13001

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

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Лекция №8 Комбинированный программноаппаратный метод представления эволюций сложных пространственных перемещений символов объектов Ужесточение требований отображения множества разнотипных движущихся сложных символов объектов часто представленных матрицами 32

Русский

2013-05-07

237 KB

0 чел.

Лекция №8 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 [81], 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. 2.10, а временная диаграмма его работы представлена на рис. 2.11.

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 [81-84], 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. 2.10. Структурная схема генератора вращения символов


Реализация предлагаемого метода представлена структурной схемой, показанной на рис. 2.12.

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  Истр. - 5, выходы которых соединены со строками блока памяти 3. Вторые входы элементов Истр. - 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 Истлб.  - 11, вторые входы которых соединены со входом 8. Выходы элементов Истлб. - 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. 2.13. 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 Истр. - 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 Истбл. - 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 Истбл.  - 11. При этом на выходе ключа записи 6 формируется импульс напряжения для записи информации, поступающей  на вторые входы всех элементов Истр. - 5, причём с выхода элемента Истр. - 5 импульс записи на соответствующую строку блока памяти 3 поступает только в том случае, если на первом входе элемента Истр. - 5 имеется разрешающий сигнал от дешифратора перезаписи строки 2. Совпадение служебного сигнала «Запись» с разрешающим сигналом от дешифратора 4 на входе одного из элементов Истлб. - 11 приводит к передаче с его выхода через соответствующий элемент ИЛИстлб. - 12 разрешающего сигнала на вход соответствующего выходного ключа - 13. Этот ключ открывается и для элемента памяти ЭПn,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.


Иn

Иn-1

И1

Иn

Иn-1

И1

Иn

Иn-1

И1

Четвертый регистр сдвига (m разрядов)

1й блок

2й блок

mй блок

Иm

Иm-1

И1

Иm

Иm-1

И1

Иm

Иm-1

И1

Третий регистр сдвига(n разрядов)

     1й блок

(n-1)й 

блок

nй блок

nй блок

1й блок

2й блок

mй блок

n-й такт

2-й такт

1-й такт

1-й распределитель тактов                4

m-й такт

2-й такт

1-й такт

2-й распределитель тактов                5

(m-1) такт

n-й такт

(n-1)й такт

1-й такт

4-й распределитель тактов                7

m-й такт

1-й такт

3-й распределитель тактов                6

Дешифратор

положен.

символа

2

ЭП1,1

ЭП1,2

ЭП1,m

ЭП2,1

ЭП2,2

ЭП2,m

ЭПn,1

ЭПn,2

ЭПn,m

Блок памяти базовых                               символов                            22

3

Дешифратор базовых символов

1

Формирователь пилообразного напряжения Y

9

Формирователь  пилообразного напряжения X

8

Иm

Иm-1

И1

Иm

Иm-1

И1

Иm

Иm-1

И1

Второй регистр сдвига (n разрядов)

Иn

Иn-1

И1

Иn

Иn-1

И1

Иn

Иn-1

И1

Первый регистр сдвига (m разрядов)

ИЛИ

21

Код символа

24

11

12

10

23

Кок вниз                                                                                                                                             16

Кок вправо                                                                                                                                          15

Кок влево                                                                                                                                          14

Кок вверх                                                                                                                                          13

20

19

18

17

(m+1)-й

m-й

(m-1)-й

0-й          1-й        2-й

импульс

Точка конца развертки

Синхросерия

 a

В

А                 Б

Шина

«Код символа»

 б

Строб

 в

1

Дешифратор

базовых

символов

 г

Блок памяти базовых символов

 д

Дешифратор положения

символа

 е

2-й такт      

1-й такт

  ж

1-й

распределитель

тактов

Точка начала первой  строки

Точка начала развертки

  з

Точка конца строки

Формирователь пилообразного напряжения Х

Точка начала второй строки

Обратный ход луча

1-я строка

Формирователь пилобразного напряжения Y

2-я строка

   и

0

1

1

0         0

Сигналы с выхода

первого регистра сдвига

Числоимпульсный код, формирующий изображение 1-й сроки. Передается через схему ИЛИ и усилитель подсвета на модулятор ЭЛТ.

   к

Экран

Траектория движения луча

Исходное

состояние

Рис. 2.11. Временная диаграмма работы генератора вращения символов.

Светящиеся точки

Ключ записи

6

Сигнал

«Запись»

8

Ключ стирания

и

считывания

7

1я строка

Блок памяти базовых символов

3

Дешифра-тор

пере-записи строк

2

 ЭП1,2

 ЭП1,m

 ЭП1,2

Истр.5

На входы

регистров сдвига

Сигнал «Стирание»

2я строка

9

ИЛИ

17

Сигнал «Считывание»

10

 ЭП2,m

 ЭП2,2

 ЭП1,1

Истр.5

nя строка

Форм.  пилообр. напр. X

Входной регистр

 ЭПn,m

 ЭПn,2

 ЭПn,1

Истр.

