Устройство для ввода информации

Устройство для ввода информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИН-. ФОРМАЦИИ, содержащее блок сопряжения , блок индикации, видеоусилитель, дискриминатор, формирователь импульсов , блок сдвиговых регистров и датчик видеосигналов, выход которого . подключен к входам блока индикации и видеоусилителя, выход которого соединен с входом формирователя импульсов и входом дискриминатора, выход которого соединен с входом последовательного ввода блока сдвиговых регистров, выход которого подключен к информационному входу блока сопряжения , выход-вход которого является входом-выходом устройства,отличающееся тем, что, с целью повьппения быстродействия устройства , в него введены распределитель, счетчик, блок готовности данных и первый элемент И, выход формирователя импульсов соединен с входом распределителя, первь1й выход которого подключен к синхровходу блока сдвиговых регистров, а второй - к информациоиньм входам блока готовности данных, адресный вход которого и управляющий вход блока сдвиговых регистров соединены с выходом счетчика, счетный вход которого, первый вход первого элемента И и управлякиций вход блока готовности данных подключены к управляющему выходу блока сопряжения, выход блока гото1вности данных соединен с вторым 8 входом первого элемента И, выход ко торого подключен к управлякщему входу блока сопряжения. 2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок готовности данных содержит мультиплек . сор, демультшшексор, одновибратор и счетные триггеры, счетные входы которых являются информационными входами блока, а установочные входы Э соединены с выходами демультиплексоо ра, управляю1цие входыкоторого и управляющие входы мультиплексора яв (N9 ляются адресными входами блока, вых ходы счетных триггеров подключены к информационным входам мультиплексора , выкод которого является выходом блока, вход одновибратора является управляющим входом блока, а выход подключен к информационному входу демультиплексора. 3.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что блок сопфяжения содержит второй элемент И, «дешифратор, ключи и формирователи, входы-выходы которых являются входом

ООЮЭ СОЮЕТСНИХ

NIIWN

РЕСПУБЛИК

359G06F 07

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автс номм clsgalWamev

ГООЗЯРРСТОЕННЮ КОМИТЕТ CCCP

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ,(21) 3576266/18-24 (22) 08.04.83 (46) 23.08.84. Бюл. М 31 (72) С.А. Кузьмин (7.1) Ордена Ленина институт проблем управления (53) 682.327.21(088.8) (56) 1. Britanak V. Sloboda F Trebaticky I Amodular dision system for

inspection, materials handling and

assembly. — Proc II Int. Conf "Artificial intelligence and information control systems of robots", 1982, Smolen ice, р. 24-29.

2. Волков В.М., Иванов А.А. Методы преобразования и обработки видеоинформации для систем искусственного зрения роботов. — "Электронная промьппленность", 1981, В 10-. с . 9-14 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ BBOEIA ИН-.

ФОРМАЦИИ, содержащее блок сопряжения, блок индикации, видеоусилитель, дискриминатор, формирователь импульсов, блок сдвиговых регистров и датчик видеосигналов, выход которого, подключен к входам блока индикации и видеоусилителя, выход которого соединен с входом формирователя импульcos и входом дискриминатора, выход которого соединен с входом последовательного ввода блока сдвиговых регистров, выход которого подключен к информационному входу блока сопряжения, выход-вход которого является входом-выходом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппення быстродействия устройства, в .него введены распределитель, счетчик, блок готовности данных и

4 l

asl а) первый элемент И, выход формирователя импульсов соединен с входом распределителя, первый выход которого подключен к синхровходу блока сдвиговых регистров, а второй — к информационным входам блока готовности данных, адресный вход которо"

ro и управляющий вход блока сдвиговых регистров соединены с выходом счетчика, счетный вход которого, первый вход первого элемента И и управляющий вход блока готовности данных подключены к управляющему выходу блока сопряжения, выход блока готовности данных соединен с вторым входом первого элемента И, выход ко- Е торого подключен к управляющему входу блока сопряжения.

2. Устройство по п. t, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок готовности данных содержит мультиплек. а .сор, демультиплексор, одновибратор и счетные триггеры, счетные входы которых являются информационными входами блока, а установочные входы соедчнены с выходами демультиплексора, управляющие входы которого и управляющие входы мультиплексора являются адресными входами блока, выходы счетных триггеров подключены к информационным входам мультиплексора, выход которого является выходом блока, вход одновибратора является управляющим входом блока, а вы- ф ход подключен к информационному входу демультиплексора.

3. Устройство по п. 1, о т л и-! ч а ю щ е е с я тем, что блок сон;ряжения содержит второй элемент И,,дешифратор, ключи и формирователи, входы-выходы которых являются вхолом1109728 выходом блока, выходы формирователей ,подключены к входам дешифратора, управляющие входы соединены со стробирующими входами ключей и являются управляющим входом блока, управ1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах технического зрения адаптивных промышленных роботов. 5

Известно устройство ввода информации, содержащее телекамеру, блок видеоконтроля, дискриминатор, блок

1 формирования стробирующих импульсов, буферную память для оцифрованного изображения и блок сопряжения с

ЭВМ (1 1.

