JPH04288594A - 表示メモリ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ラスタ走査型デジタル
・オシロスコープ等の表示メモリに記憶された数値デー
タを制御する表示メモリ制御装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来よりオシロスコープは、第１変数の変
化を第２変数の関数として表す波形を表示するの使用さ
れている。以下の説明では、第１変数を測定量の値とし
、第２変数を時間と仮定すると理解し易いであろう。 この場合、表示波形により測定量の値が時間の関数とし
て表されることになる。しかし、第２変数は、時間又は
時間に関係する量に限定する必要のないことに留意され
たい。

【０００３】従来のアナログ・オシロスコープでは、電
子ビームをＣＲＴの水平方向に繰り返し掃引し、スクリ
ーンの蛍光面を光らせてトレースを表示する。入力信号
の値によりスクリーンの水平掃引中の電子ビームの垂直
方向の位置が制御され、スクリーン上に入力信号の変化
が時間の関数としてトレースにより表示される。１回の
電子ビームの掃引により表示されるトレースは、漸次消
滅していくが、入力信号が繰り返し信号の場合には、電
子ビームの掃引は周期的にスクリーンの同じ点で開始さ
れ、各掃引毎にトレースが同じ経路を通るので安定した
波形を連続的に表示することが出来る。

【０００４】入力信号の変化は、各掃引サイクル毎で正
確に同一であるとは限らない。スクリーンの蛍光面が１
回の掃引サイクルよりかなり長い期間に亘って発光し続
ける場合には、表示波形は、電子ビームの過去の数回に
亘る掃引によって生成されたトレースに関する時間的重
み付けの記録を表すので、入力信号の変化に関する情報
は、最も新しい掃引サイクルで表示されたトレースに最
も良く表されることになる。

【０００５】オペレータは、電子ビームがスクリーンの
蛍光面の１点に当たる毎に輝度が増加し、次の掃引の電
子ビームが再度当たるまで漸次輝度が低下するように電
子ビームの強度を調整することが出来る。このように輝
度のパーシステンス（持続）モードの調整をすることに
より、過渡的ノイズにより電子ビームが一時的に垂直方
向にずれてもそのノイズ部分のトレースがすぐに消え、
繰り返しトレースされる波形部分が高い輝度のまま維持
されることになるので、表示波形上における過渡的ノイ
ズの影響を低減することが出来る。

【０００６】アナログ・オシロスコープにおいて、波形
の一部分を水平方向に拡大して拡大した時間スケールで
波形を観測出来るようにする動作モードは周知である。 拡大部分に対応する元の波形の部分は、表示波形上で輝
度変調されるので確認可能である。このような輝度強調
を実現するには、一時的にビーム電流を増加してやれば
良い。波形の一部分の輝度を選択的に強調する技術は、
測定する範囲を示す場合又は予め定義した範囲からはみ
出した波形部分を強調する場合等にも用いることが出来
る。

【０００７】ベクトル型デジタル・オシロスコープにお
いては、水平軸の行及び垂直軸の列から編成されたスク
リーン上の離散的配列位置に両端を有するベクトルに沿
って電子ビームがトレースする。このオシロスコープを
用いて信号の値の変化を時間の関数として表示する場合
には、各列は、異なるサンプリング時点を表し、各行は
、異なる信号の値を表す。一般に、入力信号をサンプリ
ングしてデジタイズし、１対のデジタル・ワードで各サ
ンプル点を表すワード列を順次発生する。この場合、１
対のワードのうちの一方のワードがサンプルの値を表し
、他方のワードがトリガ時点後のサンプリング時点を表
している。各デジタル・ワード対の信号値のワードは、
サンプリング時点に応じた取込メモリのアドレスに書き
込まれ、メモリ内に波形レコードが形成される。以上の
取込動作を１通り完了すると、取込メモリの内容を用い
てＣＲＴスクリーン上に安定した波形を表示することが
出来る。

