Brevet FR2596600A1 — publié le 19871002

Générateur de signaux de synchronisation programmable La présente invention concerne un générateur de signaux de synchronisation programmable et plus particulièrement, les circuits de base de temps pour: - caméras à haute définition à tube ou à senseur solide, - caméras conventionnelles à tube ou à senseur solide, - les mémoires d'image conventionnelle ou de télévision haute définition, - les générateurs de mires synthétiques etc.... Le fonctionnement de ces dispositifs nécessite un nombre important de signaux de commande dont les positions relatives dans le temps sont définies par rapport à un standard. I1 est connu d'élaborer ces signaux à l'aide, soit de circuits logiques ou de mémoires mortes programmables, soit encore, à l'aide de circuits connus sous l'algorithme FPLA qui est la contraction de la désignation anglo-saxonne (Field Programmable Logic Array), travaillant à une fréquence double de la fréquence de balayage ligne. A cause du nombre important instants caractéristiques susceptibles d'être décodés à Intérieur d'une trame du signal de télévision, les réalisations à circuits logiques sont complexes et leurs structures figées ne permettent pas de les adapter d'une façon simple et rapide aux différents standards existants ou futurs. Les réalisations programmées à mémoires mortes programmables permettent une adaptation plus souple des bases de temps aux différents standards mais, elles ne sont pas transposables aux caméras et aux mémoires d'image de télévision à haute définition du fait que, la capacité de mémoire requise pour mémoriser tous les points d'une trame d'image haute définition est très importante, avec une fréquence point très élevée, ce qui n'est pas compatible avec les capacités actuelles des mémoires mortes programmables. Enfin, si les modes de réalisation à circuit FPLA peuvent fonctionner jusqu'à des fréquences voisines de 20 MHz, ces solutions ne peuvent plus être envisagées pour les bases de temps des caméras et des mémoires d'image haute définition où les fréquences prévues sont comprises entre 100 et 150 MHz. Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités. A cet effet, l'invention a pour objet, un générateur de signaux de synchronisation programmable, caractérisé en ce qu'il comprend: - un générateur d'impulsions, - un compteur d'impulsions progressant au rythme du générateur d'impulsions pour définir des instants en nombre d'impulsions, - une premiere mémoire pour mémoriser des instants caractéristiques, exprimés en nombre d'impulsions, - un compteur dadresses pour adresser chaque instant caractéristique contenu dans la première mémoire, - un comparateur couplé au compteur d'impulsions et à la sortie de données de la première mémoire, pour détecter, à un instant défini par le contenu du compteur d'impulsions, la comcidence entre chaque instant caractéristique exprimé en nombre d'impulsions adressé par le compteur d'adresses et le nombre d'impulsions totalisé par le compteur d'impulsions, - une deuxième mémoire adressée par le compteur d'adresses pour mémoriser des états de signaux correspondant à chaque instant caractéristique mémorisé dans la première mémoire, - un registre de sortie couplé à la sortie de la deuxième mémoire, - et un circuit de commande pour transférer le contenu de la deuxième mémoire, à Adresse indiquée par le compteur d'adresses, dans le registre de sortie et augmenter le compteur d'adresses d'une unité chaque fois que le comparateur constate la coincidence entre les instants fournis par la première mémoire et le compteur d'impulsions. L'invention a principalement pour avantage qu'elle permet le décodage d'un nombre élevé d'instants caractéristiques dans une trame d'image tout en utilisant des mémoires mortes programmables de faible capacité ce qui permet, à la fois, d'aller très vite dans la détection des instants caractéristiques et dans la délivrance des signaux correspondants. Egalement, la faible capacité de mémoire requise par standard de télévision permet l'utilisation des mêmes circuits de mémoire pour adapter le générateur de signaux de l'invention à plusieurs standards. Outre son application à la réalisation des circuits de cadencement des capteurs d'image de caméra, sa structure le rend apte à d'autres applications et en particulier à celles de générateur de signaux de test à fréquence très élevée, de l'ordre d'une centaine de mégahertz, ou encore de générateur de réticule dans les appareils de prise de vues. