DE68915404T2

DE68915404T2 - Leicht erweiterbares Video-Speichersystem und Methode dafür.

Info

Publication number: DE68915404T2
Application number: DE68915404T
Authority: DE
Inventors: Thomas C Furlong
Original assignee: Digital Equipment Corp
Current assignee: Digital Equipment Corp
Priority date: 1988-11-28
Filing date: 1989-06-28
Publication date: 1995-01-05
Anticipated expiration: 2009-06-29
Also published as: EP0371577A2; US4906985A; DE68915404D1; JPH02150976A; EP0371577B1; ATE105960T1; EP0371577A3; CA1314331C; JP2913308B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Videospeicher-Untersysteme für Computersysteme mit Videoschnittstellen und insbesondere Verfahren und Systeme zum leichten Erweitern eines monochromen Videospeicher-Untersystems, um mit Farbvideos umzugehen.
Die meisten modernen Computer umfassen Videomonitorschnittstellen. Ein Videospeicher-Untersystem ist der Teil eines Computers, der das Bild speichert, das auf dem Videomonitor des Computers gezeigt wird. Videospeichersysteme sind dazu bestimmt, die gespeicherten Bilddaten mit einer Rate, die mit der Rasterabtastrate des Monitors synchronisiert ist, an den Monitor zu senden.
Es ist bekannt, daß Farbvideo-Speicher-Untersysteme normalerweise erheblich teurer als Monochromspeicher-Untersysteme sind. Es gibt zwei primäre Ausgangspunkte für die höheren Kosten von Farbspeicher-Untersystemen: (1) Es wird mehr Speicher dafür benötigt, Farbbilder zu speichern, als monochrome Bilder zu speichern, und (2) die Monochromspeicher-Versorgungsschaltung muß durch eine Schaltung zum Versorgen eines Farbmonitors ersetzt werden. Der zweite dieser zwei Punkte ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die meisten Tischcomputersysteme und Workstations, die mit Monochrommonitoren verwendet werde können, haben eine Videospeicher-Versorgungsschaltungsanordnung, die nur mit monochromen Monitoren arbeitet. Um das Computersystem mit einem Farbmonitor zu benutzen, muß dem Computer ein neues Videospeicher-Untersystem hinzugefügt werden. In manchen Fällen wird das Monochromspeicher-Untersystem entfernt und ersetzt; in anderen Computern ist das Monochromspeicher-Untersystem nicht entfernbar, und deshalb muß das hinzugefügte Farbspeicher-Untersystem das Monochrom-Untersystem deaktivieren oder ausschalten.
Der Kostenunterschied zwischen Farb- und Monochrom-Videospeichersystemen ist deshalb teilweise auf der Notwendigkeit begründet, ein zusätzliches Untersystem dem Computer auf seiner eigenen Leiterplatte hinzuzufügen.
Die vorliegende Erfindung sieht ein Videospeicher-Untersystem vor, das sowohl mit Monochrommonitoren als auch mit Farbmonitoren arbeitet, und dadurch einen großen Kostenanteil vermeidet, der mit dem Erweitern von einem Monochromsystem auf ein Farbsystem zusammenhängt. Dieses neue Videospeicher- Untersystem kann sowohl mit einem Monochromspeicherbaustein als auch mit einem Farbspeicherbaustein verwendet werden - wobei der einzige Unterschied in der Speichergröße in dem Baustein und im Modus-Auswahlsignal liegt, das anzeigt, ob der Speicherbaustein ein Monochrom- oder Farbbaustein ist. Das Videospeicher-Untersystem liest das Modus-Auswahlsignal und wählt automatisch einen entsprechenden Modus aus.
Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Videospeicher-Untersystem sowohl für Monochrommonitore als auch für Farbmonitore vorzusehen, und dadurch einen großen Kostenanteil zu vermeiden, der mit dem Erweitern von einem Monomchromsystem auf ein Farbsystem zusammenhängt.
In GB-A-2073995 ist ein beispielhaftes System nach Stand der Technik beschrieben, das eine flexible Hardware-Architektur enthält, die es einem Videografiksystem erlaubt, durch Hinzufügen von Speicherkapazität von einem einfachen Farbkartensystem auf zum Beispiel ein YIQ-Vollfarb-Doppelrahmen- Speicherkomponentensystem erweitert zu werden.
Zusammengefaßt ist die vorliegende Erfindung ein Videospeicher-Untersystem. Der Speicherbaustein, der verwendet wird, Videodaten zu speichern, erzeugt auch ein Modus-Auswahlsignal, das anzeigt, ob der Baustein ein Monochromspeicherbaustein oder ein Farbspeicherbaustein ist.
Eine Speichersteuerungslogik erzeugt einen Bildpunkttakt, der die Rate bestimmt, mit der Datenbildpunkte (Pixel) an einen Monitor ausgegeben werden und einen Ladetakt, der die Rate bestimmt, mit der Daten von dem Speicherbaustein gelesen werden. Der Ladetakt wird mit einer ersten Rate erzeugt, wenn das Modus-Auswahlsignal anzeigt, daß der Speicherbaustein ein Monochromspeicherbaustein ist, und mit einer zweiten, schnelleren Rate, wenn das Modus-Auswahlsignal anzeigt, daß der Speicherbaustein ein Farbspeicherbaustein ist.
