состо ни  управл ющего процессора 27. Дл  выработки последовательности управл ющих сигналов содержимое регистра 38 адреса микрослова с помощью генератора 37 измен етс  по каждому импульсу С1, вырабатываемому генератором 35 (временна  диаграмма работы этого генератора показана на фиг.1). Последовательность микрослов образует 5 Команда, извлеченна 

5

0

из узла 22 оперативной пам ти, загружаетс  в регистр 28, дещифрирует- с  дешифратором 36 команды и с по- мощью генератора 37 формирует в регистре 38 адрес начального микрослова микропрограммы. По этому адресу (микроадресу) из узла 39 пам ти извлекаетс  управл ющее микрослово, которое затем загружаетс  в регистр 40 микрослова. Это микрослово содержит управл ющее поле, разр ды кото- рого используютс  дл  генерации сигналов -требуемых i-OTKpoonepa H, а также поле следующего микроадреса и поле кода 1.дакроветвлени . Поле следующего микроадреса обеспечивает базовьй микроадрес,, которьй указы- эает на следующее микрослово при ее- тественной последовательности выборки микрослов. Однако этот базовьй микроадрес может быть модифицирован с целью микроветвлени . Модификаци  микроадреса происходит до его за- грузки в регистр-38, поэтому она выполн етс  по отношению к микроадресу не следующего микрослова, а к микроадресу микрослова, следук цего за ним Поле кода микроветвлени  определ ет, какие разр ды регистра 34 кода признаков необходимо проверить и использовать при модификации микроадреса. Код признаков формируетс  в регистре 34, часть разр дов которого содержит трехразр дный код. Один разр д этого кода устанавливаетс  в 1, если результат предьздущей микрокоманды равен нулю, второй разр д устанавливаетс  в 1, если результат предьщуще операции меньше нул , третий разр д устанавливаетс  в 1, если объем единичного, содержимого первых регистров операнда матрицы не равен нулю (вькод этого разр да совпадает с выходом ,А - входоврго элемента ИЛИ 21);Код признаков формируетс  в результате вьЕтолнени  логических и арифметических операций, производшфп в узле 20, а.также в результате вы- полнени  команды сравнени  объема объекта с заданным значением. Часть управл ющего пол  микрослова образует поле управлени  матрицей t, в это Коле вход т разр д управлени  адресными входами матрицы (РУАВ), два разр да кода микроопераций (КМО) разр д разрешени  заггаси в узел 10 пам ти (ЭЛЛ), разр д управлени  считыванием содер имого узла пам ти в регистры 8(СР8), разр д управлени  считыванием содержимого узла пам ти в регистры 9(СР9) два разр да кода режима.вводатвывода (РВВ), разр д

запуска операции определени  объема (ОБ).

Рассмотрим команды обработки содежимого матрицы. При этом будем считать , что объекты сцен-операндов представлены в негативном виде. V/ Команда ИНЕ А1, А2. Начальное микрослово этой команды содержит следующую информацию: ,. По С1 на адресных входах узлов пам т процессоров матрицы устанавливаетс  код А1. С приходом С2 на подготов- ленньй элемент И 43 сигнал с выхода узла .10 пам ти записываетс  в регист 8. С приходом следующего импульса С1 извлекаетс  второе микрослово, содержащее , , , код микрооперадаи 01Л02, . Благодар  подготовленному элементу И 44 импульс С2 записывает сигнал с выхо- 1да узла 10 пам ти в регистр 9, а с приходом СЗ сигнал с выхода элемента ИЛИ-НЕ 16 через подготовленньй элемент И 15 записываетс  в узел 10 пам ти по адресу А2. Далее осуществл етс  переход к микропрограмме извлечени  следукщей команды программы из узла 22 пам ти в регистр 28.

