SU1566401A1

SU1566401A1 - Генератор векторов

Info

Publication number: SU1566401A1
Application number: SU884402178A
Authority: SU
Inventors: Александр Анатольевич Решетников; Сергей Михайлович Терешко; Анатолий Александрович Андреев
Original assignee: Войсковая часть 03444
Priority date: 1988-04-01
Filing date: 1988-04-01
Publication date: 1990-05-23

Abstract

Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств вывода графической информации. Целью изобретени вл етс повышение быстродействи и точности генератора векторов. Дл этого в генератор введены блок 1 вычислени параметров отрезков, суммирующий счетчик 4, блок 5 коммутации, элемент 6 задержки, мультиплексор 9, элемент 11 ИЛИ, второй элемент 14 И с соответствующими функциональными св зей. Генератор векторов позвол ет вычисл ть координаты узлов плоской равномерной сетки, имеющих минимальное отклонение от пр мой линии, соедин ющей два произвольных узла сетки. Последующа индикаци найденных точек плоскости, наход щихс в этих узлах, позвол ет сделать линию видимой. Увеличение быстродействи достигаетс за счет того, что все подготовительные операции вынесены за пределы цикла генерации точек. 1 ил.

Description

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств вывода графической информации.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности генератора векторов .

На чертеже представлена структурная схема генератора векторов.

Генератор векторов содержит блок 1 вычисления параметров отрезка, первый 2 и второй 3 реверсивные счетчики, суммирующий счетчик 4, блок 5 коммутации, элемент 6 задержки, первый 7 и второй 8 сдвигающие регистры, мультиплексор 9, накапливающий сумматор 10, элемент ПЛИ 11, триггер 12, первый 13 и второй 14 элементы И.

Позициями 15-18 обозначены соответственно первый, второй, третий и четвертый информационные входы генератора, позициями 19-21 - вход импульсов записи кода, вход импульсов пуска, вход тактовых импульсов генератора, позициями 22 и 23 - первый и второй выходы генератора.

Блок 1 вычисления параметров отрезка выполняет подготовительные операции для генерации линии, соединяющей точки плоскости и Х_гУ_а .

Сущность работы блока сводится к переносу начала системы координат в первую граничную точку отрезка ХДч и вьписления параметров, характеризующих наклон линии к осям этой системы координат. Па первый-четвертый информационные входы блока 1 поступают коды граничных точек отрезка Х< У| , Х_аУ₂ . На управляющий вход поступает сигнал Запись кодов. В результате работы блока 1 на его первом-третьем информационных выходах формируются соответственно величины:

_я = Ixi- х J, а на первом, втором и третьем управляющих выходах - коды знаков соответствующих разностей:

£ = sign(X_c Х<) = sign (У_х- У4 ) ¢, - sign( Δ_Λ- Ду )

Здесь sign(X) - операция выделения знака числа X:

Величины (£ , <fy , У в совокупности характеризуют наклон линии в системе координат с центром в точке Х<У< . Причем сочетание величин <5* , У/ определяет один из четырех квадрантов введенной системы координат, в котором находится линия, а величина У дополнительно характеризует положение линии относительно диагонали квадранта. Значения величин ,/у определяют знак приращения координаты X и У соответственно. Величина У определяет компоненту отрезка, имеющую наибольшее по абсолютной величине приращение .

Блок управляется импульсом Запись кодов, поступающим на вход устройства .

Реверсивные счетчики 2 и 3 предназначены для приема начальной точки Х|У| и модификации ее в процессе генерации координат точек, составляющих отрезок. Запись начальной точки X^Xf в счетчики 2 и 3 осуществляется по импульсу Запись кодов. Режим счета каждого счетчика определяется значением величин 4? » ·

Суммирующий счетчик 4 предназначен для ограничения количества генерируемых точек. Перед началом счета в в него записывается число генерируемых точек, равное наибольшей из величин Δχ ₎ Ду .

I

Блок 5 коммутации предназначен для информационного согласования выходов блока 1 с входом регистра 8, установочным входом счетчика 4 и третьим входом мультиплексора 9, а также выходов элементов И 13 и 14 со счетными входами счетчиков 2 и 3. Блок 5 коммутации управляется сигналом с третьего выхода блока 1 (код знака величины cf ). Когда на управляющем входе 5-9 блока 5 присутствует сигнал логического нуля, информация с первогочетвертого информационных входов (5-1-5-4) поступает соответственно на первый-четвертый выходы (5-5-5-8). При поступлении на управляющий вход сигнала логической единицы в блоке 5 осуществляется переключение входа 5-1 на выход 5-6,входа 5-2 на выход 5-5, входа 5-3 на выход 5-8, входа 5-4 на выход 5-7.