Ein Schieberegister empfängt vom Videospeicherbaustein die Videodaten mit der Rate des Ladetakts, und gibt diese Daten mit der Bildpunkttaktrate aus. Das Schieberegister gibt eine Vielzahl von Videodatenbits parallel zu einem Videosignalgenerator aus, der die Videodaten in ein Videosignal umwandelt. Die parallelen Ausgangssignale des Schieberegisters sind zeitlich versetzt, so daß verschiedene Daten von dem Schieberegister für eine Vielzahl von Bildpunkttaktzyklen ausgegeben werden. In dem Farb-Modus, wenn das Modus-Auswahlsignal einen Farbspeicherbaustein anzeigt, werden alle parallelen Ausgangssignale von dem Videosignalgenerator dazu benutzt, die Farbe und den Farbton des Videosignals zu bestimmen.
Im Monochrommodus benutzt der Videosignalgenerator, wenn das Modus- Auswahlsignal einen Monochromspeicherbaustein anzeigt, nur einen der parallelen Ausgänge vom Schieberegister, um das Videoausgangssignal zu erzeugen. In beiden Modi wird das Schieberegister nur nachgeladen, nachdem alle Videodaten im Schieberegister durch den Videosignalgenerator umgewandelt worden sind. Im Farbmodus jedoch werden alle Videodaten im Schieberegister mit einer viel schnelleren Rate als im Monochrommodus in Videosignale umgewandelt, da mehrere Datenbits anstatt nur einem während jedes Bildpunkttaktzyklus umgewandelt werden.
In der bevorzugte Ausführungsform umfassen die Videospeicherbausteine nur Videospeicherchips, die mit Standardadressen, Daten- und Steuerleitungen und einer Modus-Auswahlleitung, die entweder auf 1 (für den Monochrommodus) oder 0 (für den Farbmodus) gesetzt ist, verbunden sind. Farbspeicherbausteine umfassen typischerweise vier- bis achtmal soviel Speicherkapazität wie Monochromspeicherbausteine.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird dasselbe Videospeichersystem sowohl für Farbvideo als auch für Monochromvideo benutzt. Ein Modus- Auswahlsignal, das durch den Videospeicherbaustein erzeugt wurde, bestimmt, ob das System im Farbmodus oder im Monochrommodus ist. Folglich wird das Videospeichersystem leicht von Monochrom auf Farbe erweitert. All dies wird verlangt, weil die Erweiterung in der bevorzugten Ausführungsform darin besteht einen Monochromspeicherbaustein durch einen Farbspeicherbaustein zu ersetzen. Als andere Möglichkeit kann eine Erweiterung durch Hinzufügen von Speicher zum Speicherbaustein und durch Ändern des Modus-Auswahlsignals vom Monochrommodus auf den Farbmodus bewirkt werden.
Zusätzliche Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden leichter anhand der anschließenden detaillierten Beschreibung und der angefügten Ansprüche deutlich, wenn sie zusammen mit den Zeichnungen betrachtet werden, in denen:
Fig. 1 ein Blockschaltbiid eines Videospeichersystems ist.
Fig. 2 ein detailliertes Schaltbild des Schieberegisters ist, der in dem Videospeichersystem der Fig. 1 benutzt wird.
Fig. 3 ein Schaltbild der Speichersteuerung in der bevorzugten Ausführungsform ist.
Fig. 4 ein Zeitablaufdiagramm für die Schaltungsanordnung in Fig. 2 ist.
In Fig. 1 ist ein Blockschaltbild des Video-Untersystems 20 für eine Computer-Workstation gezeigt. Die CPU 22 des Computers und der Videomonitor 24 sind gezeigt, aber werden nicht als ein Teil des Videountersystems 20 betrachtet.
Die Hauptbauteile des Video-Untersystems 20 sind ein Videospeicherbaustein 30, der Videodaten speichert, ein Video-Digital/Analog-Wandler (VDAC) 32, der die Videodaten in ein analoges Videoausgangssignal umwandelt, und ein Schieberegister 34, das die Videodaten, die von dem Videospeicherbaustein 30 an den VDAC 32 gesendet werden, in serielle Form bringt. Eine Videosteuerung 36, die detaillierter in Fig. 3 gezeigt ist, steuert den Datenfluß vom Videospeicherbaustein 30 zum VDAC 32.
Wie in vielen Computersystemen normalerweise üblich, haben die Speicherchips, die im Videospeicherbaustein 30 verwendet werden, getrennt von der normalen Eingangs-/Ausgangs-Schaltungsanordnung, einen Videoausgangsport 38, zum Lesen von Videodaten mit einer hohen Geschwindigkeitsrate. Für diejenigen, die mit dem Betrieb von Videospeicherchips nicht vertraut sind, ist das Folgende eine kurze Erklärung jener Merkmale, die wichtig für den Betrieb der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind.