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent: - la figure l les détails de réalisation du générateur de signaux programmable selon l'invention; - les figures 2 et 3 des diagrammes de temps illustrant le fonctionnement du générateur de signaux représenté à la figure 1. Le générateur qui est représenté à la figure 1 à l'intérieur d'une ligne en pointillés 1 comprend, un générateur d'impulsions représenté à l'intérieur d'une ligne en pointillés 2 constitué par un oscillateur 2A couplé à un diviseur de fréquence 2B, un compteur d'impulsions 3, une première mémoire 4 de mémorisation d'instants caractéristiques, une deuxième mémoire 5 de mémorisation des états des signaux du générateur correspondants de chacun des instants caractéristiques mémorisés dans la première mémoire 4, un circuit comparateur 6, un compteur d'adresses 7, un registre de sortie 8, un circuit de commande 9, des circuits d'inhibition 10 et 11, un compteur 12 de demi-lignes durant toute Pimage ou de demilignes seulement durant la suppression trame et de lignes entières durant la partie utile de l'image et un décodeur de blocs 13. La sortie du diviseur de fréquence 2B fournit des impulsions qui sont totalisées dans le compteur d'impulsions 3. Le circuit comparateur 6 est couplé par une première entrée aux sorties du compteur d'impulsions 3 et par une deuxième entrée aux sorties de la mémoire d'instants 4, pour comparer, à chaque instant de progression du compteur d'impulsons 3, le contenu du compteur d'impulsions 3 à la valeur d'instant fourni par la mémoire d'instant 4. La mémoire d'instant 4 est reliée par ses entrées d'adressage au compteur d'adresses 7 au moyen d'une ligne d'adresses BUS A. Lorsque la valeur de l'instant contenu dans la mémoire d'instant 4 à l'adresse indiquée par le compteur d'adresses 7 est égale à l'instant exprimé en nombre d'impulsions contenu dans le compteur d'impulsions 3, le circuit comparateur 6 émet un signal à destination du circuit de commande 9 qui est relié par une entrée à la sortie du diviseur de fréquence 2B.La sortie du circuit de commande 9 est également reliée à l'entrée d'horloge du compteur d'adresses 7 de façon, à augmenter d'une unité le contenu du compteur d'adresses 7 à chaque apparition du signal d'horloge fourni par la sortie du diviseur de fréquence 2B au travers du circuit de commande 9, chaque fois que ce dernier est validé ou commandé par la sortie du circuit comparateur 6. La mémoire d'états 5 est, comme la mémoire 4, reliée par son entrée d'adressage à la sortie du compteur d'adresses 7 par l'intermédiaire de la ligne d'adresses BUS A, mais sa sortie est reliée par l'intermédiaire d'une ligne de données BUS D à l'entrée du registre de sortie 8. Cette disposition permet l'adressage simultané, avec la même valeur d'adresse fournie par le compteur d'adresses 7, des deux mémoires d'instants 4 et d'états 5 en associant à chaque instant caractéristique contenu dans la mémoire 4 un état de signal contenu dans la mémoire 5, et permet d'obtenir par anticipation les signaux relatifs à chaque instant caractéristique bien avant leurs détections par le circuit comparateur 6. L'instant caractéristique et l'état du signal qui lui correspond sont en effet appliqués simultanément et respectivement d'une part, sur la deuxième entrée du circuit comparateur 6 et dautre part, sur l'entrée du registre de sortie 8, le chargement de l'état du signal dans le registre 8 n'étant exécuté qu'au moment où l'impulsion fournie par la sortie du diviseur de fréquence 2B est validée par le circuit de commande 9, c'est à-dire chaque fois que l'état du compteur d'impulsions colncide avec Pinstant caractéristique fourni par la mémoire 4 à l'adresse indiquée par le compteur d'adresses 7. L'impulsion qui est ainsi fournie par le circuit de commande 9 est également appliquée à l'entrée de progression du compteur