DE3016738C2

DE3016738C2 - Verfahren zur Übertragung eines Bitmusterfeldes in einen Speicher und Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens

Info

Publication number: DE3016738C2
Application number: DE3016738A
Authority: DE
Inventors: Hugo Ing.(grad.) 7500 Karlsruhe Amann; Dieter Dr.-Ing. 7517 Waldbronn Funke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-04-30
Filing date: 1980-04-30
Publication date: 1988-06-16
Also published as: GB2074820B; US4453227A; DE3016738A1; GB2074820A

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Datenübertragung und ist bei Schaltungsanordnungen zur schnellen Übertragung von Bitmusterfeldern anzuwenden.

Bei der Verarbeitung von Daten besteht mitunter die Aufgabe, Bitmusterfelder auszuwerten, in einen Speicher zu geben oder aus einem Speicher abzurufen. Bei solchen Bitmusterfeldern handelt es sich um eine Folge von Binärziffern, bei der die Binärziffei η nicht in einem festen Format als Binärzahl betrachtet oder verwendet werden, sondern bei der den Einzelbits andere Bedeutungen zugeordnet sind, beispielsweise ein Schaltzustand (ja/nein). Solche Bitmusterfelder, bei denen die Binärziffern spalten- und zeilenweise geordnet sind, ergeben sich beispielsweise in der Digitalprüftechnik oder bei der elektronischen Bildanalyse und Bilderkennung und können dort einen großen Umfang annehmen. Solche Bitmusterfelder müssen beispielsweise in einen externen Speicher abgelegt werden. Hierzu ist der externe Speicher spaltenweise organisiert, d. h. es gibt ρ Speicherbausteine mit einer Speichertiefe von ζ Bit, so daß jeder Speicherbaustein einem Ausgangsanschluß des Prüfsystems zugewiesen werden kann.

Bei vielen Bitmusterfeldern ändern sich im allgemeinen von Zeile zu Zeile nur wenige Bits, d.h. die wesentlichen Informationen des Bitmusierfeldes ergeben sich aus den von Zeile zu Zeile vorliegenden Änderungen. So ist es mitunter auch üblich, Bitmusterfelder in Änderungsform zu charakterisieren. Gegebenetifalls liegen die Quelldaten eines ermittelten Sachverhaltes auch bereits in Änderungsform vor.

Bei der Übertragung von Daten ist es im übrigen notwendig, den Datenfluß durch besondere begleitende Signale zu steuern. So werden die Datenzeilen

is beispielsweise mit mehrstelligen Adressen ausgestattet; zur Festlegung des Schaltzustandes eines Registers wird ein Taktsignal, das sogenannte STROBE-Signal, verwendet; als Steuersignal für Speicherbausteine ist das WE-Signal (mit der Bedeutung »schreiben« oder »lesen«) gebräuchlich.

Ausgehend von einem Verfahren zur Übertragung aufeinanderfolgender Zeilen eines aus ρ Spalten und ζ Zeilen bestehenden Bitmusterfeldes in einem Speicher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zur zeitlichen

?> Entlastung des für die Übertragung des Bitmusterfeldes verwendeten Datenkanals Verfahrensschritte anzugeben, die es gestatten, eine reduzierte Datenmenge zu übertragen und trotzdem eine korrekte Wiedergabe des gesamten Bitmusterfeldes zu gewährleisten.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß nur die Datenbits, die sich gegenüber einer vorhergehenden Zeile geändert haben, übermittelt werden, daß die sich ändernden Bits durch ihre Spaltenadresse gekennzeichnet und daß die nicht übertragenen Bits, deren Zustand sich gegenüber der vorhergehenden Zeile nicht geändert hat, in einem Zwischenlager durch Speicherung des Vorzustandes dupliziert werden.

Bei Anwendung eines solchen Verfahrens kann die Zahl der Datentransfers niedrig gehalten, d. h. die Arbeitsgeschwindigkeit einer Datenverarbeitungsanlage erhöht und damit die mögliche Auslastung der Anlage verbessert werden.

Eine bevorzugte Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens mit einem aus mehreren Speicherbausteinen bestehenden Speicher, deren Anzahl der Anzahl der Spalten des Bitmusterfeldes und deren Speichertiefe der Anzahl der Zeilen des Bitmusterfeldes entspricht, ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Speicher ein Zwischenregister mit einer Breite von ρ Bit vorgeschaltet ist, daß das Zwischenregister außer einem Änderungsdateneingang und einem Eingang für ein STROBE-Signal einen Eingang zur Adressierung derjenigen Speicherbausteine aufweist, deren Daten sich jeweils von Zeile zu Zeile ändern, daß an die Ausgänge des Zwischenregisters die Dateneingänge der einzelnen Speicherbausteine geschaltet sind und daß jeder Speicherbaustein einen zweiten Eingang für ein WE-Signal und eine Reihe von weiteren Eingängen für ein mehrstelliges Zeilenadreß-Signal aufweist, wobei einerseits alle Eingänge für das WE-Signal und andererseits alle Eingänge für das Zeilenadreß-Signal parallel geschaltet sind.