Сдвигающие регистры 7 и 8 предназначены для хранения величин -2Д и 2πιίη(Δ, Д_и) соответственно. Последние * / получаются п результате записи со сдвигом влево значений Δ и πιϊη(Δ_χ>Δ^), поступающих на входы регистров. Особенностью регистра 7 является то, что в его знаковом разряде постепенно находится код знака

Мультиплексор 9 предназначен для подачи на вход накапливающего сумматора 10 одной из трех величин, находящихся на его входах. Причем если триггер 12 находится в сброшенном состоянии, то на выход поступает информация с третьего входа мультиплексора. Если триггер 12 находится в единичном состоянии, то выдача информации с третьего входа мультиплексора блокируется и управление осуществля-, ется сигналом с инверсного выхода знакового разряда накапливающего сумматора 10. При этом по сигналу логического нуля (значение сумматора отрицательно) через мультиплексор на информационный вход сумматора про>401

Запись кодон обнуляется накапливающий сумматор 10 и производится запись значений Х,У< в реверсивные счетчики 2 и 3 соответственно.’· После завершения вычислений в блоке 1 на его выходах появляются значения , , ΰ , (Гд , , сУ соответственно.

Управляющими сигналами и с 0 пятого и шестого выходов блока 1 устанавливается режим счета реверсивных счетчиков 2 и 3. Причем сигнал логической единицы устанавливает соответствующий счетчик в режим об5 ратного счета, а сигнал логического нуля - в режим прямого счета. Установленный режим счета сохраняется до конца вычислений всех точек отрезка.

Ю Величина £ с третьего выхода блока 1 поступает на управляющий вход 5-9 блока 5 коммутации. В таблице показано соответствие между входами и выходами в зависимости от зна5 чения (f.

ходит значение, хранящееся в регистре 8. Если на выходе сумматора устанавливается сигнал логической единицы, то на выход мультиплексора поступает содержимое регистра 7.

Накапливающий сумматор 10 предназначен для сложения и хранения величин, поступающих на его информационный вход. Суммирование выполняется при поступлении импульса на управляющий вход. Обнуление сумматора происходит по импульсу Запись кодов.

Элемент 6 задержки предназначен для согласования момента записи данных в блоки генератора с моментом окончания вычисления этих данных в блоке 1 и появлением их на соответствующих выходах блока 5.

Остальные элементы схемы являются стандартными узлами вычислительной техники.

Генератор работает следующим образом.

На информационные входы 15-18 генератора поступают коды величин Х|,У|, Хх,У1 соответственно. Одновременно на управляющий вход 19 генератора поступает сигнал Запись кодов. По этому сигналу в блоке 1 выполняются вычисления величин Δχ, 4 , и выделение знаковых разрядов Одновременно по сигналу

<Г		Входы
5-1	I⁵-²	5-3	\| 5-4
0		5-5	5-6	5-7 ,	5-8
1		5-6	5-5	5-8	5-7

Значения таблицы соответствуют номерам выходов блока 5.

Сигналом Запись кодов, задержанным в элементе 6 задержки на вре4Q мя, необходимое для выполнения вычислений в блоке 1 и переходных процессов в блоке 5, разрешается запись в регистры 7 и 8 кодов, поступающих с четвертого выхода 1-8 блока 1 45 и с второго выхода 5-6 блока 5. Запись в регистры 7 и 8 производится со сдвигом на один разряд влево. При этом в знаковый разряд регистра 7 заносится код знака В результа50 те в регистр 7 записывается значение -24, а в регистр 8 - значение 2ηϊη(Δχ,Δ</). Одновременно этим же сигналом с первого выхода 5-5 блока 5 в счетчик 4 заносится значение чис55 ла вычисляемых точек, равное max (4д ,

Ау). Кроме того, через элемент ИЛИ 11 сигнал Запись кодов поступает на управляющий вход накапливающего сумматора 10, разрешая операцию сум

Η миронания. Поскольку триггер 12 находится в сброшенном состоянии, сигнал логического нуля разрешает прохождение Информации с третьего входа мультиплексора 9 на вход накапливающего сумматора 10 и, кроме того, блокирует прохождение сигнала через элемент И 14. Таким образом, в сумматоре в начальный момент времени находится шах (<1_Х, Ду). На этом все подготовительные операции заканчиваются .