Videoport.

Ein wichtiges Merkmal des Videoports 38 ist ein internes Schieberegister, das alle Videodaten hält, die benötigt werden, um eine Linie über das Display des Monitors zu schreiben. Neue Daten werden in das interne Schieberegister geladen, ehe jede Linie auf dem Monitor aufgefrischt wird. Eine Speicherverwaltungseinheit (MMU) 40 wird verwendet, um die Adresse im Speicher 30 der Videodaten für die nächste Videoabtastlinie zu erzeugen oder zu bestimmen.
In der bevorzugten Ausführungsform zeigt der Monitor 24 ein Array von 1024 mal 864 Bildpunkten oder insgesamt 10&sup6; Bildpunkten an. Der Videospeicherbaustein ist so angeordnet, daß das interne Schieberegister im Videoport 38 1024 Bildpunkte von Videodaten speichert (von denen 160 Bildpunkte nicht benutzt werden) - d. h., genug Daten zum Schreiben einer Abtastlinie auf dem Monitor 24.
Viele Videospeicherchips erbringen vier neue Datenbits zu jeder Zeit, in der das interne Schieberegister getaktet wird, bis alle Daten in dem internen Schieberegister gelesen worden sind. Jedoch ist die exakte Zahl der Bits, die pro Taktzyklus erbracht werden, nicht wichtig. Mehrere Speicherchips können parallel betrieben werden, so daß die überhaupt spezifizierte Anzahl der Bits während jedes Taktzyklus erhalten werden kann. Diese Aspekte des Betriebs der Speicherchips in dem Videospeicherbaustein 30 sind normalerweise üblich und nur als Hintergrundinformation präsentiert worden.
In der bevorzugten Ausführungsform bewirkt jeder Zyklus des "Schiebetakts" VRAM_SC, daß 32 neue Videodatenbits durch das interne Schieberegister des Videospeicherbausteins ausgegeben werden sollen. Diese Videodaten werden dann in ein 32-Bit-Schieberegister 34 geladen, das die Daten in serielle Form bringt und sie zum Video DAC 32 überträgt.

Schieberegister.

Ein Taktsignal, das der Bildpunkttakt genannt wird, bestimmt die Rate, mit der Daten an den Monitor 24 gesendet werden. Vor allem wird ein neuer Bildpunkt erzeugt und an den Monitor 24 für jeden Bildpunkttaktzyklus gesendet. Um dies zu schaffen, wird das Schieberegister 34 durch den Bildpunkttakt getaktet, um dafür zu sorgen, daß die Daten für einen Bildpunkt zu jedem Bildpunkttaktzyklus an den Video DAC 32 übertragen werden.
Wenn das Video-Untersystem 20 im Farbmodus arbeitet, werden acht Bits der Videodaten V7-V0 dazu benutzt, einen Bildpunkt zu erzeugen. Im Monochrommodus wird nur ein Bit der Videodaten V7 benötigt, um einen Bildpunkt zu erzeugen.
Es ist wichtig zu bemerken, daß der Bildpunkttakt mit derselben Rate arbeitet, ohne Rücksicht darauf, ob das Video-Untersystem 20 im Farbmodus oder im Monochrommodus arbeitet. Die Bildpunktrate wird durch die Abtastrate der Raster- Abtasteinrichtung im Monitor 24 bestimmt - und diese Abtastrate ist im allgemeinen sowohl für Farbmonitore als auch für Monochrommonitore dieselbe.
Wie in Fig. 2 gezeigt, sind acht 4-Bit-Schieberegister 50-57 seriell verbunden, um das 32-Bit-Schieberegister 34 zu verbinden. Die letzten Ausgangssignale V7 bis V0 von jedem der acht Schieberegister 50-57 sind mit dem Video DAC 32 verbunden. Deshalb sind die Ausgangssignale V7 bis V0 des Schieberegisters 34 zeitlich versetzt, wobei sie für jedes vierte Datenbit im 32-Bit- Schieberegister 34 stehen.
Jeder Zyklus (eigentlich, jeder Aufwärtsübergang) des Bildpunkttaktsignals sorgt dafür, daß die Daten im Schieberegister 50-57 um eine Bitposition verschoben werden sollen, wodurch sie acht neue Bits von Videodaten auf den Leitungen V7-V0 erbringen. Deshalb werden acht Bits von Videodaten V7-V0 durch das Schieberegister 34 an den Video DAC 32 zu jeder Zeit ausgegeben, zu der das Schieberegister 34 getaktet ist. Alle Daten in den Schieberegistern 50-57 werden an den Video DAC 32 in vier Taktzyklen des Bildpunkttaktes übergeben.
Wenn das Video-Untersystem 20 jedoch im Monochrommodus ist, wird der Video DAC 32 programmiert, um nur ein Bit V7 dieser Daten zur Erzeugung eines Videosignals zu benutzen. Da nur die Daten auf der Leitung V7 benutzt werden dauert es 32 Bildpunkttaktzyklen, um alle Daten im Schieberegister 34 an den Video DAC 32 zu übergeben.

