CN85100275A - 照排机和印字机共享的字形发生器和控制器 - Google Patents

Abstract

照排机和印字机共享的字形发生器和控制器 属于汉字信息处理技术领域。本发明是在高分辨 率汉字字形发生器的基础上添加少量器件，使它 既可用来发生照排机所需高分辨率汉字字形又可 以发生印字机所需中分辨率汉字字形，甚至可以 兼作图片、照片输入机的控制器，使设备实现多 功能，加快速度降低造价、缩小体积、提高效益。

Description

本发明属于汉字信息处理领域。

激光印字机能在普通纸上高速输出清晰的中等分辨率（8-16线/毫米）的文字，这种输出设备将越来越普遍地用于办公室自动化系统和电子印刷系统中。但是日本、美国等生产的激光汉字印字机一般只能提供24×24，32×32两种点阵，好一点的再提供48×48点阵;字体也只有一、两种。当需要更大的字号时，往往用软件方法，对点阵的行、列进行处理，作增行和增列的操作;当需要更小的字号时，对点阵作删行和删列的操作。这种变倍方法速度慢，文字质量较差。

随着办公室自动化的普遍，随着硬件价格的降低，人们将期望更高的文字质量和较高的输出速度。

精密照排机能在底片和相纸上输出高分辨率文字（17-60线/毫米）。由于相纸成本高，用作大样校对不合适，人们期望能用激光印字机在普通纸上输出大样。大样应具有和最终出版物完全相同的版画形式，这意味着应允许十多种字体（包括长字和扁字）、十多种字号，因而汉字字形发生器的难度高于一般只允许两、三种字号的激光印字机。

由于激光印字机的分辨率比照排机的分辨率低得多（一般低一倍左右或更多），因而对于同一字号，两者所需的点阵大小不同。日本《日中新闻》的照排系统采用两个独立的汉字字形发生器设备：一个是高分辨率汉字字形发生器，产生的字形点阵提供照排机;另一个是中等分辨率汉字字形发生器，产生的字形点阵提供激光印字机。另外，照排机和激光印字机采用独立的控制器。这种做法的设备成本高。

在EP0095536    Al中，我们提出了一种高分辨率汉字字形信息压缩方案，压缩倍数高，又保证文字不失真。EP0095536    Al中还提出了把汉字字形压缩信息转换成汉字点阵的复原操作的基本原理和操作步骤。在名称为“高分辨率汉字字形发生器”的中国专利申请（以下简称“申请A”）的说明书中，我们提出了实现EP0095536    Al的一个节省的设备方案，其设备见图1，2，3。本发明是上述两次发明的进一步发展。其目的是

（1）不增加器件或增加少量器件，使申请A所述的高分辨率汉字字形发生器能产生中等分辨率的汉字点阵;

（2）增加少量器件，使申请A所述的设备兼作激光照排机和激光印字机的控制器;

（3）增加三、四块集成电路，使申请A所述的设备兼作图片、照片输入机的控制器。

上述这些功能都是照排系统不可缺少的。一个设备实现多种功能将有助于显著减少器件数，降低造价缩小体积。本发明要求增加的设备见图4。

下面对本发明的内容作详细介绍。

1.用高分辨率汉字字形发生器产生中等分辨率汉字字形的方法。

EP0095536Al的第27～30页提出了实现文字变大、变小（变倍）的方法，把该原理略加扩展，很容易产生中等分辨率的汉字点阵。

设照排机分辨率为M，激光印字机分辨率为N，有M＞N。按照Ep0095536Al第27～31页所述，系统中只存放一种基本字号（例如五号字）的汉字压缩信息，其他字号的点阵依靠对向量进行放大、缩小而得到;为了保证变倍后的文字质量，采用两种方法对向量进行变倍：第一种方法是对△x，△y值直接乘以变倍率以得到变倍后的向量的△x，△y值;第二种方法先对向量始点和终点的x，y坐标乘以变倍率，然后把终点和始点变倍后的坐标值相减得到变倍后的△x，△y值。这两种方法的差别和应用场合详见Ep0095536Al。Ep0095536Al第30页提出了PROM实现变倍，我们后来在“高分辨率汉字字形的放大和缩小技术”（《计算机学报》1984年第6期第418-426页）一文中进一步作了具体描述。现在对该方法作一扩充，使之产生中等分辨率汉字字形。