d'adresse 7 ce qui a pour conséquence d'augmenter le contenu de ce dernier d'une unité, pour permettre l'adressage de l'instant caractéristique suivant contenu dans la mémoire 4 et de l'état du signal correspondant contenu dans la mémoire 5. Le processus d'adressage et d'extraction des instants caractéristiques et des états des signaux correspondants se poursuivent ainsi, de la façon qui vient dêtre décrite, à chaque nouvelle adresse indiquée par le compteur d'adresse 7, jusqu'au dernier état de signal contenu dans la mémoire 5 dont un bit, signal RAZ sur la figure 1, provoque la remise à zéro du compteur d'adresse 7 et du compteur d'impulsions 3. Pour pouvoir fonctionner correctement en base de temps de télévision par exemple, dans le cas d'une caméra à senseur solide à transfert de trame, les mémoires 4 et 5 sont partagées entre quatre zones (zone 0 à zone 3) afin de délivrer des signaux à fréquence trame, de la façon décrite par les chronogrammes des figures 2 et 3 qui représentent l'un (figure 2) les signaux qui sont fournis par le générateur à certains instants caractéristiques définis sur la première ligne du chronogramme et l'autre, figure 3, l'utilisation de chacune des quatre zones de mémoire à l'intérieur d'un cycle de trame. La sélection de chacune des quatre zones des mémoires 4 et 5 est réalisée par l'ensemble des éléments 10, 11, 12 et 13 de la figure 1, et plus spécialement par le décodeur de zone 13 qui est validé par le compteur demi-ligne ou ligne 12.Le décodeur de zone 13 peut avoir la forme d'une logique programmable FPLA ou FPLS cette dernière étant l'abréviation anglo-saxonne de "Field Programmable Logic Sequencer". Cette logique programmable est programmée pour un cycle de trame et permet le changement de zone de mémoire à des instants caractéristiques définis par des nombres entiers de 1/2 ligne ou ligne. L'adresse des zones de mémoire est fournie par le décodeur 13 sur la ligne BUS A sous la forme par exemple de 2 bits au travers du circuit d'inhibition 10 commandé par un signal de commande DL qui est fourni par la mémoire 5 sur le bus de donnée D à la fin de chaque demi-ligne ou ligne durant la partie utile de l'image. Le décodeur de zone 13 délivre également un signal de parité trame PT au travers du circuit d'inhibition 11 commandé également par un8it d'état du registre de sortie 8. Un exemple d'obtention de signaux de commande à fréquence ligne (période 64 1us) pour caméra à senseur solide est représenté sur l'organigramme de la figure 2, la position de ceux-ci dans le temps est déterminée relativement à celle des instants caractéristiques figurés sur la première ligne. Il s'agit des signaux IH, SL, CLAMP, fL et - IH est le signal de synchronisation ligne - SL est le signal de suppression ligne - CLAMP est le signal déterminant la référence du noir - fL est un signal destiné à la commande du registre lecture du dispositif photosensible de la caméra et fM désigne le signal de commande de la mémoire du dispositif photosensible de la caméra. D'autres signaux IS et IE à fréquence demi-ligne sont également représentés. IS désigne des impulsions de synchronisation et IE désigne des impulsions d'égalisation. Les séquences lignes du type décrit par l'organigramme de la figure 2 n'occupent que la zone 1 des mémoires 4 et 5, ces séquences étant définies sur la figure 3 par le repère (1). Les trois autres repères (0), (2) et (3) qui apparaissent sur la figure 3 désignent d'autres séquences qui se déroulent pendant les durées de 25 lignes de suppression des trames paires et impaires en utilisant respectivement les trois autres zones des mémoires 4 et 5. La séquence (0) permet la validation du signal OM et se déroule en utilisant les informations contenues en zone 0 des mémoires 4 et 5, entre les demi-lignes 9 et 22 et 322 et 335. La séquence (2) permet l'élaboration de signaux de synchronisation de trame représentés par IS à la figure 2, elle se déroule d'une part, entre la ligne I et la demi-ligne 3 et d'autre part, entre la demi-ligne 313 et la ligne 315 en utilisant les informations contenues en zone 2 des mémoires 4 et 5. La séquence (3) fournit les signaux d'égalisation représentés par