【０００８】既知のラスタ走査型デジタル・オシロスコ
ープは、表示スクリーンの表示可能なピクセル数と同じ
数のアドレス可能な記憶位置を有する表示メモリを具備
している。各記憶位置のアドレスには、２つのデータ要
素が記憶されており、一方がサンプル値を表し、他方が
サンプリング時点を表している。各メモリ・アドレスの
２つのデータ要素は、ＣＲＴスクリーン上のピクセル・
アドレスを編成しているＸ要素及びＹ要素を夫々表して
いる。ラスタ・パターンに従ってスクリーン上の全ての
ピクセルを走査し、対応するメモリの記憶位置の内容に
基づいてピクセルを選択的に点灯することによりＣＲＴ
スクリーン上に波形表示を行う。メモリの各記憶位置に
は１ビット・データを記憶可能であり、そのビット・デ
ータの値が論理「１」又は論理「０」かに応じて電子ビ
ームを夫々オン又はオフに制御する。

【０００９】もし、各記憶位置に１ビット・データを超
えるデータを記憶出来るならば、各ピクセルを多段階の
グレイ・スケール（中間調輝度スケール）で表示するこ
とが出来る。例えば、メモリの各記憶位置に４ビットの
データを記憶出来る場合には、オフ状態及び１５段階の
グレイ・スケールの合わせて１６階調の輝度レベルを調
整することが可能である。このようなメモリを有するオ
シロスコープを用いると、同じ信号値及び時間値の組み
合わせを有するサンプルを取り込んだ時に、その記憶位
置の内容をメモリから読み出し、その輝度レベルを最大
値である１０進数の１５まで漸次増加する。更に、各記
憶位置の内容を時々読み出し、漸次最小輝度レベル（通
常０）まで減少させる。このような輝度値の調整により
、表示情報の内容を向上することが出来、デジタル・オ
シロスコープでありながらアナログ・オシロスコープの
輝度のパーシステンス機能の疑似的動作（エミュレーシ
ョン）が可能になる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の装置で
は、単に入力信号に応じて表示波形の表示輝度を制御し
ているに過ぎず、表示波形の表示輝度は、入力信号の時
間的変化に伴って変化するのみであった。よって、表示
スクリーン上に測定対象や測定目的に応じて任意の領域
を設定し、その領域に関して表示波形のみに限定されず
波形以外の表示に関しても種々の輝度制御を行うことは
出来なかった。

【００１１】従って、本発明の目的は、被測定入力信号
の変化のみに制限されず、表示スクリーン上の任意の領
域を選択し、その選択した領域内及び領域外における表
示波形及びその他の表示に対して所望の輝度又は色の制
御を自動的に実行し得る表示メモリの制御装置を提供す
ることである。

【課題を解決する為の手段】本発明は、表示メモリに記
憶された数値データを制御する表示メモリ制御装置であ
る。表示メモリから数値データを読み出し、この読み出
した数値データに対して予め定めた第１修正動作を実行
する第１状態又はこの第１修正動作と異なる予め定めた
第２修正動作を実行する第２状態の何れかの状態で動作
し、修正した数値データを表示メモリに書き込むデータ
修正手段と、表示メモリのアドレス空間の少なくとも１
領域を選択し、この選択した領域内から上記データ修正
手段が数値データを読み出したか否かに応じて上記デー
タ修正手段の上記第１又は第２状態の何れかの動作状態
を選択する選択手段とを具えることを特徴とする。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明に係るバッファ・メモリ制御
方法を適用するのに好適なオシロスコープ２の実施例の
構成を表すブロック図である。表示装置４は、表示スク
リーン６及び偏向回路８を含んでいる。このオシロスコ
ープ２は、プロセッサ１８の制御に基づいて種々の動作
を実行する。プロセッサ１８は、オシロスコープ２内の
他の構成要素とシステム・バス２２を介して信号の授受
を行う。オシロスコープのオペレータは、オペレータ・
インタフェース２０を介してオシロスコープの種々の設
定を制御出来る。このオシロスコープ２は、更にピクセ
ル・クロック発生器１６が発生するピクセル・クロック
信号ＰＣに応じて動作するビデオ・コントローラ１４も
有する。このビデオ・コントローラ１４は、水平同期パ
ルスＨ及び垂直同期パルスＶを発生すると共に、垂直同
期パルスＶに同期したフレーム・エンド信号ＦＥも発生
する。