Команда ПВ1 А1, А2. Шкропрограм- ма этой команды включает микрослова (, , код микрооперации Поворот на 90 вокруг ОХ, ) и ( ). В результате выполнени  первого микрослова (, ) содержимое А1 располагаетс  в регистрах 8. По С1 в регистр микрослова вызываетс  второе микрослово микропрограммы. С приходом СЗ производитс  запись содержимого регистра 8 через подготовленньй элемент И 14 в узел 10 пам ти соответствующего процессора (передача содержимого регистра 8 осуществл етс  по линии св зи, относ щейс  к первой группе ортогонально-кольцевых св зей). Микропрограмма команды ПВ2 А1, А2 и микропрограмма команды СДВ А1, А2 . отличаютс  от микропрограммы ПВ1 АГ, А2 тем, что во втором микрослове в случае ПВ2 А1, А2 (код микрооперации Поворот на 90 вокруг OY) а в случае СДВ А1, А2 ЩO- (код микрооперации Сдвиг на шаг вдоль в). Функцию управл ющего ключа при вьтолнении ПВ2 А1, А2 выполн ет элемент И 12, при вьлолнении СДВ А1, А2 - элемент И 13. В процессе выполнени  СДВ А1 , А2 первый слой

сцены А2 заполн етс  единицами, так как высокий уровень логической 1 с выходов делителей напр жени  поступает на входы 4 (подготовленные элементы И 13 этого сло ).

Команда ПВЗ А1. Микрослово этой команды содержит , , , , - код режима Поворот на угол, некратный 90°. Аппаратурную реализацию данной команды по сним на примере реализа;щи операции поворота содержимого двухуровневой сцены полного квадрата А«А на угол at вокруг центра этого квадрата (фиг.2). Пусть имеютс  два квадрата размером исходный (неповернутый) квадрат 58 и квадрат 59, повернутьш относительно квадравокруг его центра. Поворот полного квадрата 59 осуществл етс  программно в четыре этапа (соответственно числу вход щих в него квадрантов). С целью разв зки св зь входов 4 с элементами И 55 осуществл етс  посредством передатчиков 57 (например, неинвертирующих ключей с открытым коллектором),

10 а св зь выходов 5 с элементами И 54 - посредством приемников 56 (например, эмиттерных повторителей). При выполнении микрокоманды по импульсу С1 на адресных входах узлов пам ти процес15 соров матрицы устанавливаетс  код А1, подготавливаютс  элементы И 13 и 32 (на выходе одного из элементов И 32, номер которого расположен в регистре

23, устанавливаетс  уровень 1), та 58 на угол of . Каждому элементар- 20 рткрываютс  элементы И 55 выбранного ному квадратику квадрата 59 соот- блока 6. С приходом С2 производитс  ветствует выход 5j, а квадратику запись содержимого А1 в регистры 8, квадрата 58 - вход 41. В резуль- при этом информаци  с выхода 5 через тате наложени  квадратов 58 и 59 их элементы И 54 и 55 выбранного блока .

25 6 проходит на вход 4, В момент прихода СЗ содержимое регистров 8 со сдвигом на шаг записываетс  в узел ю пам ти по адресу А1, в первый слой сцены А1 записываетс  изображе- соединенный с его выходом двухвходо- 30 ние повернутого квадранта последнего вый элемент И 55. Условимс , что сло  1 предыдущего содержимого значение п дл  i-ro квадратика квадрата 58 равн етс  числу квадратиков .квадрата 59, пересекаемых i-M квадратиком квадрата 58 с помощью перекрыти , превьшающего определенную часть площади элементарного квадратика (наэлементарные кубики различным обра- зом перекрываютс  между собой. Ладим в соответствие каждому ква7;ратику 1x1 квадрата 58 пару логических элементов: двухвходовый элемент И 54 и

35

пример, 1/4 часть). При элемент И 54 вырождаетс  в проводник, при соответствующие элементы И 54 и 55 исключаютс . Соединим j-тый выход 5, квадратик KOTopof o пересекаетс  i-M квадратиком входа 4 указанным обА1 . Далее осуществл етс  переход к {икропрограмме извлечени  следующей

команды программы.