当需要产生中等分辨率（N）的字形点阵时，其复原步骤完全按高分辨率（M）字形点阵的复原步骤，合用一套设备，合用一套微程序，只增加下面这一个补充操作：

当对向量进行变倍，访问PROM得到变倍后的值时，还需对此结果再乘以N/M，才得到中等分辨率时的变倍结果。

Ep0095536Al和“高分辨率汉字字形的放大和缩小技术”一文中指出了变倍PROM（记作AT）〔10〕的地址由字号编码和坐标（例如7位）所构成，并叙述了节省AT容量的措施。近年来PROM集成度提高，市场上已有4K×8位双极型PROM，因而本发明不赞成这些节省变倍PROM（AT）的措施，而赞成用直截了当的办法：所有的字号（包括基本字号）无例外地都通过访问AT得到变倍值。这样，变倍速度提高。

假定基本字号的点阵小于等于128×128，假定允许24种字号（这已经很多了，超过现有铅字的字号变化），则AT只需24×128（即3K）个PROM单元;AT的地址用12位表示：高5位为字号编码，低7位为坐标。由于最大点阵允许为1024×1024，变倍后的坐标值最大为1023，超过8位表示，因而AT应使用两片4K×8位PROM，AT的16位输出与Am29116y相连，以便送入Am2911的DLATCH。

现在再叙述“乘N/M”的实现方法。

N/M是事先算好，固定不变的。乘法操作太慢，双极型微处理器蕊片内一般也不含乘法线路，因而“乘N/M”也应该用访问PROM实现：PROM地址即乘N/M之前的值（＜1024），PROM内容即乘N/M后的值。这部分PROM容量为1K单元，可以使用AT剩下的最后1K单元。从这个意义上说，“乘N/M”并未增加器件，只是利用原来AT的空余单元。还可以用下面办法使“乘N/M”所需的PROM单元减少到512个：

因N/M＝（2N/M）/2，我们可以先除2，再乘2N/M。“除2”可以用“往低移一位”实现，除2后的坐标最大值＜512，因而只需512单元;PROM内容则按“乘2N/M”算出。当2N/M小于1或略大于1时，这一改进不会引起附加的失真。

上述产生中等分辨率汉字字形方法的优点如下：

（1）可以利用“申请A”所述设备，不必增加器件。

（2）可以利用“申请A”中已有的高分辨率汉字字形复原微程序，只要增加上述“乘N/M”所需的很少量微程序。但有一问题，每当访问AT读出其内容后应作一判断;当前状态是激光照排机工作还是激光印字机工作。前者继续往下做;后者应再访问一次AT以得到“乘N/M”后的值，然后再往下做。这一状态检测是必需的，否则照排机和激光印字机无法合用一套字形复原微程序。有下面两种办法实现这一状态检测：

①用Am29116某个内部寄存器（例如R₂₇）的最高位标誌“照排机状态”还是“印字机状态”;用Am29116的TSTNR指令，测试R₂₇的最高位，测试结果留在Am29116状态触发器Z内，Z送给CCS〔11〕，作为Am2910检测的CC码源之一;下一拍可以用Am2910的CJP指令按Z的状态作条件转移。

检测Z的用途广泛，本来就需要，所以此法不增加任何器件;但需占用Am29116的一拍，而Am29116在变倍操作中十分忙碌，占用Am29116一拍，意味着变倍操作多加了一拍时间。

②增加一个外部触发器P/L〔14〕，标誌“照排机状态”还是“印字机状态”;P/L输出作为CCS〔11〕新增加的一个输入;用Am2910的CJP指令按P/L状态作条件转移。此法不占用Am29116操作，因而不增加拍节数。从后面第2节的叙述中可看出，照排机和印字机为了共享扫描控制器，这一触发器本来就是必需的。

③对于同一字号编码（例如四号字）。照排机在底片上输出的文字尺寸和激光印字机在普通纸上输出的文字尺寸完全一样。这意味着普通纸上的大样和底片上的最终出版物的形式和大小完全相同，这是某些出版物的编辑所渴望的。假如不要求两者尺寸一样，而只要求版面形式一样，还可用更简单办法得到中等分辨率的字形点阵：用“除2”（即往低移一位）代替“乘N/M”。这样做的后果是：

