MP: Jahrgang 1, Heft 4 [Reprint 2022 ed.] 9783112610688, 9783112610671

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Z E I T S C H R I F T FÜR M I K R O E L E K T R O N I K • C O M P U T E R T E C H N I K • INFORMATIK

Heft 4 • 1987

Mikroprozessortechnik— VEB Verlag Technik Berlin ISSN 0233-2892

12. MikroelektronikBauelemente-Symposium Grafik-Interface mit GDC U 82720 ISACAD - ein Entwurfssystem für bipolare digitale Gate-Array-Schaltkreise

Passende Chips

Listing eines Steuerprogramms in PASCAL für den Grafik-Display-Controller U 82720 Lesen Sie dazu unseren Beitrag auf S. 99. 6DC-Beispielprogramme Verz 1.0 (c; r-eterliüolf Seite 2

GDc-Beispieiprograwe vers 1.0 (c> petenwoif Seite 3

{Kommandoausgabe -n den GDC} Procedure Commano

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Werner Kunke, Steffen Zeidler: Programmierung von Ablaufsteuerungen

Informationen zu weiteren auf dem 12. MEBS In Vorträgen vorgestellten Bauelementen der Computertechnik finden Sie in den folgenden Ausgaben der Mikroprozessortechnik.

Heftpreis 5,-M, Abonnementspreis vierteljährlich 15,-M; Auslandspreise sind den Zeitschriftenkatalogen des Außenhandelsbetriebes BUCHEXPORT zu entnehmen. Bezugsmögllchkeiten DDR: sämtliche Postämter; SVR Albanien: Direktorije Quendrore e Perhapjes dhe Propagandilit te Librit Rruga Konference e Pezes, Tirana; VR Bulgarien: Direkzia R.E.P., 11 a, Rue Paris, Sofia; VR China: China National Publications Import and Export Corporation, West Europe Department, P.O. Box88, Beijing; ÖSSR: PNS-Ustfedni Expedicia a Dovoz Tlsku Praha, Slezskä 11,120 00 Praha 2, PNS, Ostredna Expedicia a Dovoz Tla6e, Poäta 022,885 47 Bratislava; SFR Jugoslawien: Jugoslovenska Knjiga, Terazija 27, Beograd; Izdavacko Knjilarsko Produzete MLADOST, llica 30, Zagreb; Koreanische DVR: CHULPANMUL Korea Publications Export & Import Corporation, Pyongyang; Republik Kuba: Empresa de Comercio Exterior de Publicaciones, O'Reilly No. 407, Ciudad Habana; VR Polen: C.K.P.i.W. Ruch, Towarowa 28,00-958 Warszawa; SR Rumänien: D.E.P. Bucuresti, Pia|a Sctnteii, Bucure§ti; UdSSR: Sämtliche Abteilungen von Sojuzpe£at' oder Postämter und Postkontore; Ungarische VR: P.K.H.I., Külföldl ElöfizetÄsi Osztäly, P.O. Box 16,1426 Budapest; SR Vietnam: XUNHASABA, 32, Hai Ba Trung, Hanoi; BRD und Berlin (West): ESKABE Kommissions-Grossobuchhandlung, Postfach 36,8222 Ruhpolding/Obb.; Helios-Literatur-VertriebsGmbH, Eichbomdamm 141-167, Berlin (West) 52; Kunst und Wissen Erich Bieber OHG, Postfach 46,7000 Stuttgart 1; Gebrüder Petermann, BUCH + ZEITUNG INTERNATIONAL, Kurfürstenstraße 111, Berlin (West) 30; Österreich: Helios-Literatur-Vertriebs-GmbH & Co. KG, Industriestraße B13,2345 Brunn am Gebirge; Schweiz: Verlagsauslieferung Wissenschaft der Freihofer AG, Weinbergstr. 109, 8033 Zürich; Alle anderen Länder: örtlicher Fachbuchhandel; BUCHEXPORT Volkseigener Außenhandelsbetrieb der Deutschen Demokratischen Republik, Postfach 160, DDR - 7010, und Leipzig Book Service, Talstraße 29, DDR 7010 Leipzig

Heiko Kieser: 16-Bit-Mikroprozessorsystem U 8000 - Eigenschaften und Anwendung 109

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Im Heft 5/1987 können Sie u. a. lesen: - Fertigungsorienterte Meßund Prüftechnik-Stand und Tendenzen - Mikroprozessorkompatibler D/A-Wandler C 560 D - C 574 C - schneller, kompletter 12-Bit-A/D-Wandler mit Mikroprozessorinterface 97

Zeitschrift für Mikroelektronik • Computertechnik • Informatik 1. Jahrgang • ISSN 0233-2892

Mikroprozessortechnik, Heft 4 • 87 Herausgeber Kammer der Technik, Fachverband Elektrotechnik

Inhalt

Verlag VEB Verlag Technik, Oranienburger Str. 13/14, •DR-1020 Berlin; Telegrammadresse: Technikverlag Berlin; Telefon: 28700, Telex: 011 2228 techn dd

MP-lnfo

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Mario Batiket, Peter Brückner, René Wolf: Grafik-Interface mit dem U82720

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Werner Groß-, ISACAD - Entwurfssystem für Gate-Array-Schaltkreise

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Verlagsdirektor Klaus Hieronimus Redaktion Ingo Paszkowsky, Verantwortlicher Redakteur (Tel.: 2870203); Hans Weiß, Redakteur (Tel.: 2870371); Sekretariat Tel.: 2870381