Недостатком устройства является его сложность из-за того, что введение буферной памяти значительного объема сильно усложняет и удорожает систему.

Наиболее близким к изобретению является устройство для ввода информации, содержащее телекамеру, блок видеоконтроля, дискриминатор, буферный сдвиговый регистр, блок формирования стробирующих импульсов и блок сопряжения с ЭВМ. В этом устройстве оцифрованный видеосигнал заносится в сдвиговый регистр, который по мере заполнения считывается в ЭВМ 1,2 ).

Недостатком известного устройства ,является невысокое быстродействие, 30 связанное с программным определением факта заполнения буферного сдвигового регистра (путем опроса регистра состояния устройства). . Цель изобретения — повышение быст- gg родействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для ввода информации, содержащее блок. сопряжения, блок индикации, видеоусилитель, дискриминатор, формирователь импульсов, блок сдвиговых регистров и датчик видеосигналов, выход которого под.ключен к входам блока индикации и видеоусилителя, выход которого соеляющие выходы подключены к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход является управляющим выходом блока.

2 динен с входом формирователя импульсов и входом дискриминатора, выход которого соединен с входом последовательного ввода блока сдвиговых регистров, выход которого подключен к информационному входу блока сопряжения, выход-вход которого является входом-выходом устройства, введены распределитель, счетчик, блок готовности данных и первый элемент И, выход формирователя импульсов соединен с входом распределителя, пер" вый выход которого подключен к синхровходу блока сдвиговых регистров, а второй — к-информационным входам блока готовности данных, адресный вход которого и управляющий вход блока сдвиговых регистров соединены с выходом счетчика, счетный вход которого, первый вход первого элемента И и управляющий вход блока готовности данных подключены к управляющему выходу блока сопряжения, выход блока готовности соединен с вторым входом первого элемента И, выход которого подключен к управляют щему входу блока сопряжения.

Кроме того блок готовности данных содержит мультиплексор, демультиплексор, одновибратор и счетные триггеры, счетные входы которых являются информационными входами блока, а установочные входы соединены с выходами демультиплексора, управляющие входы которого и управляющие входы мультиплексора являются адресными входами блока, находы счетных триггеров подключены к информационным входам мультиплексора, выход которого является выходом блока, вход одновибратора является управляющим входом блока, а выход — подключен к информационному входу демультиплексора.

Причем блок сопряжения содержит второй элемент И, дешифратор, клю1109728

30

50 чи и формирователи, входы-выходы которых являются входом выходом блока, выходы формирователей подключены к входам дешифратора, управляющие входы соединены со стробирующими входами ключей и являются управляющим входом блока, управляющие выходы подключены к первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с выходом дешифратора, а выход является управляющим выходомблока.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, на фиг. 2 — блок-схема распределителя на фиг. 3 — схема блока готовности данньж на фиг. 4 и 5схемы реализаций соответственно формирователя импульсов и блока сопряжения с ЭВМ.

Устройство содержит датчик 1 видеосигнала (стандартную телекамеру), блок 2 индикации, видеоусилитель 3, дискриминатор 4, блок 5 сдвиговых регистров, формирователь 6 импульcos, блок 7 сопряжения, распределитель 8, блок 9 готовности данных, счетчик 10,. первый элемент И 11, делитель 12 частоты, другой счетчик 13, другой дешифратор 14, узел

15 выходных ключей, счетные триггеры 16, одновибратор 17, мультиплексор 1.8, демультиплексор 19, синхронизатор 20, счетчики 21 и 22, триггеры 23 и 24,тактовый генератор 25, третий элемент И 26, ключи 27, формирователи 28, дешифратор 29, второй элемент И 30.

Устройство работает следующим образом.

Видеосигнал, вырабатываемый датчиком 1 и контролируемый с помощью блока 2, усиливается видеоусилителем

3 (где одновременно осуществляется привязка уровня черного) и поступает на вход дискриминатора 4 и вход формирователя 6 импульсов. Дискриминатор 4 производит квантование видеосигнала на два уровня, который затем поступает на входы последовательного кода всех сдвиговых регистров блока 5 сдвиговых регистров.

Синхронизатор 20 выделяет из пол- ного видеосигнала строчные и кадровые синхроимпульсы (при этом, если необходимо, возможен пропуск части строк). Кадровые синхроимпульсы сбрасывают счетчик 21 и устанавли,вают триггер 23, который сбрасывается сигналом переполнения счетчика.

j с

Счетчик 21 и триггер 23 ограничивают область вводимого иэьбражения по вертикали. Счетчик 22 и триггер 24 выполняют аналогичную функцию в ro5 ризонтальном направлении.

В пределах заданной таким образом

II It рамки элемент И 26 пропускает так- товые импульсы от генератора 25 на вход распределителя 8. В начальный

10 момент распределитель 8 передает импульсы на синхровход первого сдвигового регистра в блоке 5 сдвиговых регистров, и отсчеты квантованного видеосигнала последовательно

15 заносятся в регистр. Содержание всех остальных регистров при этом не изменяется. После того, как передается и стробирующих импульсов, счетчик

13 увеличивает свое содержимое на единицу, дешифратор 14 открывает другой ключ в узле 15 и импульсы передаются на следующий регистр. В момент изменения состояния счетчика

13 происходит установка триггера 16, который срабатывает по заднему Фронту сигнала, поступающего с соответствующего выхода дешифратора 14.