Video DAC.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird der Video DAC 32 in der bevorzugten Ausführungsform wie folgt verwendet. Video DACs sind programmierbare Vorrichtungen. Der in der bevorzugten Ausführungsform verwendete Video DAC 32 umfaßt eine Tabelle mit 256 Einträgen, ein Eintrag für jeden möglichen Wert der acht Bits V7-V0. Jeder der 256 Einträge bestimmt das analoge Videoausgangssignal, das erzeugt wird, wenn der entsprechende Wert der Bits V7-V0 empfangen wird. In Farbvideoanwendungen ist die Tabelle in dem Video DAC 32 weithin als eine Farbkarte bekannt, und die Tabelleneinträge in dem Video DAC 32 bestimmen die Farbe und den Farbton, die durch den Monitor angezeigt werden.
Die VDAC-Schnittstelle 60 wird dazu verwendet, neue Tabelleneinträge, in den Video DAC 32 unter der Steuerung der CPU 22 des Systems zu lesen und zu schreiben. Die meisten Computer mit Farbvideosystemen, einschließlich der bevorzugten Ausführungsform, haben Software, die es dem Anwender erlaubt, die Farben, die jedem der möglichen Werte von V7-V0 zugeordnet sind, zu spezifizieren oder auszuwählen, und diese Auswahlmöglichkeiten durch Laden neuer Werte in die Farbkarte des Video DACs zu implementieren.
In Monochromvideoanwendungen bestimmen die Tabelleneinträge in dem Video DAC 32, ob die entsprechenden Bildpunkte als helle oder dunkle Bildpunkte angezeigt werden. In der bevorzugten Ausführungsform wird nur ein Bit der Videodaten benutzt, um den Zustand jedes angezeigten Bildpunkts zu bestimmen. Deshalb werden nur zwei verschiedene Werte in der internen Tabelle des Video DACs gespeichert: Allen 128 Tabelleneinträgen für V7=1 wird ein Wert (der zum Beispiel einen hellen Bildpunkt darstellt) gegeben, und allen Tabelleinträgen für V7=0 wird ein anderer Wert gegeben (der zum Beispiel einen dunklen Bildpunkt darstellt).
In der bevorzugte Ausführungsform, wenn die CPU 22 ermittelt, daß das Video-Untersystem im Monochrommodus ist, wird die Farbkarte im Video DAC 32 automatisch mit hellen und dunklen Bildpunktwerten geladen, die für die Benutzung mit einem Monochrommonitor geeignet sind.

Modus-Auswahlsignal.

Der Videospeicherbaustein 30 umfaßt eine Modus- Auswahlleitung 60 zum Überbringen eines Modus-Auswahlsignals. In der bevorzugten Ausführungsform hat das Modus-Auswahlsignal gerade zwei Werte: 1 für Monochrombausteine und den Monochrommodus und 0 für Farbbausteine und den Farbmodus. Das Modussignal wird durch die Modus-Auswahlleitung 60 der Videosteuerung 36 überbracht. Obwohl in den Figuren nicht gezeigt, wird die Modus-Auswahlleitung 60 auch durch die CPU 22 gelesen, um zu bestimmen, welche Daten in dem Video DAC 32 gespeichert werden sollen.
Für die Monitore mit 10&sup6; Bildpunkten, die in der bevorzugten Ausführungsform verwendet werden, muß ein Farbspeicherbaustein 30 acht Megabits des Videospeichers enthalten. Monochromspeicherbausteine müssen ein Megabit des verwendeten Videospeichers enthalten. Tatsächlich umfaßt der Monochromspeicherbaustein in mindestens einer bevorzugten Ausführungsform mehr Speicherplatz (zwei Megabits) als verwendet wird, da eine gleichbleibende Datenwegbreite (32 Bits) an die CPU 22 sowohl für Farbvideospeicherbausteine als auch für Monochromvideospeicherbausteine gewünscht ist.