对于同一字号编码，照排机输出的文字尺寸与激光印字机输出的文字尺寸不一样。当2N/M＞1，前者比后者小;当2N/M＜1前者比后者大。

（4）字形美观，尤其是大字的字形点阵比用增行、增列方法得到的点阵美观得多。

2.激光照排机和激光印字机共享基本的接口电路。

下面这些接口电路是激光照排机控制器和激光印字机控制器所必需的。

（1）扫描移位寄存器LD（16位）〔15〕

激光照排机和激光印字机均为逐线扫描输出设备，需要一个扫描移位寄存器;此寄存器的移位脉冲即照排机的扫描打点脉冲Lclock或印字机的扫描打点脉冲Pclock。

由于这两种输出设备的扫描方式相似，因而可以合用一个LD。需要注意的是：激光照排机应在底片上输出反字，以便制胶印版，所以扫描过程中LD应往低移位;激光印字机应输出正字，所以扫描过程中LD应往高移位。为此，靠触发器P/L控制LD的移位方向。

（2）缓冲寄存器LB（16位）〔16〕

（3）移位计数器LSN（4位）〔17〕

计数脉冲为Lclock或Pclok，记录LD移了多少位。

激光印字机输出过程中，每当LSN计满（表示LD移了16位），应作LB→LD，并置LR触发器〔18〕为1。

（4）LR触发器（1位）〔18〕

LR＝1，表示应从主存储器的扫描缓冲区取下一个16位送LB，送入LB的同时把LR清为0。

上述电路可被照排机和印字机所共享。

（5）产生输出信号的寄存器LSG〔19〕

控制器需送给照排机若干控制信号，例如启动（START），而结束（PEND），结束（HALT）;控制器也需送给印字机类似的控制信号。产生这些控制信号最简便的办法是用一个寄存器LSG，其中一位对应一条控制信号输出线，送给照排机或印字机。由微机往LSG中置数以控制信号的开始和结束。这样可发出所需要的各种宽度的脉冲或控制电位。

（6）对输入信号的检测

照排机和印字机将发给控制器若干状态信号，例如“已经准备好”（READY），“故障”（ERROR）等。控制器根据这些信号的状态，执行不同的流程。因此需要一个选择器，从多个输入信号中选出一个。本发明的这一电路是利用“申请A”中已有的CCS〔11〕，只需增加CCS的输入端。附带指出，LR也是CCS的一个输入端。

不管用什么样的控制器，上述接口电路总是需要的。本发明提出了：应共享这些接口电路以节省器件。

3.控制器采用单独微处理器方案的缺点

国外的激光印字机控制器大多采用单独的微处理器（例如M68000）作为控制器的核心。当采用“申请A”所述的高分辨率汉字字形发生器方案后。这种做法所需器件较多。除了微处理器蕊片（例如M68000）外，还需时钟电路，以及存放固化了的控制程序的EPROM。最麻烦的问题是主存储器。有下述几种可能的方案。

①M68000（控制器部分）与“申请A”的Am29116〔1〕（字形发生器部分）共享一个主存储器SS〔4〕，合用一个SSA〔5〕，SSD〔6〕和SS的启动电路。

现在SSA，SSD的输入有两个来源，SSD又要分别送给Am29116和M68000两处，必然增加一系列的选择器，很费器件。

②M68000与Am29116各有自己的SSA，SSD和SS的启动电路。

此时也有两个SSA和两个SSD的汇总问题，器件也不少。

③把“申请A”的SS〔4〕中的扫描缓冲区分出来成为一个单独的存储体，作为M68000的主存储器，也即用两个主存储器。

这种方案器件更多。

上述这三种方案都需要再增加Am29116与M68000互相传递信息或状态的寄存器，还要考虑两者的同步问题。所需器件相当多。

4.照排机和印字机控制器利用高分辨率汉字字形发生器（“申请A”）原有设备的实现方法。

照排机控制器最紧要的任务是检测LR，当发现LR＝1时，从SS的扫描缓冲区读出一个单元送LB。这部分微程序称为“LR处理程序，”应编成一个子程序。这一子程序使用了Am29116的四个内部寄存器：