Команда ВВ А1. Микрослово этой команды содержит :РУАВ 0, , - код режима Ввод, , . При выполнении этой микрокоманды по С1 на адресных входах узлов 40 пам ти процессоров матрихда устанавливаетс  код А1, подготавливаютс  элементы И 13 и 53, по С2 содержимое А1 записываетс  в регистры 8, с приразом , с одним из входов i-ro элемен- ходом СЗ информаци  с выходов разр - та И 54, а выход i-ro элемента И 55 - 45 До регистра 25 через элементы И 53 с J-M входом 4. В момент поступлени  входы 4 записываетс  в первый слой сигнала разрешени  (1) на вторые входы элементов И 55 на входы 4 формируетс  изображение повернутого исходного содержимого сцены (негативное 50 представление) квадрата 59. В отличие от рассмот енного случа  в каждом блоке 6 поворота предлагаемого устройства аппаратно реализуетс  поворот содержимого только одного квадранта 55 ° пам ти процессоров матрицы уста- квадрата 59, т.е. совокупности куби- навливаетс  код А1, подготавливают- ков последнего сло  куба матри- с  элементы И 13 и 46, по С2 произво- цы 1, не переход щих друг в друга дитс  запись содержимого А1 в регист- поворотах сло  на углы, кратшле 90, ры 8. С приходом СЗ импульс с выхода

сцены А1, в остальных сло х этой сцены размещаетс  сдвинутое содержимое регистров 8.

Команда ВЬШ А1. Шкрослово этой команды содержит; , , , , - код режима Вывод. При выполнении этой микрокоманды по С1 на адресных входах узвокруг его центра. Поворот полного квадрата 59 осуществл етс  программно в четыре этапа (соответственно числу вход щих в него квадрантов). С целью разв зки св зь входов 4 с элементами И 55 осуществл етс  посредством передатчиков 57 (например, неинвертирующих ключей с открытым коллектором),

а св зь выходов 5 с элементами И 54 - посредством приемников 56 (например, эмиттерных повторителей). При выполнении микрокоманды по импульсу С1 на адресных входах узлов пам ти процессоров матрицы устанавливаетс  код А1, подготавливаютс  элементы И 13 и 32 (на выходе одного из элементов И 32, номер которого расположен в регистре

6 проходит на вход 4, В момент прихода СЗ содержимое регистров 8 со сдвигом на шаг записываетс  в узел ю пам ти по адресу А1, в первый слой сцены А1 записываетс  изображе- ние повернутого квадранта последнего сло  1 предыдущего содержимого

А1. Далее осуществл етс  переход к {икропрограмме извлечени  следующей

команды программы.

Команда ВВ А1. Микрослово этой команды содержит :РУАВ 0, , - код режима Ввод, , . При выполнении этой микрокоманды по С1 на адресных входах узлов пам ти процессоров матрихда устанавливаетс  код А1, подготавливаютс  элементы И 13 и 53, по С2 содержимое А1 записываетс  в регистры 8, с приходом СЗ информаци  с выходов разр - До регистра 25 через элементы И 53 входы 4 записываетс  в первый слой ° пам ти процессоров матрицы уста- навливаетс  код А1, подготавливают- с  элементы И 13 и 46, по С2 произво- дитс  запись содержимого А1 в регист- ры 8. С приходом СЗ импульс с выхода

сцены А1, в остальных сло х этой сцены размещаетс  сдвинутое содержимое регистров 8.

Команда ВЬШ А1. Шкрослово этой команды содержит; , , , , - код режима Вывод. При выполнении этой микрокоманды по С1 на адресных входах узс соответствующих входов в разр ды регистра 24, одновременно вьшолн ет- с  сдвиг содержимого А1 на шаг. Ввод и вывод содержимого всей сцены осуществл етс  программно с использованием дополнительной(рабочей) сценыи при- менением команд ИНЕА1 А2 и СДВА1,А2.

