Комбинированный программно-аппаратный метод представления эволюций сложных пространственных перемещений символов объектов

Ужесточение требований отображения множества разнотипных движущихся сложных символов объектов (часто представленных матрицами 32х32 и более), отображаемых на цветном картографическом фоне экранов систем представления воздушной обстановки в реальном времени, вызвали поиск новых методов построения таких систем. Задача усложняется еще и тем, что изображения типов таких символов могут варьироваться в широких пределах.

Поэтому задача быстрого преобразования данных, обеспечивающая на экране эволюции множества движущихся объектов и их адекватного отображения, представляемого в виде символов на цветном картографическом фоне, является по прежнему весьма актуальной.

Частично такая задача решается с помощью программно-аппаратного метода, в соответствии с которым часть вычислительных операций, осуществляемых ранее программным путем, выполняется аппаратурно с помощью геометрического процессора названного генератором вращения.

Структурная схема такого генератора вращения символов показана на рис. 7.3, а временная диаграмма его работы представлена на рис. 7.4.

По сравнению с другими имеющимися методами, программно-аппаратный метод быстрой реализации плавного вращения обеспечил лучшее отображение эволюций сложных изображений символов, осуществляемых синхронно с изменением ориентации объектом, при размерах базовых матриц более 24 х 24. Однако опыт применения таких генераторов показал значительные затраты времени на перестройку блока базовых матриц в условиях быстрой смены типов изображений символов.

Для ликвидации отмеченного недостатка нами предлагается комбинированный программно-аппаратный метод представления эволюций сложных пространственных перемещений. Главная особенность метода состоит в том, что в качестве элементов памяти блока базовых матриц взяты бистабильные симметричные переключатели с памятью, которые имеют свойство сохранять своё состояние памяти при отключении питающих напряжений.

Предлагаемый метод имеет основное преимущество по сравнению с известными решениями, которое состоит в резком сокращении временных затрат на перестройку блока памяти базовых символов и, в связи с этим, большей универсальностью применений.

Рис. 7.3. Структурная схема генератора вращения символов

Реализация предлагаемого метода представлена структурной схемой, показанной на рис. 7.5.

Это устройство может быть использовано для хранения, считывания изображений сложных символов, а также применено для перезаписи информации (микропрограмм, таблиц функций, значений констант и т.д.).

Оно содержит входной регистр 1, один из выходов которого, представляющий собой совокупность шин от первой группы разрядов кода адреса перезаписи строки блока памяти базовых символов -3, подключенных ко входу первого дешифратора перезаписи строк - 2, а другой выход регистра (совокупность шин от второй группы разрядов кода адреса перезаписи столбца блока 3) – ко входам второго дешифратора перезаписи столбцов - 4. Выходы дешифратора 2 подключены к первым (управляющим) входам первых элементов И_стр. - 5, выходы которых соединены со строками блока памяти 3. Вторые входы элементов И_стр. - 5 подключены к соединенным между собой выходам ключа записи 6 и ключа стирания и считывания 7. На вход 8 ключа записи 6 подается сигнал «Запись», на входы 9 и 10 элемента ИЛИ 17, выход которого является входом ключа 7, соответственно, сигналы «Стирание» и «Считывание». Выходы второго дешифратора 4 подключены к первым входам вторых элементов И_стлб. - 11, вторые входы которых соединены со входом 8. Выходы элементов И_стлб. - 11 подключены к первым входам элементов ИЛИ 12, вторые входы которых подключены ко входу ключа стирания и считывания 7. Выходы элементов ИЛИ 12 соединены с первыми входами выходных ключей 13, вторые входы которых подключены к выходам блока памяти 3. Выходы 14 ключей 13 служат для выдачи сигналов считывания. В блоке памяти базовых символов 3 элемент памяти - ЭП представлен схемой, показанной на рис. 2.13, состоящий из последовательно соединенного симметричного бистабильного переключателя 15 и полупроводникового диода 16.

Элемент ИЛИ 17 подключен ко входу ключа стирания и считывания 7 и ко входам элементов ИЛИ 12. Предлагаемое устройство быстрого преобразования конфигураций символов работает в трех режимах: записи, стирания и считывания.

Рис. 7.6. Принципиальная электрическая схема элемента памяти

В режиме записи во входной регистр 1 поочередно заносятся коды адресов тех ячеек блока памяти 3, в которые требуется записать информацию. Первая группа разрядов кода − номера строки, а вторая – номер столбца блока 3. При поступлении на вход дешифратора 2 первой группы разрядов на управляющий вход элемента И_стр. - 5, выход которого подключен к требуемой строке блока 3, подается разрешающий сигнал. Вторая группа разрядов входного регистра, представляющая код адреса столбца, поступает на вход второго дешифратора 4, разрешающий сигнал при этом подается на вход элемента И_стбл. - 11, соответствующего требуемому столбцу блока памяти 3. После занесения во входной регистр 1 очередного кода адреса на вход 8 подается сигнал «Запись», который поступает на вход ключа записи 6 и на вторые входы всех элементов И_стбл. - 11. При этом на выходе ключа записи 6 формируется импульс напряжения для записи информации, поступающей на вторые входы всех элементов И_стр. - 5, причём с выхода элемента И_стр. - 5 импульс записи на соответствующую строку блока памяти 3 поступает только в том случае, если на первом входе элемента И_стр. - 5 имеется разрешающий сигнал от дешифратора перезаписи строки 2. Совпадение служебного сигнала «Запись» с разрешающим сигналом от дешифратора 4 на входе одного из элементов И_стлб. - 11 приводит к передаче с его выхода через соответствующий элемент ИЛИ_стлб. - 12 разрешающего сигнала на вход соответствующего выходного ключа - 13. Этот ключ открывается и для элемента памяти ЭП_n,m, включенного между соответствующим столбцом и выбранной строкой, электрическая цепь записи получается замкнутой. Все другие выходные ключи 13 остаются закрытыми, из-за чего для остальных запоминающих элементов выбранной строки блока памяти 3 электрическая цепь записи оказывается разомкнутой.

Таким образом, в течение каждого импульса записи в заданное состояние переключается определенный запоминающий элемент, составляющий конфигурацию символа, адрес которого поступает на входной регистр 1.