Вспомогательное буферное запоминающее устройство телевизионных графических СОИ

2. Вспомогательное буферное запоминающее устройство телевизионных графических СОИ

Как было показано при рассмотрении структурной схемы полнографического СОИ телевизионного типа, ВБЗУ должно иметь большую информационную емкость, определяемую числом точек дискретизации информационного поля, и высокое быстродействие.

В связи с этим для построения модуля ВБЗУ широко используют БИС ОЗУ Н_К динамического типа, обладающие максимальной информационной плотностью на кристалл при низкой удельной стоимости на бит информации. К сожалению выпускаемые БИС этого типа имеют небольшую информационную емкость до 1Мбит (в основном до 256 Кбит). Время выборки t_в БИС МДП‑технологии в пределах 100-200 нс. Недостатком динамических ОЗУ является необходимость организации процесса регенерации содержимого памяти в связи с ограниченным сроком хранения информации в этих ИМС. Обычно период регенерации £ 2мс.

Время выборки ВБЗУ относительно адреса БИС ОЗУ при непосредственном съеме информации в канал формирования видеосигналов должно быть t_в £ Т_Э. Это условие выполняется при относительно небольшом числе ЭО в строке. Поэтому при большом числе точек организуют параллельный вывод информации, в связи с чем разрядность ячейки памяти ВБЗУ в режиме записи n_ВБЗУW и в режиме чтения n_ВБЗУR будут различны:

n_ВБЗУR ³ n_ВБЗУW * m_R,

где m_R - коэффициент увеличения разрядности ВБЗУ при чтении:

m_R ³ t_вВБЗУ / (Т_Э - t_DRG),

где t_DRG - время задержки в выходном регистре ВБЗУ.

В то же время запись информации в ВБЗУ производится побитно для черно-белого изображения или с разрядностью n_ВБЗУW при кодировании признаков цветности или градации яркости.

Следовательно, ВБЗУ строится по принципу памяти с переменной организацией. При записи -

C_ВБЗУW = N_ВБЗУW * n_ВБЗУW;

при чтении

C_ВБЗУR = N_ВБЗУR * n_ВБЗУR.

При сохранении постоянной информационной емкости ВБЗУ в обоих режимах изменение разрядности ячеек памяти приводит к изменению их числа [приравнять (в) и (с) и учесть (а)]:

N_ВБЗУR = N_ВБЗУW / m_R.

При синтезе модуля ВБЗУ из БИС ОЗУ Н_К емкостью

C_НК = N_НК * n_НК,

где N_НК и n_НК - число ячеек памяти накопителя и их разрядность, число ИМС, требуемых для наращивания разрядности

m_P = ] n_ВБЗУR / n_НК [,

а число рядов матрицы накопителей, необходимое для наращивания объема ВБЗУ с целью получения требуемого количества N_ВБЗУ ячеек памяти

m_СТ = ] N_ВБЗУR / N_НК [.

Информация с выхода модульного БИС ОЗУ представлена n_ВБЗУR - разрядным параллельным кодом. Для преобразования ее в импульсы яркостной модуляции (последовательный код) применяют комбинированный регистр (параллельный ввод – последовательный вывод). При этом частота сдвига определяется f_ТГ, а цикличность преобразования (частота поступления сигналов Зп/Чт) –

f_Зп/Чт = f_ТГ / m_P.

В большинстве динамических ЗУ регенерация осуществляется при обращении (записи или считывании) по строке (столбцу). Это означает, что регенерируется содержимое всех ячеек памяти, находящихся в одной строке (столбце) с адресуемой.

При регенерации телевизионного изображения осуществляется последовательное считывание содержимого ВБЗУ по строкам. Обращение ко всем N_ЭС элементам одной строки ВБЗУ при квадратной матрице происходит за период регенерации памяти

Т_рег = Т_С m_P Ö(N_НК) / N_ЭС.

В качестве примера составим структурную схему модуля ВБЗУ для полнографического СОИ телевизионного типа при N_ЭС = N_ЭВ = 512, b_Т = 0.75, b_В = 0.9, a₀ = 0.18, изображение строится без полутонов, т.е. N_АП = 2.

Тогда

n_ВБЗУW = ] log₂ N_АП [ = ] log₂ 2 [ = 1;

C_ВБЗУW = N_ЭС * N_ЭВ * n_ВБЗУW = 512 * 512 * 1 = 256Kx1.

Принимая информационную емкость БИС ОЗУ Н_К 64Кх1 с временем выборки t_в £ 120 нс, имеем

Т_Э = b_Г (1 - a_С) / (N_ЭС f_С) = 0.82 * 0.75 / (512 * 15625) = 77 нс;

при t_DRG £ 30 нс

m_R ³ 120 / (77 – 30) = 3 » 4;

n_ВБЗУR ³ n_ВБЗУW * m_R = 1 * 4 = 4;

m_P= ] n_ВБЗУR / n_НК [ = ] 4 / 1 [ = 4;

N_ВБЗУR = N_ВБЗУW / m_R = 256K / 4 = 64K;

m_C = ] N_ВБЗУR / N_НК [ = ] 64K / 64K [ = 1.

На основании полученных результатов построим функциональную схему ВБЗУ. При этом будем иметь ввиду, что требуемую емкость ВБЗУ для записи (256Кх1) следует нарастить из четырех БИС ОЗУ Н_К. Запись информации будет происходить поочередно в одноименные ячейки памяти (с одинаковым адресом) каждый ИМС. Для этого младшие разряды А₁ и А₂ счетчика адреса записи CrABX возможно подавать на вход дешифратора DC двоичного кода в унитарный десятичный, а выбор ИМС – осуществить по входу “ВК” (выбор кристалла). Остальные адресные разряды счетчиков CrABX и CrABY (выходы соответствующих мультиплексоров MSX и MSY) подадим на объединенные адресные входы БИС. Информационные входы БИС объединим и подключим к выходу Q ГВ.

Организацию ВБЗУ (64Кх4) в режиме чтения обеспечим перестройкой матрицы накопителей таким образом, чтобы получить одну строку (m_C =1) с четырьмя БИС в строке (m_P =4).Это осуществим с помощью счетверенного двухканального мультиплексора MS.

В режиме записи MS обеспечит подключение ко входам ВК выходов DC номера ряда матрицы накопителей.

В режиме чтения (256Кх1) – на входы ВК всех ИМС подадим логическую “1”, что приведет к увеличению разрядности информационных слов (n_ВБЗУR =4). Сигнал адреса чтения подадим с выходов счетчиков CrAPX и CrAPY на объединенные адресные входы всех БИС.

Для преобразования параллельного выходного кода модулей ВБЗУ в сигнал яркостной модуляции ЭЛТ применим комбинационный регистр RG, осуществляющий параллельное занесение информации с приходом сигнала записи (каждый четвертый тактовый импульс), а в паузе между ними (интервал чтения) – последовательный сдвиг информации с тактовой частотой f_ТГ. Разрядность RG определяется m_P.