MEBS 1987 Zum 12. Mal findet in Frankfurt (Oder) das Mikroelektronik-Bauelementesymposium (vormats Halbteitersymposium) statt - seit 1985 unter der Schirmherrschaft des Ministers für Elektrotechnik und Elektronik. Immer wichtiger wird die rechtzeitige, gezielte und umfassende Information der Erzeugnis- und Verfahrensentwickler, der Konstrukteure, Technologen und Applikationsingenieure über Eigenschaften, Kenndaten und Einsatzmögiichkeiten der verfügbaren Bauelemente. Dieser gestiegenen Bedeutung und der großen Nachfrage entsprechend schließt sich dem 12. MEBS (11. bis 13. Mai 1987) eine Fachtagung mit ausgewählten Vorträgen des Symposiums (14. bis 15. Mai 1987) an. Aus Anlaß des Symposiums werden im ersten Teil dieses Heftes Beiträge zu der Thematik veröffentlicht. Zwei der Entwicklungen - das ISACAD-System und das 16-Bit-Mikroprozessorsystem U8000 dürften dem Leser nicht mehr ganz unbekannt sein. Neu hingegen ist der Grafik-Display-Controlter U 82720 D, der In Mikrorechnersystemen eine leistungsfähige grafische Datenverarbeitung ermöglicht.

Gestaltung Christina Kaminski (Tel.: 2870288) Titel: Keller Beirat Dr. Ludwig Claßen, Prof. Dr. sc. Dietrich Eckhardt, Dr. Heinz Florin, Prof. Dr. sc. Rolf Giesecke, Joachim Hahne, Prof. Dr. sc. Dieter Hammer, Dr. sc. Thomas Horn, Prof. Dr. Albert Jugel, Prof. Dr. Bernd Junghans, Dr. Dietmar Keller, Prof. Dr. sc. Gernot Meyer, Prof. Dr. sc. Bernd-Georg Münzer, Prof. Dr. sc. Peter Neubert, Prof. Dr. sc. Rudolf Arthur Pose, Prof. Dr. sc. Michael Roth (Vorsitzender), Dr. Gerhard Schulze, Prof. Dr. sc. Manfred Seifart, Dr. Dieter Simon, Dr. Rolf Wätzig, Prof. Dr. sc. Jürgen Zaremba Lizenz-Nr. 1710 des Presseamtes beim Vorsitzenden des Ministerrates der Deutschen Demokratischen Republik Gesamtherstellung Druckerei Märkische Volksstimme Potsdam Erfüllungsort und Gerichtsstand Berlin-Mitte. Der Verlag behält sich alle Rechte an den von ihm veröffentlichten Aufsätzen und Abbildungen, auch das der Übersetzung in fremde Sprachen, vor. Auszüge, Referate und Besprechungen sind nur mit voller Quellenangabe zulässig. Redaktionsschluß: 17. Februar 1987 AN (EDV) 49837 Erscheinungsweise monatlich 1 Heft

Mikroprozessortechnik, Berlin 1 (1987)4

MP-Kurs: Thomas Horn: Programmierung in C (Teil IV)

I | |

Zum IEC-Standard für SPS Horst Völz: Textverarbeitung auf Kleincomputern Andreas Bogatz: Gleitpunkt-Arithmetik-Modul für U 880

Ab l a u f s t r u k t u r e n I p l a n (LP) I l i s t « (BLJ I auadrvach« ( M T H ) F u n k t l o n a b l o a c k * (KP, LP, BL, IWTH, a n d a r * n I t t a I >

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Werner Kunke, Steffen Zeidler: Programmierung von Ablaufsteuerungen

Informationen zu weiteren auf dem 12. MEBS In Vorträgen vorgestellten Bauelementen der Computertechnik finden Sie in den folgenden Ausgaben der Mikroprozessortechnik.

Heftpreis 5,-M, Abonnementspreis vierteljährlich 15,-M; Auslandspreise sind den Zeitschriftenkatalogen des Außenhandelsbetriebes BUCHEXPORT zu entnehmen. Bezugsmögllchkeiten DDR: sämtliche Postämter; SVR Albanien: Direktorije Quendrore e Perhapjes dhe Propagandilit te Librit Rruga Konference e Pezes, Tirana; VR Bulgarien: Direkzia R.E.P., 11 a, Rue Paris, Sofia; VR China: China National Publications Import and Export Corporation, West Europe Department, P.O. Box88, Beijing; ÖSSR: PNS-Ustfedni Expedicia a Dovoz Tlsku Praha, Slezskä 11,120 00 Praha 2, PNS, Ostredna Expedicia a Dovoz Tla6e, Poäta 022,885 47 Bratislava; SFR Jugoslawien: Jugoslovenska Knjiga, Terazija 27, Beograd; Izdavacko Knjilarsko Produzete MLADOST, llica 30, Zagreb; Koreanische DVR: CHULPANMUL Korea Publications Export & Import Corporation, Pyongyang; Republik Kuba: Empresa de Comercio Exterior de Publicaciones, O'Reilly No. 407, Ciudad Habana; VR Polen: C.K.P.i.W. Ruch, Towarowa 28,00-958 Warszawa; SR Rumänien: D.E.P. Bucuresti, Pia|a Sctnteii, Bucure§ti; UdSSR: Sämtliche Abteilungen von Sojuzpe£at' oder Postämter und Postkontore; Ungarische VR: P.K.H.I., Külföldl ElöfizetÄsi Osztäly, P.O. Box 16,1426 Budapest; SR Vietnam: XUNHASABA, 32, Hai Ba Trung, Hanoi; BRD und Berlin (West): ESKABE Kommissions-Grossobuchhandlung, Postfach 36,8222 Ruhpolding/Obb.; Helios-Literatur-VertriebsGmbH, Eichbomdamm 141-167, Berlin (West) 52; Kunst und Wissen Erich Bieber OHG, Postfach 46,7000 Stuttgart 1; Gebrüder Petermann, BUCH + ZEITUNG INTERNATIONAL, Kurfürstenstraße 111, Berlin (West) 30; Österreich: Helios-Literatur-Vertriebs-GmbH & Co. KG, Industriestraße B13,2345 Brunn am Gebirge; Schweiz: Verlagsauslieferung Wissenschaft der Freihofer AG, Weinbergstr. 109, 8033 Zürich; Alle anderen Länder: örtlicher Fachbuchhandel; BUCHEXPORT Volkseigener Außenhandelsbetrieb der Deutschen Demokratischen Republik, Postfach 160, DDR - 7010, und Leipzig Book Service, Talstraße 29, DDR 7010 Leipzig