Аналогично происходит запись в другие регистры. После заполнения всего буфера запись вновь производится в первый регистр, который к тому времени должен быть уже считан.

При считывании информации сигнал разрешения передачи, который пропускается элементом И 30 в том случае, если дешифратор 29 сигнализирует об обращении к устройству, поступает на первый вход элемента. И 11. Если регистр, номер которого содержится в счетчике 10, заполнен, то через мультиплексор 18 с соответствующего триггера 16 на второй вход элемента

И поступает уровень логической "1" и на выходе этого элемента формируется ответный управляющий сигнал. Этот сигнал через формирователи 28 передается в магистраль ЭВМ, а также открывает ключи 27. По его переднему фронту данные считываются в память машины. По заднему фронту сигнала разрешения передачи счетчик 10 увеличивает свое содержимое на единицу, а одновибратор 17 вырабатывает

5 .сигнал сброса, который через демультиплексор 19 поступает на вход асинхронного сброса триггера 16, соответствующего опрошенному регистру.

Если к моменту прихода сигнала раз1109728

40 решения передачи данные еще не готовы, то выработка ответного управляющего сигнала задерживается до окончания заполнения регистра.

Введенный в устройство узел готовности данных, содержащий блок готовности данных, счетчик и элемент И, позволяет избежать необходимости программного опроса регистра состояния устройства и тем самым существенно noBbIcHTh скорость ввода иэображения. Узел формирования сигнала готовности данных осуществляет аппаратурную задержку ответного управляющего сигнала, который в ЭВМ с асинхронной передачей данных должен вырабатываться периферийными устройствами в ответ на сигнал разрешения передачи. Сигнал разрешения переда- . чи, поступающий на первый вход элемента И из блока сопряжения с ЭВМ, проходит на вход ответного управляющего сигнала блока сопряжения лишь после окончания заполнения сдвигового регистра, предотвращая тем самым преждевременное считывание. Переключение регистров при считывании осуществляется автоматически счетчиком изменяющим свое содержимое по

У

30 заднему фронту сигнала разрешения передачи, что также позволяет избежать лишних машинных команд. Распределитель осуществляет переключение регистров при записи, а также установку триггеров в блоке готов35 ности данных по мере заполнения соответствующих регистров. Необходимо подчеркнуть, что переключение регистров при записи и считывании происходит по циклическому закону, а процессы записи и считывания различных регистров идут параллельно.

При выполнении определенного условия на длину буфера 9 это свойство поз45 воляет максимально использовать ресурсы ЭВМ, т.е. исключить простои процессора, связанные с пропуском неинформативньтх участков,. видеосигнала, и довести среднее время считывания одного регистра до времени исполнения одной короткой операции.

Длину буфера в можно рассчитать следующим образом. Пусть Р- макси- мальное количество считываний, которое может быть вь>полнено за время одной телевизионной строки при отсутствии задержек ответного управляющего сигнала (и соответственно максимальное количество циклов записи, допустимое за время телевизионной строки), ьс — время одного считывания при данных условиях (фактически это время короткой операции

ЭВМ) и с — длительность цикла за3 полнения одного регистра (t (7 ).

9 с

Так как буфер замкнут в кольцо, то в момент окончания (й — )-го цикла записи должно быть закончено по крайней мере (й-rn) считывание, в противном случае запись производится в регистр, который еще не считая, и

его содержимое теряется. Это условие можно записать в следующем виде (N=1) С

),N-m

"с . въNгде 1 — целая часть числа.

Ожидаемый положительный эффект от использования изобретения заключается в значительном повышении скорости ввода изображения по сравнению с известным устройством. Это можно подтвердить следующими расчетами. В известном устройстве за время одной телевизионной строки буферный регистр может быть считан только один раэ. Если разрядность испольэуеь,эй ЭВМ равна и а строка вводимого бинарного изображения содержит M элементов, то для ввода всего изображенная известному устройству потребуется N/h телевизионных полукадров. При и = 16 и типичном значении М = 128 ввод займет 128/16=8 полукадров или 160 мкс. Предлагаемое устройство позволяет опрашивать регистры со скоростью исполнения короткои операции. Для распространенной микро-ЭВМ "Электроника -60" зто время не превышает 8 мкс. Тйким образом, за время телевизионной строки (64 мкс) цикл считывания может быть повторен Я раз, поэтому изображение с размером строки 128 элементов считывается 3а один проход, т.е. за 20 мкс или в 8 раз быстрее, чем в известном устройстве.

Для машины с большей производительностью выигрьпп по быстродействию еще выше.

1109728

1109728

Фиг.4;

1109728

Составитель И. Алексеев

Редактор О. Бугир Техред М.Гергель Корректор О. Билак

Заказ 6084/33 Тирак 699. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-.35,.Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4