R₃₀，R₃₁：存放扫描过程中SS地址的副本。

R₂₂：每线扫描开始前，把R₂₂置成版面上一线所需的SS单元数;以后每读出SS一个单元，R₂₂减1;当R₂₂变0，表示一线已扫描完。

R₂₅：当输出阳图底片时，R₂₅事先放全0;

当输出阴图底片时，R₂₅事先放全1。

LR处理子程序流程如下：

微地址    Am29116操作    外加电路操作    Am2910操作

P    CJP    SSEN    P

P+1 R₃₁-1→R₃₁并输出 →SSAL 继续下条

P+2 R₃₀-借位（进位）→R₃₀并输出 →SSAU，startS 继续下条

P+3 R₂₂-l→R₂₂继续下条

P+4 检测R₂₂是否全0，并 CJPSSENP+4

SSD→29116DLATCH

微地址    Am29116操作    外加电路操作    Am2910操作

P+5 29116 DLATCH

R₂₅并输出 →LB，请LR CJP Z P+7

P+6    全0输出    →SD，startS    CRTN子程序返回

P+7（一线已扫完的处理）

下面解释这一流程。

当进入P时，SS可能正在工作。例如字形复原过程中刚把复原好的16点送入SS，就发现LR已为1，于是立即转入LR处理子程序。此时SS尚未结束上一周期的操作，因此

微指令P的Am2910操作检测SSEN：若SSEN＝1，表示上一周期已结束，则继续下条（下拍可以改变SSA）;若SSEN＝0，则转向P（本条），原地踏步等待SSEN变1。

微指令P+1，P+2，对SS地址副本减1，并置入SSA（这里SSAL是SSA的低16位，SSAU是SSA的高8位），然后启动SS读。由于激光照排机输出的应是反字，所以这里SS地址减1，而不是加1。

微指令P+3对R₂₂减1。

微指令P+4的Am2910操作检测SSEN：若SSEN＝1，表示SS的数据已读入SSD，则继续下条;否则原地踏步等待SSEN变1。本拍内把SSD送入29116DLATCH内，由于P+4可能反复多次，SSD→29116DLATCH可能执行多次。这没有害处，反正最后一次送入29116DLATCH的是正确的值。

微指令P+5的Am2910操作检测Z（全0指示）;若上一结果为全0，意味着一线已扫完，转P+7;否则继续。本拍的Am29116操作是把SS读出内容与R₂₅半加（按位加）后送LB。阳图时R₂₅为全0，等于不作半加;阴图时R₂₅为全1，使原内容变反，在输出的底片上意味着：原来黑的变成白的，原来白的变成黑的。

微指令P+6把全0送入SS原单元，因为凡已用过的SS扫描缓冲区应清0，以便把新的字形点阵送入。

上述流程使用了“申请A”的原有设备，除本来就必需的LB，LR外，并未增加任何器件。Am2910检测SSEN和Z原来就有。

激光印字机的扫描控制流程与此类似。

需要解决一个问题：当LR变1时，如何保证及时地转向LR处理子程序。

因为激光印字机和激光照排机往往都是不能仃顿的，必需保证数据的及时提供。假定照排机的扫描打点脉冲频率为2MHZ，意味着每隔16×0.5μs＝8μs，就会有一个LR请求：微程序必须保证在8μs内把新的16位送入LB。需要注意：由于汉字字形发生器和激光照排机控制器合用一个Am29116，一旦LR处理子程序执行完返回后，将继续执行正在进行的汉字字形点阵复原步骤。在执行复原步骤过程中Am2910应经常定期地检测LR，每隔几拍就检测一次。由于一拍才150ns，而两个LR请求之间为8μs，可执行50多拍。实际大多数微指令上Am2910是“继续下条”，只要把这种指令改写成CJS    LR    P就行。这条指令表示：当LR＝1时，转子程序P;当LR＝0时，继续下条。

由于LR处理子程序使用了单独的、与别的微程序不冲突的四个Am29116内部寄存器，并且不使用Am29116的A寄存器（累加器），因而转向此子程序和子程序返回时，均不需要做暂存和恢复某些寄存器的工作。尽管Am2910无中断功能，但上述做法损失的时间比通常中断处理的做法更少，速度更快。