Heiko Kieser: 16-Bit-Mikroprozessorsystem U 8000 - Eigenschaften und Anwendung 109

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Im Heft 5/1987 können Sie u. a. lesen: - Fertigungsorienterte Meßund Prüftechnik-Stand und Tendenzen - Mikroprozessorkompatibler D/A-Wandler C 560 D - C 574 C - schneller, kompletter 12-Bit-A/D-Wandler mit Mikroprozessorinterface 97

Info Lizenzen aus der Ungarischen VR Über Neuerungen, Erfindungen, Patente und Lizenzangebote aus der UVR informierte eine Veranstaltung mit dem Titel TECHNO-INFORM. Fachvorträge ergänzten die dreitägige Ausstellung im Januar im Haus der Ungarischen Kultur in Berlin, die vom Industriellen Unternehmen für Reklame und Werbung und vom Lizenzia Außenhandelsunternehmen zur Verwertung von Erfindungen und Innovationen organisiert wurde. Auf zwei der vorgestellten Lösungen soll etwas näher eingegangen werden. Bild 1 zeigt den Video-Prozessor DCD VP-01 mit Konfiguration. Der Prozessor kann mit Display und Tastatur eigenständig arbeiten oder als intelligentes Peripheriegerät an einen übergeordneten Rechner angeschlossen werden. VP-01 beinhaltet A/DWandler, DMA-Steuereinheit, Mikrorechner, Speicher, D/AWandler und Schnittstellen. Der D/A-Wandler digitalisiert die auf seinen Eingang ankommenden Videosignale. Er arbeitet mit einer Bildauflösung von 300x400 Punkten. Maximal 64 Grauwertstufen können eingestellt werden. Der Mikrorechner basiert auf einem Z80-Mikroprozessor. Zum System mitgelieferte Software ermöglicht die Bearbeitung des gespeicherten Bildes, wie Ausgeben eines Ausschnitts oder Filtern bestimmter Grauwertstufen. Bisher ist nur die Verarbeitung von Schwarzweißbildern möglich, vorgesehen ist aber, in Kürze ein System für die farbige Bildverarbeitung anzubieten. Und zwar soll ein entsprechender Videoprozessor, der VP-02, in die Produktion überführt werden. Wege zur Datenübertragung, z. B. über Hochspannungsleitungen oder über das 220-V-Netz, zeigten die Kohlenbergwerke Oroszläny auf. Für diese Art der

Informationsübertragung wird das Trägerfrequenzprinzip verwendet. Über eine Reihe von Lösungen für verschiedene Übertragungsaufgaben informierte das Unternehmen in einem Vortrag, so u. a. über die Datenübertragung mit Trägerfrequenz-MODEMs über das Fernsprechnetz unter Beibehaltung des Sprechbetriebes. Auf der Ausstellung wurde die Verbindung zweier Computer über das 220-V-Netz demonstriert. Einen Computer mit den zur Kopplung notwendigen Einrichtungen ist im Bild 2 zu sehen. Die Informationsübertragung geschieht im Duplex-Betrieb. Dabei beträgt die Übertragungsrate maximal 1200 Baud. Die verwendeten Frequenzen sind 42 bzw. 63 kHz. Ein Entwicklungsziel der Kohlenbergwerke Oroszläny ist die Realisierung lokaler Netze auf Starkstromnetzen. MP

Neue Computerzeitschrift in Ungarn Unter dem Titel „Computerworld - Szamitastechnika" (Rechentechnik) gibt es in Ungarn eine neue Zeitschrift. Herausgeber ist die ungarisch-amerikanische Joint venture Computerworld Informatika GmbH, die 1986 von zwei ungarischen Buchverlagen sowie dem rechentechnischen Verlag Computerworld Communications aus den USA gegründet wurde. Das Gemeinschaftsunternehmen befaßt sich in Ungarn mit der Herausgabe von Periodika und wissenschaftlichen Fachbüchern. Die Zeitschrift gab es 1986 monatlich, ab 1987 erscheint sie alle zwei Wochen. Aus Budapester

Rundschau

Leiterplattenprüfsystem Mit dem Leiterplattenprüfsystem Sitest 550 von Siemens lassen sich unbestückte Leiterplatten,

Werkfoto

Innenlagen und Multilayer elektrisch prüfen. Das System läßt sich an Prüflinge unterschiedlichen Formats und ständig wechselnder Prüfpunkte-Anordnung anpassen. Der Sitest 550 prüft sämtliche Verbindungen auf der Leiterplatte auf Durchgangsbzw. Isolationswiderstand, macht automatisch eine GutSchlecht-Sortierung und hält dabei Schritt mit den Taktzeiten eines automatisierten Fertigungslaufs.

