ПАНЕЛЬ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ

Полезная модель относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использована в информационно-управляющих системах, где требуется обработка и отображение изображения.
Известно устройство для отображения видеоинформации (см. пат. РФ №13984 «Устройство для отображения видеоинформации», МПК 7 G06T 1/00, опубл. 20.06.2000 по заявке №2000105181/20 от 24.02.2000, патентообладатели Денисов М.Е., Носов А.Б.), включающее блок-источник видеосигнала, снабженный заземленным элементом, и монитор, содержащий блок питания, размещенные в металлическом корпусе жидкокристаллическую панель с активной матрицей и контроллер.
Общим признаком, совпадающим с признаком заявляемой полезной модели, является жидкокристаллическая панель с активной матрицей (в заявляемой полезной модели - дисплейный модуль).
Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, являются ограниченные возможности полезной модели по патенту №13984 для одновременного приема и отображения информации, поступающей по нескольким каналам связи.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является многофункциональный бортовой индикатор (см. пат. РФ №2162204 «Многофункциональный бортовой индикатор», МПК 7 G01D 7/00, G06F 17/40, опубл. 20.01.2001 по заявке №2000105532/09 от 06.03.2000, патентообладатель Закрытое акционерное общество Объединенное конструкторское бюро «Русская авионика»), содержащий видеоиндикатор, видеографический процессор, магистраль информационного обмена видеоинформацией, системную магистраль информационного обмена, электронно-вычислительную машину, долговременное запоминающее устройство, адаптер ввода-вывода, панель управления, телевизионный видеоадаптер с регулятором яркости и регулятором контрастности, формирователь телевизионного сигнала, лампу подсвета видеоиндикатора с регулятором яркости лампы подсвета видеоиндикатора, устройство управления, вентилятор принудительного обдува, обогреватель видеоиндикатора, формирователь управляющего напряжения лампы подсвета видеоиндикатора, первый и второй датчики температуры, первый и второй датчики освещения, причем видеоиндикатор выполнен в виде жидкокристаллической панели.
Признаки аналога, совпадающие с признаками заявляемой полезной модели, следующие: видеоиндикатор (в заявляемой полезной модели - дисплейный модуль), панель управления, представляющая собой набор многофункциональных кнопок, размещенных в обрамлении видеоиндикатора по периметру информационного поля (в заявляемой полезной модели - блок кнопок).
Причиной, препятствующей достижению заявляемого технического результата, являются ограниченные возможности в одновременном приеме и отображении видеоинформации, поступающей по нескольким каналам.
Технический результат заключается в создании панели многофункциональной, способной одновременно и независимо принимать, преобразовывать формат, масштабировать и отображать видеоинформацию, поступающую по цифровым и аналоговым каналам, выполнять функции реализации человеко-машинного интерфейса, синтеза цифровых карт местности, функции расчета данных и управления внешними устройствами по информационным каналам взаимодействия в соответствии с установленным пользовательским программным обеспечением и функции авторизации пользователя перед загрузкой операционной системы.
Указанный технический результат достигается тем, что панель многофункциональная, включающая дисплейный модуль, блок кнопок, дополнительно содержит процессорный модуль, мезонинный модуль и модуль интерфейсный, причем первые вход и выход модуля интерфейсного через первый цифровой канал видео соединены с соответствующими выходом процессорного модуля и входом дисплейного модуля, первый и второй входы-выходы которого через первый и второй цифровые каналы управления соединены соответственно с первым и вторым входами-выходами модуля интерфейсного, третий вход-выход которого соединен с входом-выходом блока кнопок, причем четвертый и пятый входы-выходы модуля интерфейсного через третий и четвертый цифровые каналы управления соединены соответственно с первым и вторым входами-выходами процессорного модуля, третий и четвертый входы-выходы которого являются соответственно первым и вторым входами-выходами панели многофункциональной по шестому и девятому цифровым каналам управления, причем шестой вход-выход модуля интерфейсного через пятый цифровой канал управления соединен с входом-выходом мезонинного модуля, при этом группа входов-выходов с седьмого по девятый модуля интерфейсного является группой входов-выходов с третьего по пятый панели многофункциональной по шестому, седьмому и восьмому цифровым каналам управления соответственно, причем второй и третий входы модуля интерфейсного являются соответственно первым и вторым входами панели многофункциональной по первому и второму цифровым каналам видео, четвертый и пятый входы модуля интерфейсного являются соответственно третьим и четвертым входами панели многофункциональной по первому и второму аналоговым каналам видео, причем выход модуля интерфейсного является выходом панели многофункциональной по второму аналоговому каналу видео.