Videosteuerung.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist der Hauptzweck der Videosteuerung 36, zwei Taktsignale zu erzeugen: VRAM_SC (Videospeicherschiebetakt) und SRLOAD (Schieberegister Laden). Diese beiden Taktsignale steuern die Rate, mit der die Daten von dem Videospeicherbaustein 30 zum Schieberegister 34 übermittelt werden, und deshalb die Rate, mit der neue Videodaten zu dem Video DAC 32 gesendet werden. Beide Taktsignale werden aus dem Bildpunkttakt des Systems gewonnen, der mit derselben festen Rate arbeitet, ohne Rücksicht darauf, ob das System im Farbmodus oder im Monochrommodus ist.
Da acht Videodatenbits benutzt werden, um jeden Farbkartenpunkt in Farbanwendungen darzustellen, während ein einzelnes Bit von Videodaten verwendet wird, um jeden Monochrombildpunkt in Monochromanwendungen darzustellen, müssen Videodaten an den Schieberegister 34 im Farbmodus achtmal schneller geliefert werden, als im Monochrommodus.
Ein Oszillator 62 und ein Signaltreiber 64 erzeugen das Bildpunkttaktsignal. Ein Zähler 66, der durch den Bildpunkttakt angetrieben wird, erzeugt einen Satz langsamerer abgeleiteter Taktsignale, P2, P4, P8, P16 und P32, die mit einer Hälfte, einem Viertel, einem Achtel, einem Sechzehntel und einem Zweiunddreißigstel der Bildpunkttaktrate arbeiten. Der Zähler 66 wird als ein Rückwärtszähler betrieben, der mit jedem Bildpunkttaktzyklus einen numerisch kleineren Wert erzeugt.
Die Rate, mit der das Schieberegister 34 in Fig. 1 mit neuen Videodaten nachgeladen wird, wird hierin die Nachladerate genannt, und die Zeitdauer zwischen den Nachladungen des Schieberegisters 34 wird hierin der Nachladezyklus genannt. Die abgeleiteten Taktsignale P2-P32 werden benutzt, um zu bestimmen, daß der Ausgangsport 38 des Videospeicherbausteins getaktet wird damit er neue Videodaten ausgibt, und wenn, diese neuen Videodaten in das Schieberegister zu laden.
Die abgeleiteten Taktsignale P2-P32 werden gepuffert und durch ein Register 68 gespeichert, das einen Satz von verzögerten und invertierten abgeleiteten Taktsignalen P2D-P32D erzeugt.
Fig. 4 zeigt das Bildpunkttaktsignal, die verzögerten abgeleiteten Taktsignale P2D-P32D und die durch die Videosteuerung 36 daraus gewonnenen Signale.
Ein Inverter 70 wird verwendet, um das Auswahlsignal auf der Modus- Auswahlleitung 60 zu invertieren. Zum Zweck dieser Diskussion wird das Auswahlsignal das MONO-Signal genannt, weil es gleich 1 ist, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Videospeicherbaustein 30 ein Monochrombaustein ist. Das Ausgangssignal des Inverters 70 wird hierin das COLOR-Signal genannt, weil es gleich 1 ist, wenn das Auswahlsignal einen Farbspeicherbaustein anzeigt.
Zwei "Speicherschiebetaktsignale" CSC und MSC werden durch die UND- Glieder 72 und 74 erzeugt. Das UND-Glied 72 verbindet das COLOR-Signal mit dem abgeleiteten Taktsignal P4D durch logisches UND, wodurch es das CSC- Signal bildet. CSC ist ein Rechtecktaktsignal, das mit einer Rate eines Viertels der Bildpunkttaktrate oszilliert, wenn das Videospeicher-Untersystem im Farbmodus ist, und inaktiv ist, wenn das Untersystem im Monochrommodus ist.