【００１３】これらの同期パルスがインタフェースかさ
れると、偏向回路８は、水平偏向信号及び垂直偏向信号
を発生してＣＲＴの電子ビームを偏向し、５１２本の水
平ラスタ走査パターンをＣＲＴスクリーン上に形成する
。各水平ライン期間中に、５１２個のピクセル・クロッ
クが発生される。この結果、表示スクリーン上には、２
６２１４４個のピクセルが形成される。

【００１４】オシロスコープ２は、２６２１４４個のア
ドレス可能な記憶位置を含むデュアル・ポート・バッフ
ァ・メモリ３６も有する。このメモリ３６は、４つのセ
グメント３６０、３６１、３６２及び３６３から構成さ
れ、各セグメントは５１２行のメモリ行を含み、各行は
１２８の記憶位置を含み、これら各記憶位置は４ビット
の数値データを記憶することが出来る。メモリ３６は、
データ・バス４４に接続された並列ポートと、Ｖ−ＤＡ
Ｃ（ビデオ・デジタル・アナログ変換器）４２に接続さ
れた直列ポートとを具備している。

【００１５】各水平走査線の帰線期間の開始時点で、ビ
デオ・コントローラ１４は、表示リフレッシュ・サイク
ルの動作を開始する。このサイクル中には、ビデオ・コ
ントローラ１４は、ＨＯＬＤ（ホールド）信号をメモリ
・アドレス発生器６０及びアドレス・バス調停回路６４
に供給する。バス調停回路６４は、アドレス・バス・マ
ルチプレクサ６６の状態を制御し、第１状態ではマルチ
プレクサ６６にビデオ・コントローラ１４を選択させ、
第２状態ではメモリ・アドレス発生器６０を選択させる
。メモリ・アドレス発生器６０は、ＨＯＬＤ信号の受領
を示す為にＨＯＬＤＡＣＫ（ホールドアクノリッジ）信
号をバス調停回路６４に送る。バス調停回路６４は、Ｈ
ＯＬＤ信号及びＨＯＬＤＡＣＫ信号に応じてマルチプレ
クサ６６にビデオ・コントローラ１４を選択させる。 ビデオ・コントローラ１４は、次に表示する走査線に対
応する８ビットの行アドレスをアドレス・バス２４に出
力する。このようにして、メモリ３６内の各セグメント
の１行の記憶位置が選択される。各セグメントの選択さ
れた行に含まれる１２８個の記憶位置の内容は、メモリ
・セグメントの内部シフト・レジスタにシフトされる。 メモリ・セグメント３６０、３６１、３６２及び３６３
は、水平走査の有効期間中の一連のピクセル・クロック
・パルスに応じて繰り返し選択される。各セグメントが
選択される際に、内部シフト・レジスタの内容が直列ポ
ートを介して出力される。従って、この直列ポートを介
してシフトされた値は、３６０、３６１、３６２及び３
６３のメモリ・セグメントの順序の繰り返しになってお
り、偏向回路８からの偏向信号によって制御される電子
ビームの偏向動作と同期している。メモリ３６から読み
出された数値データ列は、Ｖ−ＤＡＣ４２によってアナ
ログ輝度信号に変換される。この輝度信号は、ラスタの
１ラインのピクセルを点灯する際の輝度の制御に用いら
れる。よって、バッファ・メモリ３６のアドレス可能な
記憶位置は、ＣＲＴスクリーンの表示ピクセルと１対１
の関係で対応（マッピング）しており、メモリ３６の記
憶位置は、表示装置４の電子ビームによる表示スクリー
ン６の走査動作に同期して走査される。表示リフレッシ
ュ・サイクルにおけるピクセルの輝度は、そのピクセル
に対応する記憶位置に記憶された数値データの値によっ
て決まる。バッファ・メモリ３６の各記憶位置の数値デ
ータは４ビット・データなので、表示装置４の各ピクセ
ルを異なる１６輝度レベル（オフ・レベルと１５段階の
輝度レベル）で表示することが出来る。