ten sich im Labor gezüchtete Silizium- und Quarzkristalle durch eine einheitliche Struktur aus. In Zürich sei es gelungen, Kaliumniobatkristalle in einer weltweit bisher unerreichten Reinheit herzustellen. Sie verfügen über sehr gute Eigenschaften für die Optoelektronik, das heißt für die Informationsverarbeitung mit Licht und elektrischem Strom. ADN

Kristalle für optisch gesteuerte Schaltungen

Computer- und Mikroprozessortechnik '87 WER? Wissenschaftliche Sektion Computer- und Mikroprozessortechnik in Zusammenarbeit mit dem Bezirksvorstand Magdeburg der KDT und der TU Magdeburg, Sektion Automatisierungstechnik/Elektrotechnik WANN? 8. und 9. Dezember 1987 WO? Magdeburg WAS? • Prozeßperipherie • Anwendung der Gate-ArrayTechnik • 16-Bit-Rechner • Bussysteme WIE? Vortrags- und Teilnehmeranmeldungen an: Technische Universität „Otto von Guericke" Magdeburg, Sektion Automatisierungstechnik/ Elektrotechnik, Prof. Dr. sc. techn. Seifart, PSF 124, Magdeburg, 3010

Kaliumniobatkristalle werden im Rahmen eines Forschungsprojekts gegenwärtig mit Erfolg im Labor für Festkörperphysik der Technischen Hochschule Zürich gezüchtet. Die Herstellung dieser hochwertigen künstlichen Kristalle stelle nach Ansicht der Forscher „einen Markstein in der Entwicklung volloptischer Systeme dar", berichtet die „Basler Zeitung". Dadurch könnten möglicherweise die elektronischen durch optisch gesteuerte Schaltungen, Computer und Fernmeldesysteme abgelöst werden. Im Platintiegel und in 1 065 Grad heißer Schmelze wachsen unter stetem Zug innerhalb von drei Wochen bis zu 30 Gramm schwere Kristalle heran, schreibt das Blatt. Im Vergleich zu natürlich gewachsenen Kristallen zeichne-

Termine

1 Fotos: Paszkowsky (2)

98

Mikroprozassortecnnik, Berlin 1 (1987) 4

Grafik-Interface mit dem U 82720

Mario Bankel, Peter Brückner,

GDC

R e n é Wolf, Erfurt

Der Einsatz des Grafik-Display-Controllers GDC U 82720 ermöglicht eine leistungsfähige grafische Datenverarbeitung in Mikrorechnersystemen. Nachfolgend wird eine Einführung zum GDC gegeben. Eine Applikationsschaltung und das dazugehörige PASCAL-Steuerprogramm ermöglichen in Systemen mit SCP-Betriebssystem den sofortigen Einstieg in die Grafik-Welt. Es wird eine Variante mit einem 64 KWorte (ein Megapixel) großen Bildwiederholspeicher vorgestellt. Die Bildformatgröße ist frei programmierbar. Im PASCAL-Beispielprogramm werden 640 X 280 Bildpunkte auf einer Zeichenfläche von 1024 x 1024 Pixelelementen abgebildet. Spezielle Funktionen des GDC wie Zooming und Panning können mit der vorgestellten Hardwarekonfiguration benutzt werden. Als Display eignen sich Fernseh-Monitore mit einer Videobandbreite > 10MHz.

\Ls HO"Mcc 2x WCLK[ 1 39 2 A17 [ ? MIN 38 1AK HSYNC [ 3 37 1AD15 mTSYNC [u 36 1AD1U BLANK [ 5 ALE [ 6 GDC 35 1AD13 1AD12 DRQ [ 7 U827203U 33 lADn DACH [ 8 32 2A010 RD [ 9 [ 10 31 lADg WR A0 30 1ADS [ 11 29 lAD-r [ 12 DB0 DB-, I 13 28 lADe 27 IAD; DB2 C % 26 1ADU c 15 DB3 25 1AD3 [ 16 DBFY DBs [ 17 21t1AD, 23 1AD1 [ 18 DBS 22 1AD0 DB7 [ 19 21 1LPEN 6ND [ 20

Bild 1 Anschlußbelegung

Einführung Die nachfolgenden einführenden Bemerkungen stellen ein stark komprimiertes Minimalwissen zum GDC U 82720 dar. Ausführlich wird der GDC in III beschrieben. Die Darstellung und Bearbeitung von Grafiken auf einem hochauflösenden Bildschirm sollte mit der höchstmöglichen Verarbeitungsgeschwindigkeit erfolgen. Dies wird durch Grafikcontroller in Verbindung mit (möglichst) mehreren Speicherebenen für den Bildwiederholspeicher und externer Zusatzhardware zur Datenserialisierung am Videointerface erreicht. Für eine hochauflösende Grafikdarstellung im Rasterverfahren wird dabei sehr viel Speicherplatz benötigt. Bei farbiger Darstellung sind in jedem Fall mehrere Speicherebenen erforderlich. Hierbei erhöht sich der Speicherbedarf um ein Vielfaches. Ein separater, vom Hauptspeicher unabhängiger Videospeicher (Bildwiederholspeicher) wird direkt vom Grafikcontroller verwaltet. Der steuernde Mikroprozessor (oder Rechner) gibt dann nur noch Instruktionen an den zwischengeM i k r o p r o z e s s o r t e c h n i k , Berlin 1 ( 1 9 8 7 ) 4

AOs AD1

V E B Mikroelektronik „Karl Marx"

AD2 Datenbus Steuer rechnen

und Schaltzeichen

AD3 ADS ADS AD7 ADG

>. AdreßDatenbus Bildspeicher

A DG

Status

AD10 ADN AD12

AD,3 AD% AD„ ) Festlegung in Abf hängigkelt von der Betriebsart

J

Speichersteuerung

Takt

2x WCLK

Lichtstift

LPEH

SYNC BLANK

DMABestStigung

DACH

DRQ.