Модуль интерфейсный содержит оперативное запоминающее устройство, первое и второе постоянные запоминающие устройства, коммутатор системной шины, преобразователь цифровых каналов управления, преобразователь цифровых каналов видео, аналого-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи, системный контроллер, первый и второй входы-выходы которого являются соответственно первым и вторым входами-выходами модуля интерфейсного по первому и второму цифровым каналам управления, третий вход-выход системного контроллера является третьим входом-выходом модуля интерфейсного, входы-выходы с четвертого по девятый системного контроллера соединены соответственно с входами-выходами оперативного запоминающего устройства, первого постоянного запоминающего устройства, первым входом-выходом коммутатора системной шины, первым, вторым и третьим входами-выходами преобразователя цифровых каналов управления, причем первый вход системного контроллера является входом модуля интерфейсного по первому цифровому каналу видео, второй и третий входы системного контроллера соединены соответственно с первым и вторым выходами преобразователя цифровых каналов видео, первый и второй входы которого являются соответственно вторым и третьим входами модуля интерфейсного по первому и второму цифровым каналам видео, причем четвертый и пятый входы системного контроллера соединены соответственно с первым и вторым выходами аналого-цифрового преобразователя, первый и второй входы которого являются соответственно четвертым и пятым входами модуля интерфейсного по первому и второму аналоговым каналам видео, причем первый выход системного контроллера является первым выходом модуля интерфейсного по первому цифровому каналу видео, второй выход системного контроллера соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого является вторым выходом модуля интерфейсного по второму аналоговому каналу видео, причем вход-выход второго постоянного запоминающего устройства, второй и третий входы-выходы коммутатора системной шины, четвертый, пятый и шестой входы-выходы преобразователя цифровых каналов управления являются соответственно четвертым, пятым, шестым, седьмым, восьмым и девятым входами-выходами модуля интерфейсного по соответствующим третьему, четвертому, пятому, шестому, седьмому и восьмому цифровым каналам управления.
Пример выполнения структурной схемы панели многофункциональной представлен на фиг. 1, где:
1 - панель многофункциональная;
2 - дисплейный модуль;
3 - блок кнопок;
4 - модуль интерфейсный;
5 - процессорный модуль;
6 - мезонинный модуль;
1
2
3
4
5
6
7
8
9
7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7, 7 - первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый цифровые каналы управления;
1
2
8, 8 - первый, второй цифровые каналы видео;
1
2
9, 9 - первый, второй аналоговые каналы видео.
Пример выполнения структурной схемы модуля интерфейсного 4 представлен на фиг. 2, где:
10 - системный контроллер;
11 - оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);
12 - первое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);
13 - второе ПЗУ;
14 - коммутатор системной шины;
15 - преобразователь цифровых каналов управления;
16 - преобразователь цифровых каналов видео;
17 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
18 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП).
6
1
1
2
1
2
3
1
2
2
3
4
1
5
7
3
4
1
3
4
5
1
2
6
9
8
5
1
9
10
11
3
4
5
6
7
8
12
13
6
7
1
2
14
15
8
9
1
2
16
10
2
Первые вход 4 и выход 4 модуля интерфейсного 4 через первый 8 цифровой канал видео соединены с соответствующими выходом 5 процессорного модуля 5 и входом 2 дисплейного модуля 2, первый 2 и второй 2 входы-выходы дисплейного модуля 2 через первый 7 и второй 7 цифровые каналы управления соединены соответственно с первым 4 и вторым 4 входами-выходами модуля интерфейсного 4, третий 4 вход-выход модуля интерфейсного 4 соединен с входом-выходом 3 блока кнопок 3, причем четвертый 4 и пятый 4 входы-выходы модуля интерфейсного 4 через третий 7 и четвертый 7 цифровые каналы управления соединены соответственно с первым 5 и вторым 5 входами-выходами процессорного модуля 5, третий 5 и четвертый 5 входы-выходы процессорного модуля 5 являются соответственно первым 1 и вторым 1 входами-выходами панели многофункциональной 1 по шестому 7 и девятому 7 цифровым каналам управления, причем шестой 4 вход-выход модуля интерфейсного 4 через пятый 7 цифровой канал управления соединен с входом-выходом 6 мезонинного модуля 6, при этом группа входов-выходов с седьмого по девятый 4, 4, 4 модуля интерфейсного 4 является группой входов-выходов с третьего по пятый 1, 1, 1 панели многофункциональной 1 по шестому 7, седьмому 7 и восьмому 7 цифровым каналам управления соответственно, второй 4 и третий 4 входы модуля интерфейсного 4 являются соответственно первым 1 и вторым 1 входами панели многофункциональной 1 по первому 8 и второму 8 цифровым каналам видео, причем четвертый 4 и пятый 4 входы модуля интерфейсного 4 являются третьим 1 и четвертым 1 входами панели многофункциональной 1 по первому 9 и второму 9 аналоговым каналам видео, при этом выход 4 модуля интерфейсного 4 является выходом 1 панели многофункциональной 1 по второму 9 аналоговому каналу видео.