【００１６】オシロスコープ２は、取込ステージ４６を
有する。取込ステージ４６は、信号の取込動作中に波形
データを一時的に記憶する取込メモリ４８を含んでいる
。図の実施例では、サンプリング・クロック発生器５２
の制御に基づいてアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）
５０により入力信号がサンプリング及びデジタイズされ
るように簡単化して示している。タイム・カウンタ５８
がサンプリング・クロック発生器５２からのクロック・
パルスを受け、書込みアドレスをメモリ４８に供給する
。これにより、入力信号の値がサンプリング時点に応じ
たメモリ４８の記憶位置にロードされる。ＡＤＣ５０は
、８ビットのデジタル・データを発生するが、取込メモ
リ４８は９ビットのデータ・ワードを記憶出来る。 取込メモリ４８の各記憶位置のＭＳＢはアトリビュート
（属性）ビットである。

【００１７】取込ステージ４６は、更に輝度制御回路５
３を含み、この輝度制御回路５３はレンジ比較回路５４
を有する。レンジ比較回路５４は、カウンタ５８の出力
を受ける外、バス２２からレジスタ９２及び９４を介し
てタイム・カウンタの上限及下限計数値を表す信号も受
ける。カウンタ５８の出力値が上限値及び下限値の範囲
からはずれた場合には、レンジ比較回路５４は論理「０
」を出力し、その範囲以内の場合には論理「１」を出力
する。

【００１８】このレンジ比較回路５４の出力は、輝度制
御信号ＩＣであって、取込メモリ４８にロードされるデ
ータ・ワードのＭＳＢのデータとなる。取込メモリ４８
に書き込まれている特定のサンプルについてレンジ比較
回路５４の出力が論理「１」であれば、このサンプルに
関するアトリビュート・ビットはセットされ、そうでな
い場合はセットされない。

【００１９】このアトリビュート・ビットは、ＡＤＣ５
０からのデータ・ワードによってもセットされることが
ある。例えば、プロセッサ１８が信号の最大値及び最小
値をレジスタ９２及び９４に夫々ロードするかも知れな
いし、ＡＤＣ５０からのデータ・ワードがこれら２つの
レジスタの内容で決まる範囲からはずれた場合に比較回
路５４が輝度制御信号をを発生するかも知れない。この
値の範囲は、異なる時間値に対して異なる値を設定出来
るし、特定の時間値に対して多数の範囲を定義すること
も可能である。

【００２０】取込メモリ４８の内容は、バッファ・メモ
リ３６に転送される。アドレス・カウンタ７６がアドレ
ス・ワードを取込メモリ４８に供給し、対応するデータ
・ワードとアトリビュート・ビットがメモリ４８から読
み出される。相互に関連するアドレス・ワードとデータ
・ワードがメモリ・アドレス発生器６０に供給される。 アトリビュート・ビットは、ピクセル・マニピュレータ
７０に供給される。

【００２１】データ・ワード及びアドレス・ワードの各
組み合わせ並びにオペレータ・インタフェース２０から
のスケール信号及びオフセット信号に応じて、メモリ・
アドレス発生器６０は、９ビットのＹアドレス・ワード
と９ビットのＸアドレス・ワードを発生する。ビデオ・
コントローラ１４がバス２４にアクセスする必要がある
場合、メモリ・アドレス発生器６０は、これらＸ及びＹ
のアドレス・ワードを一時的に記憶する。表示リフレッ
シュ・サイクルが動作していない時、すなわち、ビデオ
・コントローラ１４がバス２４へのアクセスの要求をし
ていない時、バス調停回路６４は、ＭＵＸ（マルチプレ
クサ）６６にメモリ・アドレス発生器６０を選択させる
ので、メモリ・アドレス発生器６０は、Ｙアドレス・ワ
ードとＸアドレス・ワードの上位側７ビットを１６ビッ
トのメモリ・アドレス・ベクトルとしてアドレス・バス
２４に供給する。アドレス・バス２４は８ビット幅なの
で、このメモリ・アドレス・ベクトルは、各ワードが８
ビットずつの２ワードのデータとして供給される。これ
ら２ワードの一方は、Ｙアドレス・ワードの上位側８ビ
ットであり、他方のワードはＹアドレス・ワードのＬＳ
ＢとＸアドレス・ワードの上位側７ビットである。メモ
リ・アドレス発生器６０は、Ｘアドレス・ワードの下位
側２ビットをデコーダ６２に供給する。これに応じてデ
コーダ６２は、４つのメモリ・セグメントの中の１つを
選択する出力を発生する。