Video-Synchronisation DMA-Antbrderung

des GDC U 82720

schalteten Grafikprozessor, der diesen Videospeicher verwaltet. Der Aufwand für die Erarbeitung der Steuersoftware für ein grafisches Display kann durch den komfortablen Befehlssatz des GDC und die verfügbaren Zeichnungsalgorithmen zum Zeichnen grafischer Darstellungen (z. B. Kreise oder Rechtecke) klein gehalten werden. Für die Modifikation eines Bildpunktes benötigt der GDC einen Read-ModifyWrite-Zyklus, der vier Taktperioden dauert. Bei einer Darstellung (Figur) mit 100 Pixeln ist dieser Prozeß bei einer internen GDC-Taktfrequenz von 2 MHz nach 200 Mikrosekunden abgeschlossen. Charakteristik • Mikroprozessor-Interface; DMATransfer in Verbindung mit DMA-Controllern möglich • Kommandospeicher in GDC-internem FIFO-Buffer • Bildwiederholspeicher, adressierbar 256 KWorte zu je 16 Bit; Zugriffsmöglichkeit über Read-Modify-Write-Zyklus (RMW) und Display-Zyklus ohne RMW

• Eingang für Lichtstift • Möglichkeit der externen Video-Synchronisation • Grafik-Betriebsart (Graphics Mode) programmierbar; Verwaltung von 4 MBit Bildwiederholspeicher • Möglichkeiten bei der Grafikdarstellung: Zeichnen von Geraden, Bögen und Kreisen, Rechtecken und grafischen Zeichen mit einer Punktfolgefrequenz von 32 MHz in der normalen bzw. 64 MHz in der gedehnten Darstellungsart (sog. Wide-Display-Mode); zwei unabhängig voneinander rollbare Bildfenster • Zeichen-Betriebsart (Character Mode) programmierbar; Verwaltung eines Bildwiederholspeichers mit 8 K x 13 Bit Character- und Attributspeicher • Möglichkeiten bei der Zeichendarstellung: automatische Verschiebung des Cursors; vier unabhängig voneinander rollbare Flächen; programmierbare Cursorgröße; 256 Zeichen pro Zeile; bis zu 100 Zeilen je Bildebene • Gemischte Grafik- und Zeichen-Be99

o

AD0-ADj2 BILDSPEICHER STEUERUNG mitRefreslrMfer -AD,} Zeilen -Zähler -ADn RHW - Daten-

mKROPROZiSSOR-INTERFACE mssœba mmsHBm AA

w

Zi™

FIFO-SUFFER 16x9

ALE GENERATOR für *ÖM SPEICHERANSTEUERU

KOMMANDOPROZESSOR mit Steuer-ROM HBtlh

PARAMETER-RAM 16x8 t

lpeT

LICHTSTIFT STEUERUNG

Bild 2 Blockschaltbild

"V

der Anschlüsse

A1S,A17

Austk

> Adressen

des GDC bei 1 x

• Vergrößerungsfaktor (Zoom) 1 . . . 16fach; Schwenkfunktion (Panning) ; programmierbare Parameter für das Videoraster • DMA-Eigenschaften: Übertragung 82720

Art

Benennung und Funktionskurzbeschreibung

2xWCLK DBIN

Eingang Ausgang

HSYNC

Ausgang

V/EXT SYNC

Ein-/ Ausgang

BLANK R A S (ALE)

Ausgang Ausgang

DRQ

Ausgang

DACK

Eingang

RD

Eingang

WR AO

Eingang Eingang

D B 0 . . . DB7

Ein-/ Ausgänge

Takteingang Buseingangssignal als Strobesignal z u m Einlesen der Daten d e s Bildwiederholspeichers in den G D C Horizontalsynchronisationssignal zur Erzeugung des Zeilenrücklaufs auf d e m Display Vertikalsynchronisationssignal zur Erzeugung des Bildrücklaufs auf d e m Display (Ausgangssignal); in der GDC-Slave-Betriebsart als Eingangssignal zur Synchronisation des Bildrasterzeitverhaltens mit einem M a s t e r - G D C Video-Austastsignal Speicherzyklussignal für Zeilenadreßübernahme (RAS-Signal) für dynamische R A M s oder Demultiplexsignal (ALE-Signal - Address Latch Enable) für d e n Adreß-/Datenbus mit statischen R A M s im Bildwiederholspeicher DMA-Anforderungssignal ( D M A Request) zur Steuerung eines externen DMA-Controllers DMA-Bestätigungssignal ( D M A Acknowledge) zur Steuerung eines externen DMA-Controllers Strobesignal ( R e a d ) z u m Einlesen von G D C - D a t e n in d e n System-Mikroprozessor Strobesignal (Write) z u m Einlesen von Mikroprozessor-Daten in den G D C Auswahl der Adresse zur Unterscheidung von K o m m a n d o s und Lese-/ Schreibdaten bidirektionaler Mikroprozessor-Datenbus des G D C ; Bussteuerung erfolgt mit den Signalen W R für Eingabe und R D für Ausgabe Masseanschluß Lichtstiftsignal (Light P e n Detect) Adreß-/Datenbus des Bildwiederholspeichers (Bit 0 . . . 12)

AD0...AD1: A D 0 . . . AD,.