只有LR处理子程序的流程是紧要的，应精心设计以缩短拍节。照排机和印字机的其他控制功能，例如启仃。故障检测，状态检测等都是慢速的，更容易实现。

综上所述，照排机和印字机控制器应利用“申请A”原有设备，增加〔14〕〔15〕〔16〕〔17〕〔18〕〔19〕，并增加CCS〔11〕的输入端，增加CCG〔12〕的输出端。

5.图片照片输入机的控制器

图片照片输入机用于把黑白图片和有灰度层次的照片变成数字信息，然后输入计算机。一个象素通常用8位表示。图片照片输入机采用对图片、照片进行扫描的办法获取象素;这种扫描过程一般是不能仃顿的，实时性很强。通常对图片照片输入机，采用单独的控制器，然后与计算机的总线（例如MULTI    BUS，IBM    PCBUS）相连，通过总线实时地把数据送入主机内存。硬盘、磁带、软盘均属这类不能仃顿的实时设备，这类外部设备带得多时，对总线压力很大，会造成漏码。国外往往对硬盘、软盘采取控制器内缓冲一道信息（例如4KB或更大）的做法，使得从主机总线的角度看，这些设备不再成为实时的、不能仃顿的设备。但对图片照片输入机，采用缓冲一线的做法有困难。将要求图片、照片传送过程中仃顿，这会影响扫描精度。

本发明提出：在“申请A”所述设备基础上，增加少量器件，实现图片照片输入机的控制器。

（1）图片照片信息缓冲寄存器GD（8位）〔20〕

（2）触发器GR（1位）〔21〕

图片照片输入机发给控制器扫描主脉冲Gclock，此脉冲把8位图象信息打入GD，并把GR置成1，表示图象信息已到。GR应作为CCS的一个输入，使Am2910能检测GR。

（3）用上面已介绍的LSG〔19〕发出图片照片输入机所需的控制信号，例如启仃。

（4）用CCS选择检测图片照片输入机的一些状态信号，例如“故障”。

（5）因为GD需要送入Am29116，原有的DS    Decoder〔13〕中有一个输出信号用来控制选择GD作为Am29116的输入（其余的输入有SSD，FD，AT）。

（6）图片照片输入的信号通过GD，进入Am29116，然后送SS。当输入黑白图片时，每次只取一位，以节省存储量。需要强调的是，2MB的SS空间可全部用作图片照片输入机的缓冲，可以缓冲一张照片。当整张照片输入完后，再把SS的内容送给与本发明设备相连的通用计算机（“申请A”和本发明设备都必须与通用计算机相连），即照排系统的主机。后面的传递过程中，可以随意等待。这样，从照排系统的主机角度看，图片照片输入机不再是一个时间紧迫的实时设备，对主机的总线（或通道）不再有什么压力。这一做法是利用了“申请A”设备原来就有的容量较大的SS存储器。注意：在图片、照片输入时，汉字字形压缩信息区和扫描缓冲区均无用，均可用作图片照片输入信息的缓冲。

Claims (3)

1、一种以高分辨率汉字字形发生器为基础的照排机和印字机共享的字形发生器和控制器，其特征在于：

(1)当它作为照排机和印字机共享设备时是添加了下列器件所构成：

a.外部触发器P/L[14]；用作标志照排机状态还是印字机状态；

b.扫描移位寄存器LD(16位)[15]，用作照排机或印字机扫描移位寄存；

c.缓冲寄存器LB(16位)[16]；

d.移位计数器LSN(4位)[17]，用于记录LD[15]移动的位数；

e.LR触发器(1位)[18]；

f.产生输出信号的寄存器LSG[19]，用以产生启动START、页结束PEND、结束HALT等控制信号。

(2)当它兼作图片、照片输入机的控制器时是再增加下列器件所构成：

a.图片照片信息缓冲寄存器GD(8位)[20]；

b.触发器GR(1位)[21]

2、一种从高分辨率汉字字形以同样尺寸转换成中等分辨率汉字字形的方法，其特征在于通过访问PROM获得变倍值，再通过访问PROM实现乘N/M（低，高分辨率之比）而进行的。

3、一种从高分辨率汉字字形以不同尺寸转换成中等分辨率汉字字形的方法，其特征在于通过访问PROM获得变倍值后还要除2，即向低移一位而实现的。

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