IE à la figure 2 durant les lignes 623 à 625,3 à 5, 311 à 313 et 316 à 318 en utilisant la zone 3 des mémoires 4 et 5. L'invention n'est pas limitée au mode particulier de réalisation du générateur de signaux de synchronisation ni à son mode particulier d'utilisation pour les caméras de télévision. A titre exemple, pour permettre une adaptation rapide du générateur de signaux de synchronisation aux différents standards de télévision existant on pourra, du fait de la faible occupation de l'espace des mémoires 4 et 5, envisager, sans sortir du cadre même de l'invention, de partager cet espace en autant de sousespaces de n x m zones qu'il existe de standard de télévision, n représentant le nombre de standards et m le nombre de zones nécessaires à rélaboration d'un standard. REVENDICATIONS 1. Générateur de signaux de synchronisation programmable caractérisé en ce qu'il comprend: - un générateur d'impulsions (2); - un compteur d'impulsions (3) progressant au rythme du générateur d'impulsions pour définir des instants en nombre d'impulsions, - une première mémoire (4) pour mémoriser des instants caractéristiques, exprimés en nombre d'impulsions, - un générateur d'adresses (7) pour adresser chaque instant caractéristique contenu dans la première mémoire (4), - un circuit comparateur (6) couplé au compteur d'impulsions (3) et à la sortie de données de la première mémoire (4) pour détecter à un instant défini par le contenu du compteur d'impulsions (3), la coincidence entre chaque instant caractéristique, exprimé en nombre d'impulsions, adressé par le générateur d'adresses (7) et le nombre d'impulsions totalisé par le compteur d'impulsions (3), - une deuxième mémoire (5) adressée par le générateur d'adresses (7) pour mémoriser des états de signaux correspondant à chaque instant caractéristique mémorisé dans la première mémoire (4), - un registre de sortie (8) couplé à la sortie de la deuxième mémoire (5), - et un circuit de commande (9) pour transferer le contenu de la deuxième mémoire (5), à l'adresse indiquée par le générateur d'adresses (7), dans le registre de sortie (8) et augmenter le compteur d'adresses (7) d'une unité chaque fois que le circuit ~comparateur (6) constate la coincidence entre les instants fournis par la première mémoire (4) et le compteur d'impulsions (3). 2. Utilisation du générateur de signaux selon la revendication 1 à la commande de capteurs d'images de caméras, de mémoires d'images conventionnelles ou à haute définition ou de générateur de mires, caractérisée en ce que pour cette utilisation, les première (4) et deuxième (5) mémoires comprennent plusieurs zones de mémorisation pour permettre l'élaboration des signaux de synchronisation à la fréquence trame du signal de télévision, les signaux de séquence ligne du signal de télévision étant fournis à partir des états de signaux contenus dans une première zone (zone 1) de mémorisation et les autres signaux de synchronisation étant fournis par les états des autres signaux contenus dans les autres zones de la deuxième mémoire (5) pendant l'intervalle de suppression trame du signal de télévision. 3. Utilisation selon la revendication 2, caractérisée en ce que les signaux de synchronisation de trame sont obtenus à partir des instants caractéristiques et d'états des signaux contenus dans une deuxième zone de mémorisation des première et deuxieme mémoires (4, 5). 4. Utilisation selon les revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les signaux d'égalisation du signal de télévision sont obtenus à partir des instants caractéristiques et états des signaux contenus dans une troisième zone de mémorisation des première et deuxième mémoires (4,5). 5. Utilisation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le changement de zone de mémoire a lieu à des instants caractéristiques définis en nombres entiers de demi-lignes du signal de télévision et est exécuté à l'aide d'un compteur (12) de demiligne, ou de demi-ligne durant la suppression trame et de ligne durant la période des lignes utiles. 6. Utilisation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le nombre de zones de mémoire est déterminé en fonction de l'application envisagée.