Eingang Ein-/ Ausgänge Ein-/ Ausgänge

A16

Ausgang

A17

Ausgang

Ucc

100

Daten

V Ausg. Daten

AusgX

K . Z > Adressen

*V/âV»V,

Symbol

GND LPEN

Adressen

3 X

Bild 3 Zeitverhalten

des GDC U

ting.

Juü

HSYNC BLANK vjfXTSYNC

82720

triebsart (Mixed Graphics and Character Mode) programmierbar; Verwaltung von 64 K Zeichen-Bildwiederholspeicher und ein Megapixel Grafik-Bildwiederholspeicher Tafel 1 Funktionskurzbeschreibung

ALE

\

I

Display od. RHW

R MW-Zyklus

IxWCLK

AD0-AD1S •

M ZEICNUNGSV T STEUERUNG

des GDC U

Displayzyklus

DBIN

S / L A ZOOM-und PAN i - V STEUERUNG

¡ 5 —y N VI DEO-SYNCHRONh ~*HSYNC SATIONS-GENERATOR -^V/EXTSM BLANK

ORS7 DMA-Steuerung M f

Displayzyklen und RMW-Zyklen (Ix ZOOM)

Funktion wird entsprechend der Betriebsart des G D C festgelegt: - bei Grafik-Betriebsart —> Adreß-Datenbus des Bildwiederholspeichers (Bit 1 3 . . . 15) - bei Zeichen-Betriebsart —> Zeilenzählerausgänge(Bit 1 3 . . . 15) - bei Misch-Betriebsart —> Adreß-/Datenbus des Bildwiederholspeichers (Bit 1 3 . . . 15) Funktion wird entsprechend der Betriebsart des G D C festgelegt: - bei Grafik-Betriebsart - » Adreßbus des Bildwiederholspeichers (Bit 16) - bei Zeichen-Betriebsart —> Zeilenzählerausgang(Bit3) - bei Misch-Betriebsart —> Attributblinksignal und Rücksetzen des Zeilenzählers Funktion wird entsprechend der Betriebsart des G D C festgelegt: Adreßbus des Bildwiederholspeichers bei Grafik-Betriebsart (Bit 17) Cursor- und Zeilenzählerausgang (Bit 4) - bei Zeichen-Betriebsart Cursorausgang und Flaganzeige für - bei Misch-Betriebsart Bildbetriebsart Betriebsspannungsanschluß + 5 V

ZOOM

von Byte oder Wort in vier Taktperioden je Byte-Übertragung • Betriebsspannung+5 V • 40-Pin-DIL-Gehäuse (2,54-mm-Raster) • Kompatilität INTEL 82720, NEC 7220 Bild 1 zeigt die Anschlußbelegung des GDC U82720. Auf Tafel 1 kann eine Funktionskurzbeschreibung der Anschlüsse entnommen werden. Zur Verdeutlichung des inneren Aufbaus ist im Bild 2 das Blockschaltbild des U82720 dargestellt. Nachfolgend eine kurze Beschreibung der Elemente des Blockschaltbildes: Mikroprozessor-Interface Das Mikroprozessor-Interface mit den Datenbus-Ein/Ausgängen D B 0 . . . DB 7 ist acht Bit breit und bidirektional ausgeführt. Zum Interface gehören das Statusregister und das Data-Read-Register. Ein zusätzlicher FIFO-Puffer hat die Organisation 9 x 16 Bit. Kommandoprozessor Die Inhalte des FIFO-Puffers werden mit dem Kommandoprozessor (Command Processor) interpretiert. Dabei erfolgen eine Dekodierung der im FIFO befindlichen Kommandobytes und die Verteilung der Befehlsparameter an ihre Bestimmungsorte im GDC. DMA-Steuerung Die DMA-Steuerung (DMA-Control) des GDC übernimmt die Datenübertragung am Mikroprozessor-Businterface, wenn mit einem DMA-Controller kommuniziert wird. Die Steuersignale für DMA-Anforderung, DREQ (DMARequest), sowie DMA-Bestätigung, DACK (DMA-Acknowledge), können im Handshake-Betrieb für die Ansteuerung beliebiger DMA-Controller (z. B. UA858D, i8257, i8237) verwendet werden. Mikroprozessortechnik, Berlin 1 ( 1 9 8 7 ) 4

Parameter-RAM

Lichtstift-Steuerung

Dieser 16 Byte tiefe RAM speichert Befehlsparameter, die während des Darstellungs- und Zeichenprozesses wiederholt abgefragt werden. In der ZeichenBetriebsart enthält der RAM die Display-Flächenaufteilungsparameter. In der Grafik-Betriebsart werden die Zeichenpattern und Grafikelemente gespeichert.

Für den Fall, daß am Lichtstifteingang während zweier steigender 2 xWCLKFlanken H-Pegel anliegt, wird das Lichtstiftregister mit der aktuellen gültigen Adresse geladen. Ein Statusbit des GDC zeigt danach dem System-Mikroprozessor an, daß das Lichtstiftregister eine gültige Adresse enthält. In der nachfolgenden Applikationsschaltung wird auf die Verarbeitung einer Lichtstiftiiiformation aus Aufwandgründen verzichtet.