Койанда ОБ А1. Микрослово этой команды содержит: , , . По С2 содержимое А1 записываетс  в регистры 8 с приходом СЗ импульс с выхода элемента И 47 поступает на вход опроса второй ступени 18 аналогового сумматора, этот же импульс может быть использован дл  синхронизации работы анапого-цифро- вого преобразовател  19 (цифрового

роса преобразовател  49 и ступени 18 сумматора, а также на вход элемента 51 задержки на врем  С , С приходом этого импульса опрашиваютс  выходные каскады преобразовател  49 и ступени 18 и на их выходах одновременно формируютс  два импульса: амплитуда ного -из них пропорциональна значению кода, хранимому в регистре 26, а амплитуда другого импульса пропорциональна объему единичного содержимого регистров 8. Эти два импульса посту 5 пают на входы аналогового компаратора 50, с двух выходов которого через врем  f снимаютс  сигналы Равен/не равен нулю, Меньше/не меньше нул , соответствующие результату сравнени .

импульсного вольтметра). Сигнал с вы- 2о Через врем  И импульс С с выхода хода ступени 18 поступает на аналогог элемента 51 задержки через подготовг- вый вход преоб)азовател  19, с при- ленный элемент И 52 () поступает ходом импульса с выхода элемента И на входы управлени  записью в соот- 47 начинаетс  цикл аналого-цифрового ветствующие разр ды регистра 34 кода преобразовани  этого сигнала, в течем 25 признаков и записьтает сигналы с вы- ние которого з1апрещено выполнение ходов компаратора 50 в эти разр ды, команд типа ОБ А1. По окончании цикла Такие операции, как поворот сцены на

преобразовани  в регистре 20 располагаетс  двоичный код значени  объема единичного содержимого сцены А1.

В предпагаемом устройстве используетс  двухступенчатый аналоговый сумматор, перва  ступень 17,которого вьтолнена по параллельной схеме, а втора:  ступень 18 - последовательуглы , кратные 90 , вокруг оси OZ (проход щей через центр куба сцены 30 и расположенной перпендикул рно ос м ОХ и OY), перенос сцены вдоль направлений осей ОХ, OY и OZ, выполн ютс  программно с применением рассмотренных команд. Число выполн емых в устройстве углов поворота, не кратной . Использование только параллель- ных 90°, определ етс  сеткой углов ной схемы приводит к большим инст- о(Ьаппаратно-реализрванных в бло- рументадьным ошибкам суммировани . Включение в состав узла 2 элемента

ках 6 (где О о(; 45°) . Повороты на углы ot ± ci(.+k -90° выполн ют- iUJlH 21 вызвано необходимостью высоко-40 программно.

роса преобразовател  49 и ступени 18 сумматора, а также на вход элемента 51 задержки на врем  С , С приходом этого импульса опрашиваютс  выходные каскады преобразовател  49 и ступени 18 и на их выходах одновременно формируютс  два импульса: амплитуда одного -из них пропорциональна значению кода, хранимому в регистре 26, а амплитуда другого импульса пропорциональна объему единичного содержимого регистров 8. Эти два импульса поступают на входы аналогового компаратора 50, с двух выходов которого через врем  f снимаютс  сигналы Равен/не равен нулю, Меньше/не меньше нул , соответствующие результату сравнени .

углы, кратные 90 , вокруг оси OZ (проход щей через центр куба сцены 30 и расположенной перпендикул рно ос м ОХ и OY), перенос сцены вдоль направлений осей ОХ, OY и OZ, выполн ютс  программно с применением рассмотренных команд. Число выполн емых в устройстве углов поворота, не крат

скоростного обнаружени  сцен с абсолютно пустым содержимым. В состав предлагаемого устройства может быть ; введен блок аналогового сравнени , предназначенный дл  высокоскоростнр- го сравнени  величины объема единичного содержимого сцены регистров 8 с, заданным значением, код которого хранитс  в регистре 26.