Das UND-Glied 74 verbindet das MONO-Signal mit dem abgeleiteten Taktsignal P32D durch logisches UND, wobei es das MSC-Signal bildet. MSC ist ein Rechtecktaktsignal, das mit einer Rate eines zweiunddreißigstel der Bildpunkttaktrate oszilliert, wenn das Videospeicher-Untersystem im Monochrommodus ist, und ist inaktiv, wenn das Untersystem im Farbmodus ist.
Zwei "Schieberegister-Ladesignale" CLD und MLD werden durch NAND- Glieder 76 und 78 gebildet. Das NAND-Glied 76 kombiniert das COLOR-Signal mit den abgeleiteten Taktsignalen P2D und P4D, wodurch es das CLD-Signal bildet. CLD hat alle vier Bildpunkttaktzyklen einmal einen Abwärtspuls mit einer Dauer eines Bildpunkttaktzyklus, wenn das Videospeicher-Untersystem im Farbmodus ist. CLD ist inaktiv und wird auf HIGH gehalten, wenn das Untersystem im Monochrommodus ist.
Das NAND-Glied 78 kombiniert das MONO-Signal mit allen abgeleiteten Taktsignalen P2D bis P32D, wobei es das MLD-Signal bildet. MLD hat alle 32 Bildpunkttaktzyklen einmal einen Abwärtspuls, mit einer Dauer eines Bildpunkttaktzyklus, wenn das Videospeicher-Untersystem im Monochrommodus ist. MLD ist inaktiv und wird auf HIGH gehalten, wenn das Untersystem im Farbmodus ist.
Das Register 80 puffert, invertiert und verzögert die CSC- und MSC-Signale um einen Bildpunkttaktzyklus. Die invertierten und verzögerten Signale CSC und MSC werden mit CSCD bzw. MSCD markiert. Der Register 82 puffert und verzögert die Signale CLD und MLD um einen Bildpunkttaktzyklus. Die verzögerten Signale CLD und MLD werden mit CLDD bzw. MLDD markiert.
Die kombinierten Signale Schiebetakt SCD und Ladetakt LDD werden durch NAND-Glieder 84 und 86 erzeugt. Da das Videospeicher-Untersystem zu jeder Zeit nur in einem Modus, MONO oder COLOR, ist, ist nur eins der Paare CSCD/CLDD und MSCD/MLDD zu irgendeiner Zeit aktiv. Die inaktiven Signale werden auf HIGH gehalten, was dazu führt, daß die NAND-Glieder 84 und 86 als Invertierer der aktiven Signale wirken. Folglich sind die Signale SCS und LDD einfach invertierte Versionen des aktiven Schiebetaktsignals (CSCD oder MSCD) und Ladetaktsignals (CLDD oder MLDD).
Eine andere Art, den Betrieb der NAND-Glieder 84 und 86 zu betrachten, ist wie folgt. Wegen der Tatsache, daß die Eingangssignale an den NAND-Gliedern invertierte oder negative logische Signale sind, arbeiten diese NAND-Glieder als ODER-Glieder an den zugrundegelegten logischen Signalen. Deshalb steht SCD für das ODER der Signale SCS und MSC. Auf ähnliche Weise steht LDD für das ODER der Monochromladetaktsignale und Farbladetaktsignale, d. h. das ODER der Invertervarianten der Signale MLD und CLD.
Schließlich wird das Register 88 benutzt, um die Signale SCD und LDD zu puffern und zu invertieren, wobei es das Schiebetaktsignal VRAM_SC und das Schieberegisterladetaktsignal SRLOAD erzeugt. Fig. 4 zeigt die Beziehungen zwischen den Takten VRAM_SC und SRLOAD sowohl im Monochrommodus als auch im Farbmodus des Betriebs.
Die Videosteuerung 36 umfaßt auch eine andere, herkömmliche Schaltungsanordnung, sowie eine Schaltung 90, die ein Signal VREQ erzeugt, daß die Speicherverwaltungseinheit 40 (in Fig. 1) anweist, eine neue Abtastzeile von Daten in das interne Schieberegister des Videospeicherbausteins zu laden. Wie normalerweise üblich zählt die Schaltung 90 Bildpunkttaktzyklen und bestimmt deshalb, wenn der Monitor das Ende jeder Abtastzeile erreicht hat, zu welcher Zeit sie ein VREQ-Signal erzeugt.