Video-Synchronisationsgenerator Der Generator der Video-Synchronisationslogik des GDC erzeugt, basierend auf der Taktfrequenz, das Rasterzeitverhalten für fast alle Zeilensprung- und Nichtzeilensprungformate sowie für das Wiederholungsfeld beim Zeilensprungformat. Generator für Speicheransteuerung Ein Generator für Erzeugung des Speicherzeitverhaltens ermöglicht die Bereitstellung von zwei Speicherzyklustypen; einen zoombaren 2-Takt-DisplayZyklus sowie einen Read-ModifyWrite-Zyklus (RMW) mit vier Taktzyklen. Als Signale zur Ansteuerung des Bildwiederholspeichers stehen die Speicherzyklussignale RAS (ALE) und DBIN zur Verfügung. Zoom- und Pan-Steuerung Der GDC ermöglicht unter Einsatz minimaler externer Hardware die Anwendung der programmierbaren Vergrößerung der Darstellung auf dem Bildschirm. Gleichfalls ist eine Schwenkbewegung über die für die Bilddarstellung benutzte Display-Bildfläche möglich. Bild 3 zeigt das Zeitverhalten für 1 x ZOOM. Eine einfache Variante zur hardwaretechnischen Zoom-Realisierung zeigt Bild 6. Zeichnungs-Steuerung Der Zeichnungsprozessor dieser Steuerung enthält die für die Berechnung der Pixeladressen und -positionen von diversen grafischen Darstellungen notwendige Logik. Außer einem gegebenen Startpunkt und entsprechenden Zeichnungsparametern benötigt der Zeichnungsprozessor keine weitere Unterstützung, um die Darstellung vollständig zu zeichnen. Bildwiederholspeicher-Steuerung Mit dieser Steuerung erfolgt das Multiplexen der Adreß- und Dateninformationen von und zum Bildwiederholspeicher des GDC. Die Steuerung enthält 16-Bit-Logikeinheiten, um den Inhalt des Bildwiederholspeichers während der RMW-Zyklen ändern zu können. Weiterhin erfolgt die Ansteuerung des Zeilenzählers in der Zeichen-Betriebsart und des Refresh-Zählers für dynamische RAMs im Bildwiederholspeicher. Mikroprozessortechnik, Berlin 1 (1987) 4

Funktionelle Besonderheiten des U 82720 Zur hard- und softwaretechnischen EinS/W 4 Aufbau des GDC-intemen Mikroprozessor-Businterface-Registers

AO

Lese- Operation

Schreib - Operation

Status-Register

Parameter in FIFO

0

1

Tafel 2 Befehlsübersicht

bindung des GDC werden lediglich zwei Adressen zur Adressierung des Statusregisters und des FIFO-Puffers benötigt. Die Unterscheidung erfolgt mit dem Adreßbit A0. Im Bild 4 ist der Aufbau der Mikröprozessor-Businterface-Register dargestellt. Der U 82720 besitzt 20 Kommandos. Jedes Kommando ist ein in 8 Bit kodiertes Kommandobyte. Eine ausführliche Erläuterung der einzelnen Kommandos ist in III enthalten. Die GDC-Kommandos können gemäß Tafel 2 unterteilt werden. Obwohl die GDCinterne Steuerung des Bildwiederholspeichers während der Rasterabtastung die Adressen für den Bildwiederholspeicher erzeugt, ist sie nicht unmittelbar an den Pixeloperationen zum Bildaufbau

i i i i i i i Kommando in FIFO

FIFO-lesen

I i i i i i i i I

1

i i l

des GDC

VIDEO-STEUERKOMMANDOS (Video Control Commands) RESET (Reset Command) Rücksetzen des G D C in den Freilaufbetrieb (Idle State) SYNC (Sync Format Specify Command) Festlegung des Formats der Displayfläche CCHAR (Cursor and Character Characteristics Command) Festlegung der Spaltenhöhe für Cursor und Zeichen DARSTELLUNGS-STEUERKOMMANDOS (Display Control Commands) START (Start Command) Beendigung des Freilaufbetriebs und Freigabe des Displayschirms BCTRL (Display Blanking Control Command) Steuerung der Freigabe zur Dunkeltastung des Displays ZOOM (Zoom Factor Specify Command) Festlegung des Vergrößerungsfaktors für die grafische Darstellung CURS (Cursor Position Specify Command) Steuerung der Position des Cursors im Bildwiederholspeicher PRAM (Parameter R A M Load Command) Definition der Startadresse, der Länge(n) der Displayfläche(n), sowie der acht Bytes für ein grafisches Zeichen PITCH (Pitch Specification Command) Festlegung der Breite des Bildwiederholspeichers in X-Richtung ZEICHNUNGS-STEUERKOMMANDOS (Drawing Control Commands) WDAT (Write Data Command) Einschreiben von Datenwörtern bzw. -bytes in den Bildwiederholspeicher MASK (Mask Register Load Command) Festlegung des Inhalts des Maskenregisters FIGS (Figure Drawing Parameters Specify Command) FestlegungderParameterfürden Zeichnungsprozessor FIGD (Figure Draw Start Command) Zeichnung der vorher festgelegten Darstellung GCHRD (Graphics Character Draw and Area Filling Start Command) Zeichnung eines grafischen Zeichens auf den Displayschirm SPEICHERDATEN-LESEKOMMANDOS (Memory Data Read Commands) RDAT (Read Data from Display Memory) Lesen von Datenwörtern bzw. -bytes aus dem Bildwiederholspeicher CURD (Cursor Address Read Command) Lesen der aktuellen Position des Cursors LPRD (Light Pen Address Read Command) Lesen der Lichtstiftadresse DMA-STEUERKOMMANDOS (DMA Control Commands) DMAR (DMA Read Request Command) Anforderung einer DMA-Lese-Übertragung aus dem Bildwiederholspeicher des G D C DMAW (DMA Write Request Command) Anforderung einer DMA-Schreib-Übertragung in den Bildwiederholspeicher des G D C