Zur Realisieurng des Verfahrens mit der Schaltungsanordnung ist am Ende des Datenkanals zunächst das Ausgangs-Bitmuster, also die erste Zeile des Bitmusterfeldes, in das Zwischenregister einzutragen. Aufgrund eines Schreibbefehls wird der Registerinhalt gleichzeitig

von allen Speicherbausteinen übernommen. Anschließend kann die zweite Zeile des Bitmusterfeldes aufbereitet werden, indem nur die sich ändernden Bits in die entsprechenden Zellen des im übrigen unverändert bleibenden Zwischenregisters eingebracht werden. Danach erfolgt wiederum durch einen Steuerbefehl die Übernahme des Registerinhalts in die folgenden Speicherstellen der Speicherbausteine. Diese Sequenz kann beliebig oft wiederholt werden, sofern noch freie Speicherstellen der Speicherbausteine vorhanden sind.

Eine besonders einfache Schaltungsanordnung ergibt sich, wenn man die Speicherbausteine in Achtergruppen zusammenfaßt In diesem Fall kann man als Zwischenregister zur Duplizierung der redundanten Bits ein 8-Bit-Decoder-Register verwenden. Dabei wird das Datenbit von der Spalten-Adreßinformation begleitet, die sich aus einem Gruppenadreß-Signal und der binären Auswahladresse des jeweiligen Speicherbausteins innerhalb der Achtergruppe zusammensetzt In Verbindung mit einem STROBE-Signai aktiviert das Gruppenadreß-Signal das Zwischenregister, und das Datum wird an der durch die Adresse des Speicherbausteins bezeichneten Stelle abgelegt Wenn alle Änderungen eingetragen sind, übernehmen die Speicherbausteine mit dem WE-Signal die Registerinformation unter der jeweiligen Zeilenadresse.

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Schaltungsanordnung ist in F i g. 2 dargestellt. F i g. 1 zeigt zunächst ein Bitmusterfeld, das in einem externen Speicher abgelegt werden soll.

Das Bitmusterfeld gemäß F i g. 1 besteht i.us ρ Spalten und ζ Zeilen. Zur Übertragung dieses Bitmusterfeldes in einen Speicher ist jeder Spalte des Bitmusterfeldes ein Speicherbaustein mit der Speichertiefe von ζ Bit zugeordnet. Das Bitmusterfeld besteht aus den Binärzahlen 1 und 0, wobei innerhalb des Feldes von Zeile zu Zeile nur eine geringe Anzahl von Änderungen der Binärziffern vorliegt. Diese sind durch eine besondere Strichstärke hervorgehoben, beispielsweise in der vierten Zeile die Bits der Spalten 4 und 11.

Die Übertragung dieses Bitmusterfeldes in einen Speicher kann dann wesentlich schneller erfolgen, wenn abgesehen von der ersten Zeile jeweils nur die sich von Zeile zu Zeile ändernden Bits, verbunden mit einer Kennzeichnung der Lage dieser Bits innerhalb des Bitmusterfeldes, übertragen werden. In diesem Fall ist es aber notwendig, vor dem Einspeichern der übertragenen Daten die jeweilige Zeile des Bitmusterfeldes wiederherzustellen, damit in jedem Speicherbaustein die ihm zukommende Information abgespeichert werden kann.

Eine Schaltungsanordnung hierfür zeigt F i g. 2, wobei davon ausgegangen wird, daß die Speicherbausteine zu Achtergruppen zusammengefaßt sind.

Den acht Speicherbausteinen 1 bis 8 eines Speichers ist das Zwischenregister 9 mit einer Breite von 8 Bit vorgeschaltet Bei diesem Zwischenregister handelt es sich um ein standardmäßiges Decoder-Register, das mit einer binär codierten Eingangsadresse die Übernahme eines Datenbits in eine von acht Speicherzel'en gestattet. Die einzelnen Ausgänge des Zwischenregisters sind an die Eingänge der Speicherbausteine 1 bis 8

ίο geschaltet

Das Zwischenregister weist neben einem Dateneingang DAT und einem Eingang STROBE für ein Taktsignal drei weitere Eingänge EADRQ ... 2 zur Adressierung einzelner Speicherbausteine auf.