【００２２】信号の取込動作中に、バッファ・メモリ３
６は読出しモード、修正モード及び書込みモードで動作
する。４つの記憶位置に記憶された数値データは、メモ
リ・アドレス発生器６０からバス２４に供給されたメモ
リ・アドレス・ベクトルによって指定され、バッファ・
メモリ３６から読み出されてデータ・バス４４に供給さ
れる。ピクセル・マニピュレータ７０がデータ・バス４
４のこれら数値データを読み込み、ラッチ７２にこれら
のデータをロードする。ラッチ７２にロードされたデー
タは、インクリメンタ７４に入力値として供給される。 図１の実施例では、インクリメンタ７４は、ＡＬＵ（演
算論理ユニット）６８、２個のレジスタ８６及び８８並
びに輝度制御信号ＩＣに応じてこれら２個のレジスタの
一方を選択するＭＵＸ（マルチプレクサ）９０を含んで
いる。輝度制御信号ＩＣが論理「１」の場合、ＭＵＸ９
０によりレジスタ８８が選択され、輝度制御信号ＩＣが
論理「０」の時にはレジスタ８６が選択される。減衰サ
イクル・イニシエータ９６は、プロセッサ１８の制御に
より動作し、２つの］となるビット値を２個のレジスタ
８６及び８８に夫々ロードする。一般に、レジスタ８８
にロードされる値は、レジスタ８６にロードされる値よ
り大きくなっている。

【００２３】インクリメンタ７４は、４つの入力値と選
択されたレジスタ８６又は８８の内容との和を表す４つ
の出力値を夫々発生する。これらの４つの修正値（出力
値）は、ＭＵＸ７８を介してデータ・バス４４に供給さ
れる。メモリ・アドレス発生器６０からのＸアドレス・
ワードの２つのＬＳＢ（下位側２ビット）に基づいて、
デコーダ６２は、バッファ・メモリ３６内の４つのセグ
メントの中の１つに書込みイネーブル信号を供給し、４
つの修正値の中の適当な１つの値をこのバッファ・メモ
リ３６の中の適当なセグメントに書き込む。このとき、
バッファ・メモリ３６の他の３つのセグメントの対応す
るアドレスの内容は変化しないままである。

【００２４】ピクセル・マニピュレータ７０は、アナロ
グ・オシロスコープの所謂パーシステンス・モード（持
続表示モード）の動作をオシロスコープ２がエミュレー
ト（疑似的動作）出来るようにするデクリメンタ（輝度
減衰装置）８０も有する。このパーシステンス・モード
の動作をエミュレートする時には、オシロスコープ２は
、減衰サイクル・イニシエータ９６からの信号に応じて
減衰サイクルを時々実行する。この減衰サイクル中には
、メモリ・アドレス発生器６０は、最初にメモリ・アド
レス・ベクトルを発生し、そのメモリ・アドレス・ベク
トルで指定された４つの記憶位置の内容をラッチ７２を
介してデクリメンタに供給する。図１の実施例の場合、
デクリメンタ８０を構成しているのは、レジスタ８４及
びＡＬＵ（演算論理ユニット）９２である。デクリメン
タ８０は、４つの入力値からレジスタ８４の内容を夫々
減算した値を表す４つの出力値を発生する。このデクリ
メンタ８０の出力値（修正値）は、ＭＵＸ７８を介して
データ・バス４４に供給され、メモリ３６の適当な記憶
位置に書き込まれる。各読出しサイクル、修正サイクル
及び書込みサイクルの後、メモリ・アドレス発生器６０
は、新しいメモリ・アドレス・ベクトルを発生する。所
謂ポンピング効果による輝度の局部的変動を低減する為
に、減衰サイクルの一連のステップで生成されるメモリ
・アドレス・ベクトルは、メモリ３６のアドレス空間全
体に亘って夫々ずらした記憶位置を指定する。一連の減
衰ステップから成る減衰サイクルにおいて、全ての記憶
位置のゼロでないデータ値がデクリメントされる。