101

beteiligt. Die dafür notwendige Frequenz ist für Schaltkreise in MOS-Technologie viel zu hoch. Aus diesem Grund führt eine externe Hardware mittels eines schnellen Video-Schieberegisters (in diesem Konzept die 8-Bit-Schieberegister DL299) eine Parallel-/Serienwandlung der Worte des Bildwiederholspeichers in Pixel durch.

triebsart, daß heißt, auch Textzeichen und der Cursor werden als vereinbarte Grafiksymbole gezeichnet. Es werden einige Beispiele zur Programmierung des GDC in einer höheren Programmiersprache angegeben. Dies ermöglicht eine Sofortlösung für den Einsatz des GDC in der hier vorzustellenden Hardwarevariante. Es sind

Beispielprogramm

- Initialisierung des GDC - Löschen des Bildschirms - Zeichnen von Geraden, Punkten, Kreisen und Rechtecken - Ausschreiben von Textzeichen und Grafikcursor - Programmierung des Zoom-Faktors und Verschiebung des Displaybereichs (Panning)

Das auf der 2. Umschlagseite wiedergegebene PASCAL-Listing geht auf eine Idee in 121 zurück. Es wird lediglich nur auf die mit minimalem Aufwand zu realisierende Grafik-Betriebsart des GDC Bezug genommen. Die Darstellung erfolgt dabei in der „reinen" GrafikbeBild 5 GDC-Interface

für Bildwiederholspeicher

mit

CPU-DO 12

Adreßmultiplexer 22

ADO

ADO

23 81220 AD1 2U AD2 25 5V:ÜÜ AD3 2S 0V:20 ADU 27 ADS 28 ADS 29 AD7 30 ADS 31 AD9 32 ADV 33 AD11 3U AD12 AD13 35

AD1

AD1

AD2

AD2

GDC

13

KCPU-DI

\CPU-D2 n \CPU-D3 15 \CPU-0U 16 \CPU-D5 17 \CPU-D6 18 \CPU~D7 19 CPU-AO 11 /CDC-RD 9 ISDCmjO

ADO

ADV) ADV

1

2xV/C

10 11

AD3

5

AO

V

DS8282

18 A1' A1' JT 17 A2' A2

RES

12

16 A3'

A3'

IU

AU'

T T

15 AU'

IS

1U A5'

ADS ADS

AD7

AD7

ADS

/LAB i)0E GSC-ALE 11L

AD9

8

17

AS1

10

AS'

13

AD12 AD13

36

AD1t

37

ADS

\ADS \AD9

2

\AD10

3

21SU (16x)

AU

18

Afj

AS

D13

15

D12

5

fD11

1U

'D10

e 13 7

'08

11

WE

\AD11

U

16 A3'

•N \AD12

5

15

2 DO n

\AD13

6

1U A5'j

ADO

\AD1U

7

13 AS')

AD1

12

r

Load-SR 1

AD2

AI'/

,

,

- O

ISxfflJl

\D5_

CPU-A3 CPU-RD

2_

13 12 /SDC-WR z*II '»

I

CPU-A5

Ii I CS CPU-H0R9 5 CPU-/M1

6

>cs CS

J

Zoom IGDC-RD

Anschluß an Rechnerinterface

102

GDC-ALE S

00k

PCLK

S

I0A

Q'A

SR CLR 0E1 50

l'H

17

¡OD

\D2 \D1_

Synchrongemisch

HSYN

\1U

WC I0B

I0E 299

\D3

I

WD

I0F DL

\DU

'15

I0F

I0H SRG IÖG

IOC ¡OB

\D0

AO 0S8205 2 A1 1aus8 3 A2

17

I0E

SL

\D7 015/ \DS

DRQ

1

q'H

DO

LPEN

CPU-A2

I0G

M J 02

USW. bis AD15-D15

vsm

WH

51 CLK-SR 12 YCLK

GDC-Dalenbus (TB Bit)

AU;

AD15

*r-iOACK

U

fD9

DIN

17 A2'j

8 \AD15 ALE 6 GDC-ALE /HAB 9 2 6DC-DBIH om SOC-ALE 11

-5V--8 0V-.1b'

AS

DIU

RAS 'CAS

19 AO:

REG

SL D15

A3

/RAM-WE 3

DS82S2

Bildschieberegister

AI

AD10 AD11

d-RAM

A1

11

13 AS' j r 12 AT A7' ^ 7~

IS

AO A2

13

ADU

AD5

Die zum Einsatz des U 82720 am U880Systembus minimal notwendige Hardware ist in den folgenden Bildern 6 und 7 dargestellt. Der Bildwiederholspeicher ist aus 16 Stück 64 K x 1 DRAMs des Typs U2264D realisiert. Bild 5 zeigt die GDC-Interfaceschaltung und die Ansteuerung des Bildwiederholspeicher-RAMs. Der Adreß-/Datenbus A D 0 . . . ADI5 des GDC arbeitet im Multiplex-Verfah-

Bildwiederholspeicher 19 AO

T T

39

ADTI

1

ADS

38

Am

2MK

AD3 ADU

Beschreibung der Schaltung

Schieberegister

CPU-Daten bus v

programmtechnisch implementiert. Das Vorgestellte komprimierte Programm ist ein erweiterbarer Teil eines Softwarepaketes zur grafischen Bearbeitung von Zeichnungen.

WA

Q'A 8 Video

SR X^-bCLR

ES DL195 A

/RAS

OA

B

OB

C

OC

D

OD

11

/CAS

load-SR 1

IHAB

CUt-SR 12

y 19

MD

S1 >CLK

00U

T OE

*A