Zur Übertragung des in Fig. 1 dargestellten Bitmus^f.erfeldes in den Speicher sind an sich mehrere Schaltungsanordnungen gemäß F i g. 2 erforderlich, um auch die über die Anzahl 8 hinausgehenden Spalten des Bitmusterfeldes abspeichern zu können. Diese weiteren Schaltungsanordnungen sind jedoch nicht dargestellt. (Jm bei der Übertragung und Abspeicherung der Daten unterscheiden zu können, welcher Spaltengruppe des Bitmusterfeldes und damit welcher Gruppe der Speicherbausteine die einzelnen Daten zuzuordnen sind, wird die jeweilige Dateninformation von einer im 1-aus-n-Code vorliegenden Gruppenadresse CADR begleitet. Nur wenn das für die jeweilige Gruppe zutreffende Gruppenadreß-Signal vorliegt, kann — bedingt durch das Verknüpfungselement 10 — das betreffende Zwischenregister aktiviert werden.

Bei der Übertragung des in F i g. 1 dargestellten Bitmusterfeldes in den Speicher wird über den Datenkanal DATzunächstdas Bitmuster der Zeile 1 des Bitmusterfeldes einzelbitweise in das Zwischenregister eingetragen. Aufgrund eines Schreibbefehls WE, der alle Speicherbausteine 1 bis ρ gleichzeitig erreicht, wird der Registerinhalt gleichzeitig von allen Speicherbausteinen übernommen. Anschließend wird im Zwischenregister 9 die Zeile 2 des Bitmusterfeldes aufbereitet, indem, gesteuert durch die Elementadresse EADR, über den Datenkanal DATnur die sich von Zeile ! zu Zeile 2 des Bitmusterfeldes ändernden Bits übertragen und in die entsprechenden Registerzellen geladen werden. Bei zutreffend vorliegendem Gruppenadreß-Signal wird der Registerzustand durch das STROBE-Signai festgelegt, und anschließend erfolgt durch das Schreibsignal WE die Übernahme der im Zwischenregister gespeicherten Zeile in den folgenden Speicherplatz der Speicherbausteine 1 bis 8. Der jeweilige Speicherplatz in den Speicherbausteinen wird durch die mehrstellige Zeilenadresse ZADR, die jeweils für alle Speicherbausteine gemeinsam übertragen wird, bestimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Übertragung aufeinanderfolgender Zeilen eines aus ρ Spalten und ζ Zeilen bestehenden Bitmusterfeldes in einem Speicher, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Datenbits, die sich gegenüber einer vorhergehenden Zeile geändert haben, übermittelt werden, daß die ich ändernden Bits durch ihre Spaltenadresse gekennzeichnet und daß die nicht übertragenen Bits, deren Zustand sich gegenüber der vorhergehenden Zeile nicht geändert hat, in einem Zwischenregister durch Speicherung des Vorzustandes dupliziert werden.

2. Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens mit einem aus !mehreren Speicherbausteinen bestehenden Speicher, deren Anzahl, der Anzahl der Spalten des Bitmusterfeldes und deren Speichertiefe der Anzahl der Zeilen des Bitmusterfeldes entspricht, dadurch gekennzeichnet, daß dem Speicher (1... 8) ein Zwischenregister (9) mit einer Breite von ρ Bit vorgeschaltet ist, daß das Zwischenregister außer einem Änderungsdateneingang (DAT) und einem Eingang für ein STROBE-Signal einen Eingang (EADR) zur Adressierung derjenigen Speicherbausteine aufweist, deren Daten sich jeweils von Zeile zu Zeile ändern, daß an die Ausgänge des Zwischenregisters die Dateneingänge der einzelnen Speicherbausteine geschaltet sind und daß jeder Speicherbaustein einen zweiten Eingang für ein WE-Signal und eine Reihe von weiteren Eingängen für ein mehrstelliges Zeilenadreß-Signal aufweist, wobei einerseits alle Eingänge für das WE-Signal und andererseits alle Eingänge für das Zeilenadreß-Signal parallel geschaltet sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 für Bitmusterfelder mit mehr als acht Spalten, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils acht Speicherbausteine zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, der ein Zwischenregister (9) in Form eines 3-Bit-Decoder-Registers zugeordnet ist, und daß der Eingang des jeweiligen Registers für das STROBE-Signal mit dem Eingang für ein Gruppenadreß-Signal kombiniert ist.