5

mй столбец

2й столбец

1й столбец

Код перезаписи строк

Код перезаписи столбца

Код символа

1

13

13

13

Форм. пилообр.

напр. Y

ИЛИcтлб.12

ИЛИстлб.12

ИЛИстлб.12

14

14

14

ИЛИ

2

Дешифратор

базовых

символов

1-й такт

Истлб.

11

Истлб.

11

Истлб.

11

(n-1)й такт

4-й расприделитель тактов

С выходов регистра сдвига

n-й такт

1-й такт

(m-1) такт

3-й расприделитель тактов

Дешифратор перезаписи столбцов

4

2-й такт

1-й такт

m-й такт

2-й расприделитель тактов

На входы регистров сдвига

Дешифратор

положения

символа

Шина „Код символа”

m-й такт

1-й такт

2-й такт

n-й такт

1-й расприделитель тактов

Рис. 2.12. Структурная схема реализации комбинированного программно-аппаратного метода преставления эволюций сложных пространственных перемещений


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

41933. Выполнение действий с матрицами в программе MathCad 69.08 KB
  Задание: 1 Создать матрицы. 3 Найти ранг матрицы А ранг матрицы наибольший порядок минора этой матрицы который отличный от нуля: rnk. 4 В символьном виде выполнить транспонирование матрицы В т. заменить местами строки и столбцы матрицы В.
41934. Нахождение решений системы линейных уравнений в MathCad 60.43 KB
  Тема: Нахождение решений системы линейных уравнений в MthCd. Цель работы: нахождение решений системы линейных уравнений в программе MthCd. Коэффициенты при неизвестных Свободные члены...
41935. Нахождение решений системы нелинейных уравнений в MathCad 45.24 KB
  Тема: Нахождение решений системы нелинейных уравнений в MthCd. Цель работы: нахождение решений системы нелинейных уравнений в программе MthCd . Задание: 1 Найти решение системы нелинейных уравнений с использованием так называемого блока решений .
41936. Символьные действия математического анализа в MathCad 73.2 KB
  Цель работы: определение неопределенных и определенных интегралов и производных в программе MthCd с использованием символьных операций. Неопределенный интеграл: Определенный интеграл: Производная: Задание: Применяя последовательно к каждой функции команды меню Symbolic Simplify найти: Найти: Неопределенный интеграл. Определенный интеграл 3 Производную первого порядка. Решение: Выводы В ходе выполнения лабораторной работы с помощью Mthcd научились применяя команды меню Symbolic Simplify находить неопределенный интеграл...
41937. Вычисление производных в задачах геометрии и частных производных 47.73 KB
  Тема: вычисление производных в задачах геометрии и частных производных. Цель работы: вычисление производных в задачах геометрии и нахождение частных производных высоких порядков в программе MthCd . 2 Выполнить числовое и символьное вычисление частных производных высшего порядка от функции трех переменных: fx=zsinxyz2 в точке M111.
41938. Вычисление интегралов в задачах геометрии и механики 99.01 KB
  Тема: вычисление интегралов в задачах геометрии и механики. Цель работы: вычисление интегралов в задачах геометрии и механики в программе MthCd. Ход выполнения работы: Выводы В ходе выполнения лабораторной работы с помощью Mthcd научились вычислять интегралы в задачах геометрии и механики а именно: решать систему уравнений; находить площадь через двойной интеграл статические моменты координаты центра тяжести.
41939. Решение обычных дифференциальных уравнений в MathCad 87.45 KB
  Тема: решение обычных дифференциальных уравнений в MthCd. Цель работы: с использованием встроенных функций и блочной структуры найти решение обычных дифференциальных уравнений. Задание: 1 Найти решение обычного дифференциального уравнения y =fxy с использованием блока решений.
41940. Изучение внешнего и внутреннего законов фотоэффекта 83.44 KB
  Цель работы: Изучить законы фотоэффекта вычислить постоянную Планка вычислить работу выхода. Так как фотон движется со скоростью света то он обладает импульсом с абсолютной величиной p = mc = hv c Работа выхода. энергия ε которую нужно сообщить электрону для того чтобы он вырвался с максимальной скоростью Vm из пластины характеризуемой работой выхода А определяется соотношением: ε =1 2 mVm 2 А = eUeU0 где U0 =А e – потенциал...
41941. Изучение терморезистора. Определение константы 294.8 KB
  РТ21 Лабораторная работа № 9 Изучение терморезистора. Цель работы: Изучить терморезистор определить константу терморезистора В. Зависимость сопротивления терморезистора от температуры с достаточной точностью выражается формулой: 1 где А константа пропорциональная холодному сопротивлению терморезистора при 20 С В константа зависящая от физических свойств полупроводника терморезистора. Постоянная В является одной из важнейших характеристик терморезистора так как она определяет его температурный коэффициент...