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帧存储器_百度文库

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帧存储器控制单元的设计 帧存储器控制单元是数字扫描变换的基本组成部分, 它是正确实现坐标转换 的保证。 帧控单元的操作对象是帧存储器, 通过它的控制按扇形方式写入存储器, 而按水平方式读出存储器,实现每一空间采样点地址由极坐标向直角坐标的转 换。

  帧存储器控制单元的设计 帧存储器控制单元是数字扫描变换的基本组成部分, 它是正确实现坐标转换 的保证。 帧控单元的操作对象是帧存储器, 通过它的控制按扇形方式写入存储器, 而按水平方式读出存储器,实现每一空间采样点地址由极坐标向直角坐标的转 换。帧控单元主要由像素地址逻辑单元、读出地址发生器、地址选择单元、冻结 单元、 数据禁止发生器等构成。 帧控电路的设计思想是用累加的方法实现地址转 换。 4.1 像素地址逻辑单元 本部分由 X 0 、 Y0 寄存单元, ? X 、 ? Y 累加器和 X 、 Y 写地址计数器构成。 它是为了实现(2.9)和(2.10)式而设计的。与 A/D 变换器在扇形区域每次进 行二维数据采样的同时, 像素地址逻辑单元就要求同步地提供与此点相对应的直 角坐标系中的地址、 信号幅度量化值及相对应的地址值一同送到图像存储器,在 写操作时同步地存入存储器中。 4.2 读地址产生单元 因为像素在写入帧存储器时经过坐标变换已经符合电视扫描格式了, 因此读 地址发生电路相对就较为简单。读地址发生器包括:X 读地址计数器,Y 地址计 数器和两个 JK 触发器。帧存的输出最终是要送到标准电视设备上进行显示的, 因此帧存储器的读地址就必须与电视信号同步, 同时也要满足帧存储器的具体要 求。在这里我们把 X 读地址计数器定为电视列地址计数器,把 Y 读地址计数器 定为电视扫描行地址计数器, 由帧存的结构即写入时地址所决定,帧存储器一次 读出 16 个点,所以 512/16=32,即帧存储器只需读 32 次即可完成读出一行数据 的任务,故 X 地址计数器由五位地址线组成。而图像的行数为 512,所以需要 9 位二进制地址信息,为了与电视扫描同步,Y 地址计数器采用电视行消隐信号作 为 Y 地址计数器的计数时钟,Y 地址计数器是由 8 位计数器构成的。行地址的 最高位加入了场指示信号是由电视的隔行扫描所要求的, 当场同步信号为低电平 时是偶数场扫描,高电平时是奇数场扫描。 4.3 地址选择单元 由于所选用的帧存储器容量为 16K*4bit, 本应有 14 条地址线, 而实际上该 种芯片只有七根地址线,要确定一个选择单元把 14 位地址信息分为两组,每组 七位分别作为存储单元的行地址和列地址并在行列选择信号的控制下分时送入 存储器的行列地址锁存器, 从而选定一个存储单元。这样在七根地址线上某一时 刻可以是行地址也可以是列地址, 又因为帧存储器在一个存储周期内既有读操作 又有写操作,它也需要一个读写地址选择器。综合以上,需要一个总的地址选择 器对四种地址进行选择, 一次只准一个地址送入存储器,在读写控制信号和行列 选择信号控制下完成存储器的读写操作。行列地址选择单元如下图所示: 写 行 AYW21 AYW11 AXW81 AXW71 AXW61 AXW51 AXW41 列 AYW01 AYW81 AYW71 AYW61 AYW51 AYW41 AYW31 行 AFR71 AFR61 AFR41 AFR31 AFR21 AFR11 AFR01 读 列 OFA0 AFRD1 AFRC1 AFRB1 AFRA1 AFR91 AFR81 X 写地址的低四位 AXW31~AXW01 送入两片 3/8 译码器中,产生 16 个译 码状态输出去选择 16 片 RAM 芯片。 4.4 冻结控制单元 图 4—8 为帧存储器片选信号控制电原理图, 冻结控制是在这一部分完成的。 从图中可以看出,X 写地址计数器的低四位 AXW31~AXW01 被送到地址译 码器产生 16 个片选信号,分别表示为 WE00,WE10,WEF0。译码器的使能端 是受到写使能、写使能门信号和冻结控制信号综合控制的。 U1 AXW31--01 4--16 译码器 4 WEF0–WE00 16 去各存储器 写使能端 U4 WREN0 U2 CRBSY WEFB1 U3 当冻结控制信号 CRBSY 为“1”时,写使能门信号 WEFB1 为高电平时(即 为存储器写周期) ,与门 U3 的输出为高电平,释放了对非门 U2 的封锁,写使能 信号 WREN0 经过反相后送到与非门 U4 的输出端,当写使能信号为低电平时, U4 的输出为低电平,译码器开始工作,译出 16 个片选信号控制帧存写操作。当 写使能门信号 WEFB1 为低电平即帧存读周期时,则 U3 的输出为低电平,它封 锁了写使能信号并使 U4 输出高电平,此时译码器停止工作,译码器全部输出为 高电平, 16 片存储器全部处于读数据状态,从而实现了一次读出 16 个象素点 即 的操作。若冻结信号 CRBSY 处于低电平时,则 U3 的输出始终为低电平,U4 输 出为高电平,译码器输出总为高电平,存储器处于只读状态,新的信息不能写入 存储器,从而实现了图像冻结功能。 4.5 写数据禁止发生单元 存储器的矩阵大小为 512*512,每一矢径的采样点也为 512,这样靠近轴线 的矢径整个长度都能存入存储器, 但离轴线较远的矢径, 整个长度则不能够存下, 使多出的一个虚角在存储器的外面,如不采取必要的措施,这个存不下的虚角就 要平移反折到存储器中去,造成图像画面的混乱。 之所以会造成这种错误,是因为存储器的寻址方式采用的是计数器方式。 以扇形最右边矢径为例,当他存储到边缘时 X 计数器为 1EEH,由于采样继续进 行,计数器变为 00H,继而 01H,02H??,这样就使这一矢径的剩余部分平移 反折到存储器的另一侧。 同理最左边矢量平移反折到最右侧。写数据禁止发生器 正是为了使画面不出现这样的平移反折现象,在两侧矢径到达存储器边缘时,将 计数器地址锁定而设计的。

  
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