При поступлении сигнала Пуск на вхол 20 триггер 12 устанавливается в единичное состояние. При этом сигнал логической единицы блокирует прохож дение информации на выход мультиплексора 9 с его третьего входа. Одновременно этим же сигналом разрешается прохождение через элемент И 13 тактовой частоты с входа 21 генератора. Тактовая частота поступает через блок 5 на один из реверсивных счетчиков в соответствии с описанной выше схемой коммутации. Одновременно через элемент ИЛИ 11 импульсы тактовой частоты поступают на управляющий вход сумматора Ю, разрешая тем самым выполнение операции суммирования величины, поступившей на информационный вход, с содержимым сумматора. Выборка очередного слагаемого осуществляется с помощью мультиплексора 9 в зависимости от знака суммы. Если в предыдущем такте сумма была отрицательной, то в текущем такте, слагаемое выбирается из регистра 8, в противном случае из регистра 7. Одновременно с инверсного выхода знакового разряда сумматора сигнал через элемент И 14 поступает на вход 5-3 блока 5 и, далее, на один из реверсивных счетчиков. При этом сигналы тактовой частоты и знакового разряда сумматора 10 поступают на разные счетчики.

Таким образом, на выходах 22 и 23 генератора с тактовой частотой формируются координаты точек, образующих линию.

При переполнении счетчика 4 сигналом переполнения триггер 12 переводится в нулевое состояние и процесс вычислений заканчивается.

Предлагаемый генератор имеет более высокое быстродействие в связи с тем, что все подготовительные операции при расчете координат последовательности точек генерируемой линии вы несены за пределы цикла расчета координат очередной точки.

Тем самым сокращается количество операций сложения и преобразования в одном такте вычисления в 2-3 раза, что существенно уменьшает время затрачиваемое на вычисление каждой точки генерируемой линии.

Кроме того, генератор имеет высокую точность вычисления координат точек линии. Это связано с тем, что применяемый алгоритм вычисления позволяет контролировать ошибку вычислений .

Таким образом, генератор имеет высокое быстродействие и высокую точность вычислений координат точек генерируемой линии. Это позволяет использовать его в высококачественных быстродействующих системах вывода (отображения) графической информации, находящих все большее применение в системах автоматического проектирования и автоматизированных системах управления, работающих в реальном масштабе времени.

Claims

Формула изобретения

Генератор векторов, содержащий первый и второй реверсивные счетчики, первый' и второй сдвигающие регистры, первый элемент И, триггер, накапливающий сумматор, входы начальной установки первого и второго реверсивных счетчиков являются первым и вторым информационными входами генератора, а выходы - первым и вторым выходами генератора, управляющий вход первого реверсивного счетчика является входом импульсов Записи кодов генератора, вход Установка в 1 триггера является входом импульсов пуска генератора , первый управляющий вход накапливающего сумматора соединен с входом импульсов записи кодов генератора, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности генератора, он содержит блок вычисления параметров отрезков, блок коммутации, элемент задержки, мультиплексор, суммирующий счетчик, элемент ИЛИ, второй элемент И, первый и второй информационные и управляющий входы блока вычисления параметров отрезков соединены соответственно с первым и вторым информационными входами и входом импуль9 сов записи кодов генератора, третий и четвертый информационные входы блока вычисления параметров отрезков являются третьим и четвертым информационными входами генератора, первый, $ второй, третий и четвертый выходы блока вычисления параметров отрезков подключены соответственно к первому и второму информационным и управляющему входам блока коммутации и информационному входу первого сдвигающего регистра, выход которого подключен к первому информационному входу мультиплексора, второй и третий информационные входы которого соединены соответственно с выходом второго сдвигающего регистре и первым выходом блока коммутации, подключенным к входу начальной установки суммирующего счетчика,.управляющий вход которого соединен с выходом элемента задержки, подключенным к первому входу элемента ИЛИ и к управляющим входам первого и второго сдви- 25 гающих регистров, информационный вход второго сдвигающего регистра соединен с вторым выходом блока коммутации, третий и четвертый выходы ко торого соединены соответственно со счетными входами второго и первого реверсивных счетчиков, входы режима счета которых соединены с пятым и шестым выходами блока вычисления параметров отрезков, третий информационный вход блока коммутации соединен с выходом второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом накапливающего сумматора, подключенным к первому управляющему входу мультиплексора, второй управляющий вход которого соединен с выходом триггера, подключенным к второму входу второго элемента И и к первому входу первого элемента И, второй вход которого является входом тактовых импульсов генератора, выход первого элемента И подключен к информационному входу суммирующего счетчика, к четвертому информационному входу блока коммутации и к второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму управляющему входу накапливающего сумматора, выход суммирующего счетчика подключен к входу Установка в 0 триггера.