Erweiterung von Monochrom zu Farbe.

Um ein Computersystem, das die vorliegende Erfindung benutzt, von einem Monochromvideosystem auf ein Farbvideosystem zu erweitern, ist alles, was getan werden muß, den Monochromvideospeicherbaustein 30 durch einen Farbspeicherbaustein zu ersetzen, und den Monochrommonitor 24 durch einen Farbmonitor. Der Farbspeicherbaustein unterscheidet sich vom Monochromspeicherbaustein nur durch zwei Aspekte: die Speicherplatzgröße in dem Baustein und die Polarität des Modus-Auswahlsignals auf der Modus-Auswahlleitung 60. Deshalb braucht das Video-Untersystem 20 nicht ersetzt oder geändert werden, wenn das Computersystem von einem monochromen System auf ein Farbsystem erweitert wird.
Es wird bemerkt, daß in der bevorzugten Ausführungsform der Videospeicherbaustein 30 in der Form eines SIMMs (Einzeleingangs-Speicherbaustein) implementiert ist, der in einem Steckverbinder auf der Leiterplatte steckt, die das Video-Untersystem 20 aufnimmt. SIMMs sind im allgemeinen leicht zu entfernen und zu installieren (teilweise deshalb, weil sie sehr kleine PC-Boards sind, die typischerweise 12,7 cm (5 inches) lang oder 5,1 cm (2 inches) hoch sind), wobei sie es zu einem sehr leichten Verfahren machen, das Video-Untersystem 20 von Monochrom auf Farbe zu erweitern.
Wie vom Fachmann verstanden wird, könnte in anderen Ausführungsformen der Erfindung ein Videospeicherbaustein 30 anstelle des Ersetzens des Monochromspeicherbausteins durch einen Farbspeicherbaustein von Monochrom auf Farbe erweitert werden. Dies könnte durch Hinzufügen von mehr Speicher zu dem Modul geschehen und durch Umschalten des Signalwerts auf der Modus- Auswahlleitung 60. Solche erweiterbaren Speicherbausteine würden einen Adreßsignaldekodierer zum selektiven Freigeben von Speicherchips in dem Baustein und einen Schalter zum Steuern des Signalwerts auf der Modus- Auswahlleitung 60 benötigen.
Für Monochromvideoanwendungen sind die einzigen zusätzlichen Kosten die durch die vorliegende Erfindung über die Kosten eines für Monochromanwendungen erforderlichen herkömmlichen Video-Untersystems hinaus erforderlich werden, die Kosten eines komplexeren Video DACs 32. Jedoch sind die Kosten für eine Video DAC ein kleiner Teil der Kosten der meisten Monochrom-zu-Farbe- Videoerweiterungen.
Zusammengefaßt sieht die vorliegende Erfindung ein Videospeicher- Untersystem vor, das die Kosten der Erweiterung eines Monochromvideo- Untersystems auf ein Farbvideo-Untersystem wesentlich vermindert.
Während die vorliegende Erfindung unter Bezug auf einige spezifische Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die Beschreibung für die Erfindung veranschaulichend und soll nicht als begrenzend für die Erfindung betrachtet werden. Zum Beispiel kann die logische Funktion der Videosteuerung 36 auf viele verschiedene Arten realisiert werden. In einem anderen Beispiel für eine durch den Erfinder vorausgesehene Variante können andere Ausführungen der Erfindung eine andere Rate von Farbbits pro Bildpunkt zu Monochrombits pro Bildpunkt, wie zum Beispiel eine Rate von 1 : 1, 4 : 1 oder 24 : 1 verwenden.

Claims

1. Videospeichersystem, das folgendes umfaßt:

einen Speicherbaustein (30) zum Speichern von Daten, die ein Videobild als eine Matrix von Bildelementen (Pixel) darstellen;

eine Takteinrichtung (62) zum Erzeugen eines Taktsignals mit einer vorbestimmten Taktrate; und

eine Datenübertragungseinrichtung (34, 36), die mit der Takteinrichtung und dem Speicherbaustein verbunden ist, um Daten aus dem Speicherbaustein zu lesen und Daten für ein Bildelement des gespeicherten Videobilds während jeder Zykluszeit des Taktsignals auszugeben;

durch gekennzeichnet, daß

der Speicherbaustein eine Einrichtung zum Erzeugen eines Auswahlsignals umfaßt, das anzeigt, ob der Speicherbaustein ein Schwarz-Weiß- Speicherbaustein oder ein Farb-Speicherbaustein ist;

die Datenübertragungseinrichtung Daten aus dem Speicherbaustein mit einer ersten vorbestimmten Rate liest, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Baustein ein Schwarz-Weiß-Speicherbaustein ist, und Daten aus dem Speicherbaustein mit einer zweiten vorbestimmten Rate liest, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Speicherbaustein ein Farb-Speicherbaustein ist;

wodurch das Auswahlsignal, das von dem Speicherbaustein erzeugt wird, den Betriebsmodus des Videospeichersystems und die Rate, mit der Daten aus dem Speicherbaustein gelesen werden, festlegt.

2. Videospeichersystem nach Anspruch 1, das weiterhin durch die Datenübertragungseinrichtung gekennzeichnet ist, die folgendes umfaßt:

eine Ladetakteinrichtung (36), die mit der Takteinrichtung und dem Speicherbaustein verbunden ist, um ein Ladetaktsignal mit der ersten vorbestimmten Rate zu erzeugen, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Baustein ein Schwarz-Weiß-Speicherbaustein ist, und um das Ladetaktsignal mit der zweiten vorbestimmten Rate zu erzeugen, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Baustein ein Farb-Speicherbaustein ist; wobei die zweite vorbestimmte Rate ein ganzzahliges Vielfaches der ersten vorbestimmten Rate ist; und

eine Schieberegistereinrichtung (34), die mit dem Speicherbaustein und der Ladetakteinrichtung verbunden ist, um Daten von dem Speicherbaustein als Antwort auf das Ladetaktsignal zu empfangen und zu speichern, und die mit der Takteinrichtung verbunden ist, um eine Vielzahl von Bits der Daten mit der vorbestimmten Taktrate parallel auszugeben.

3. Videospeichersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Videospeichersystem weiterhin ein Videosignal-Erzeugungseinrichtung (32) zum Konvertieren eines Datenausgangssignals in ein Videosignal durch die Datenübertragungseinrichtung umfaßt, wobei das Videosignal ein Schwarz-Weiß- Videosignal umfaßt, wenn das Auswahlsignal einen Schwarz-Weiß- Speicherbaustein anzeigt, und ein Farb-Videosignal umfaßt, wenn das Auswahlsignal einen Farb-Speicherbaustein anzeigt.

4. Videospeichersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Videosignal-Erzeugungseinrichtung eine Einrichtung (60) zum Speichern einer Tabelle von Werten umfaßt, die allen möglichen Werten der parallelen Bits der Daten, die von der Datenübertragungseinrichtung ausgegeben wurden, entsprechen, wobei die Tabelle von Werten eine Vielzahl von verschiedenen Werten speichert, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Speicherbaustein ein Farb-Speicherbaustein ist und nur zwei verschiedene Werte speichert, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Speicherbaustein ein Schwarz-Weiß- Speicherbaustein ist.

5. Verfahren zum Betreiben eines Videospeichersystems, daß eine Speichereinrichtung (30) besitzt und Daten darin speichert, die ein Videobild als eine Matrix von Bildelementen darstellen, wobei die Schritte des Verfahrens folgendes umfassen:

Erzeugen eines Taktsignals mit einer vorbestimmten Taktrate; und

Lesen eines Teils der Daten, die in dem Speicherbaustein gespeichert sind und

Ausgabe der Daten für ein Bildelement des gespeicherten Videobilds während jeder Zykluszeit des Taktsignals;

dadurch gekennzeichnet, daß

ein Auswahlsignal erzeugt wird, das anzeigt, ob der Speicherbaustein (30) ein Schwarz-Weiß-Speicherbaustein oder ein Farb-Speicherbaustein ist;

im Leseschritt die Daten, die in dem Speicherbaustein gespeichert sind, mit einer ersten vorbestimmten Rate, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß das Videobild ein Schwarz-Weiß-Bild ist, und die gespeicherten Daten mit einer zweiten vorbestimmten Rate gelesen werden, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Baustein ein Farb-Speicherbaustein ist;

wodurch das Auswahlsignal den Betriebsmodus des Videospeichersystems und die Rate, mit der Daten aus dem Speicherbaustein gelesen werden, festlegt.

6. Verfahren zum Betreiben eines Videospeichersystems nach Anspruch 5, daß weiterhin den Schritt der Konvertierung der Daten umfaßt, die in einem Videosignal ausgegeben werden, wobei das Videosignal ein Schwarz-Weiß- Videosignal umfaßt, wenn das Auswahlsignal einen Schwarz-Weiß- Speicherbaustein anzeigt, und ein Farb-Videosignal, wenn das Auswahlsignal einen Farb-Speicherbaustein anzeigt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß

der Ausgabeschritt eine Vielzahl von Bits der Daten mit einer vorbestimmten Taktrate parallel ausgibt; und

der Konvertierungsschritt das Speichern einer Tabelle von Video- Ausgangssignalwerten umfaßt, die allen möglichen Werten der ausgegebenen Parallelbits von Daten entsprechen, wobei die Tabelle von Werten eine Vielzahl von verschiedenen Farb-Videosignalwerten speichert, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Baustein ein Farb-Speicherbaustein ist, und nur zwei verschiedene Schwarz-Weiß-Signalwerte speichert, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Baustein ein Schwarz-Weiß-Speicherbaustein ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Konvertierungsschritt den Empfang einer Vielzahl von Bits von Daten, die durch eine Schieberegistereinrichtung (34) parallel ausgegeben werden, und die Erzeugung eines Videosignals, das dem Wert der Daten entspricht, umfaßt; wobei der Schritt der Erzeugung eines Videosignals nur auf eins der Parallelbits von Daten anspricht, die von dem Schieberegister empfangen werden, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Speicherbaustein ein Schwarz-Weiß-Speicherbaustein ist.

9. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, wobei die Lese- und Ausgabeschritte folgende Schritte umfassen:

Erzeugen eines Ladetaktsignals mit wenigstens der ersten vorbestimmten Rate, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Baustein ein Schwarz-Weiß- Speicherbaustein ist, und Erzeugen des Ladetaktsignals mit der zweiten vorbestimmten Rate, wenn das Auswahlsignal anzeigt, daß der Baustein ein Farb- Speicherbaustein ist;

Vorsehen einer Schieberegistereinrichtung (34), die mit dem Speicherbaustein verbunden ist;

Empfangen und Speichern von Daten von dem Speicherbaustein (30) entsprechend dem Ladetaktsignal; und

parallele Ausgabe einer Vielzahl von Bits der Daten mit der vorbestimmten Taktrate.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die zweite vorbestimmte Rate ein ganzzahliges Vielfaches der ersten vorbestimmten Rate ist.