При наличии узла 48 команда ОБ А1 может быть использована дл  целей сравнени . В этом случае перед выполнением команды ОБ А1 код сравниваемого значени  извлекаетс  из узла 22 пам ти и размещаетс  в регистре 26. Информаци  с выходов разр дов регистра 26 поступает на входы цифроанало- гового преобразовател  49. В процессе вьтолнени  ОБ А1 импульс с выхода

Claims (1)

1. Формула из обре-тени 

   Устройство дл  параллельной обработки трехмерных сцен, соде(жащее трехмерную матрицу А процессоров ;(где А - целое число) и блок управлени , причем каждый процессор содержит первый и второй регистры операндов , узел пам ти, отличающе- , е с   тем, что, с целью повьш1ени  быстродействи  устройства, в него введены блок элементов И, два про- гр(аммно-адресуемых регистра, Е блоков поворота, причем в каждый про- . цессор матрицы введены блок элементов И, элемент ИЛИ-НЕ, элемент ИЛИ, причем выходы блока элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с информационным входом узла пам ти, выход которого соединен с информационными вхо дами первого и второго регистров операндов, выходы которых соединены соответственно с первым и вторым входами элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом блока элементов И, адресный вход узла пам ти каждого процессора матрицы соединен с первым выходом блока управлени , вход записи узла пам ти каждого процессора матрицы соединен с вторым , выходом блока управлени , вход блока элементов И каждого процессора матрицы соединен соответственно с третьим , четвертым, п тым и шестым выходами блока управлени , входы разрешени  записи первого и второго ре- гистров операндов всех процессоров матрицы соединены соответственно с седьмым и восьмым выходами блока управлени , выходы первого регистра операнда всех процессоров матрицы соединены -с первой группой входов блока управлени , причем выход первого регистра операнда i-ro процессора матрицы соединен с входом блока :элементов И соответствукщего ()-ro процессора матрицы в направлении В, параллельном одному из ребе куба матрицы,.выход первого регистра операнда i-ro процессора матрии ы соединен с входом блока элемеитов И toro процессора матрицы, в который переходит i-й процессор матрицы при повороте матрицы относительно ее первоначального положени  на угол 90° по часовой стрелке вокруг оси ОХ проход щей через центр куба матрицы и направленной по направлению В, выход первого регистра операнда i-ro

   Q g 0 5 о

   5

   процессора матрицы соединен с входом блока элементов И того процессора матрицы, в которьй переходит i-й процессор матрицы при повороте матрицы относительно ее первоначального положени  на угол 90° по часовой стрелке вокруг оси OY, пересекающей центр куба матрицы и направленной& перпендикул рно оси ОХ, вход-выход блока управлени  соединен с информа- |ционным входом первого поогоаммно- адресуемого регистра, выход которо- .гс через первые входы блока элементов И устройства соединен с входом , блока элементов И всех процессоров первого относительно направлени  В сло  трехмерной матрицы и перпендикул рного данному направлению, с входом единичного потенциала устройства и с выходами блоков поворота, вторые входы блока элементов И уст- ройства соединены с дев тым выходом блока управлени , выход первого ре- . гистра операнда всех процессоров последнего относительно направлени  В сло  трехмерной матрицы, которые при поворотах на углы, кратные 90, вокруг оси ОХ не переход т друг в друга, а при поворотах на угол, некратный 90, не выход т за границы исходного сло  , соединен с соответствующими входами блоков поворота и информационным входом второго программно-адресуемого регистра, входы разрешени  поворота блоков поворота соединены с первой группой выходов блока управлени , дес тый выход которого соединен с входом записи второго программно-адресуемого регистра, выход которого соединен с входом-выходом блока управлени .

   (.-«:t

   .-I .

   Ф Ф У « «

   Фиг.г