【００２５】レジスタ８８に記憶された数値は、レジス
タ８６に記憶された数値より大きいので、メモリ・アド
レス発生器６０が受ける１対のワードに関連するアトリ
ビュート・ビットを論理「１」とするような入力値は、
そのアトリビュート・ビットを論理「０」とするような
入力値と比較してより大きい値だけインクリメントされ
る。これにより、レジスタ９２及び９４の内容で定義さ
れる範囲内のピクセルがその範囲外のピクセルより高い
輝度で表示されることになる。レジスタ８６にロードさ
れた数値は、表示波形の輝度のダイナミック・レンジの
期待値に基づいて選択される。

【００２６】輝度強調される範囲を定義するステップは
、オシロスコープの他の動作とかなり関連している。 例えば、その範囲内の波形部分を拡大したり、又はその
範囲内の波形部分の測定を実行する場合等に利用される
。

【００２７】以上本発明の好適実施例について説明した
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。例えば、本発明は、イベントの座標値と
予め選択された範囲内の値との比較によって得られるア
トリビュート・ビットによって決まる輝度変調領域に限
定されるものではなく、輝度変調領域を定義するのに、
一方又は両方の座標軸のある範囲内にわたってカーソル
の位置を移動させる等その他の方法により行っても良い
。インクリメンタ７４を実現する為には、加算及び減算
の演算を実行する演算論理ユニットを必ずしも用いる必
要はなく、上述のアトリビュート・ビットによって決ま
る値と入力値との乗算を実行する乗算器により実現して
も良いし、或いはアトリビュート・ビットによって決ま
るデータ値を含むＲＡＭ又はＲＯＭ内のルック・アップ
・テーブルを用いても良い。ルック・アップ・テーブル
を用いれば、入力値の非線形的な増加に対しても対応出
来る。同様に、デクリメンタ８０を実現する場合にも、
ＡＬＵの代わりに乗算器又はルック・アップ・テーブル
を用いても良い。メモリの記憶位置の数（記憶容量）は
、表示可能なピクセルの数と少なくとも同じ数の記憶位
置があれば良く、同じ数に設定する必要はない。 更に、カラー表示装置の場合には、輝度情報だけでなく
色情報の修正動作を同様に行えることは明らかである。 本発明の実施例としてハードウエア構成のものを説明し
たが、これらの機能の多くをソフトウェアで実現するこ
とも可能である。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、表示スクリーン上の任
意の領域に対応する表示メモリのアドレス空間を選択し
、その領域内の数値データとそれ以外の領域の数値デー
タに対して予め定めた第１及び第２の修正動作を実行す
ることにより、被測定波形の変化等に関係なく、選択し
た領域内及び領域外における表示波形及びその他の表示
に対して所望の輝度又は色の制御を自動的に実行するこ
とが出来るので、従来の装置では不可能であった多彩な
輝度又は色の制御が実現可能となり極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

４　　表示装置 ６　　表示スクリーン １８　　プロセッサ ２０　　オペレータ・インタフェース ３６　　バッファ・メモリ ４８　　取込メモリ ５０　　アナログ・デジタル変換器 ６０　　メモリ・アドレス発生器 ７０　　データ修正手段（ピクセル・マニピュレータ）
７４　　インクリメンタ ８０　　デクリメンタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示メモリから数値データを読出し、この
   読出した数値データに対して所定の第１修正動作を実行
   する第１状態又は上記第１修正動作と異なる第２修正動
   作を実行する第２状態の何れかの状態で動作し、修正し
   た数値データを上記表示メモリに書き込むデータ修正手
   段と、上記表示メモリのアドレス空間の少なくとも１領
   域を選択し、この選択した領域内から上記データ修正手
   段が数値データを読み出したか否かに応じて上記データ
   修正手段の上記第１又は第２状態の何れかの動作状態を
   選択する選択手段とを具えることを特徴とする表示メモ
   リ制御装置。