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_{в ВБЗУ} / (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.