2
3
2
3
1
2
4
4
5
6
8
9
10
11
1
1
1
1
2
3
7
6
1
12
13
1
2
3
4
12
13
1
2
14
15
1
2
3
4
14
15
1
2
1
1
1
16
1
2
16
2
1
2
3
4
5
6
5
7
8
9
10
11
3
4
5
6
7
8
В модуле интерфейсном 4 первый 10 и второй 10 входы-выходы системного контроллера 10 являются соответственно первым 4 и вторым 4 входами-выходами модуля интерфейсного 4 по первому 7 и второму 7 цифровым каналам управления, третий 10 вход-выход системного контроллера 10 является третьим 4 входом-выходом модуля интерфейсного 4, причем входы-выходы с четвертого по девятый 10, 10, 10, 10, 10, 10 системного контроллера 10 соединены соответственно с входами-выходами 11, 12 оперативного запоминающего устройства 11 и первого постоянного запоминающего устройства 12, первым 14 входом-выходом коммутатора системной шины 14, первым, вторым и третьим 15, 15 и 15 входами-выходами преобразователя цифровых каналов управления 15, причем первый вход 10 системного контроллера 10 является первым входом 4 модуля интерфейсного 4 по первому 8 цифровому каналу видео, второй 10 и третий 10 входы системного контроллера 10 соединены с первым 16 и вторым 16 выходами преобразователя цифровых каналов видео 16, первый 16 и второй 16 входы преобразователя цифровых каналов видео 16 являются соответственно вторым 4 и третьим 4 входами модуля интерфейсного 4 по первому 8 и второму 8 цифровым каналам видео, четвертый 10 и пятый 10 входы системного контроллера 10 соединены соответственно с первым 17 и вторым 17 выходами аналого-цифрового преобразователя 17, первый 17 и второй 17 входы аналого-цифрового преобразователя 17 являются соответственно четвертым 4 и пятым 4 входами модуля интерфейсного 4 по первому 9 и второму 9 аналоговым каналам видео, причем первый 10 выход системного контроллера 10 является первым 4 выходом модуля интерфейсного 4 по первому 8 цифровому каналу видео, второй 10 выход системного контроллера 10 соединен с входом 18 цифро-аналогового преобразователя 18, выход 8 цифро-аналогового преобразователя 18 является вторым 4 выходом модуля интерфейсного 4 по второму 9 аналоговому каналу видео, причем вход-выход 13 второго постоянного запоминающего устройства 13, второй 14 и третий 14 входы-выходы коммутатора системной шины 14, четвертый 15, пятый 15 и шестой 15 входы-выходы преобразователя цифровых каналов управления 15 являются соответственно четвертым 4, пятым 4, шестым 4, седьмым 4, восьмым 4 и девятым 4 входами-выходами модуля интерфейсного 4 по соответствующим третьему 7, четвертому 7, пятому 7, шестому 7, седьмому 7 и восьмому 7 цифровым каналам управления.
Дисплейный модуль 2 выполнен в виде жидкокристаллического (ЖК) дисплея (на чертеже не показано). Дисплейный модуль 2 обеспечивает прием видеоинформации на вход и отображение принятой информации на ЖК-дисплее, возможность управления яркостью подсветки, автоматический подогрев ЖК-дисплея в условиях окружающей среды, выдачу координат касания сенсорного экрана. Подсветка ЖК-дисплея - светодиодная.
Блок кнопок 3 включает в свой состав один или несколько модулей клавиатуры (на чертеже не показано). Модули клавиатуры выполнены в виде кнопочных переключателей (на чертеже не показано). Кнопки имеют встроенную подсветку и регулируемую яркость.
Модуль интерфейсный 4 служит для взаимодействия по цифровым каналам управления, таким как, например, первый и второй каналы UART, канал SATA, первый и второй каналы PCIexpress, каналы RS-232, RS-422, CAN, USB и т.п., для обеспечения управления видеопотоками («видеопотоки - видеоданные передающиеся в виде непрерывного визуального ряда» Ваулина Е.Ю. Толковый словарь. Мой компьютер. - М.: Изд-во Эксмо, 2005. - 496 с.), получаемыми по цифровым каналам видео, например, Ethernet, LVDS и т.п. Также по цифровым каналам управления, таким как, например, CAN, RS-232, RS-422 передаются координаты касания сенсорного экрана и признаки нажатия кнопок. Центральным элементом модуля интерфейсного 4 является системный контроллер 10, реализованный в ПЛИС (на чертеже не показано). Модуль интерфейсный 4 имеет в своем составе системный контроллер 10, ОЗУ 11, первое ПЗУ 12, второе ПЗУ 13, коммутатор системной шины 14, преобразователи цифровых каналов управления 15 и цифровых каналов видео 16, АЦП 17, ЦАП 18. Модуль интерфейсный 4 является унифицированным модулем, который обеспечивает формирование вторичных напряжений питания панели многофункциональной 1. Системный контроллер 10 модуля интерфейсного 4 выводит изображение на дисплейный модуль 2, обеспечивая при этом коммутацию видеоизображений, получаемых либо цифровыми каналами - это такие каналы, как Ethernet, CameraLink и т.п., либо от процессорного модуля 5. Системный контроллер также обеспечивает масштабирование видео, преобразование форматов и формирование способа отображения «картинка-в-картинке». ПЛИС в своем составе содержит процессорное ядро (на чертеже не показано), предназначенное для обеспечения взаимодействия по цифровым каналам управления, таким как, например, RS-232, RS-422, CAN и т.п. (передача кода нажатых кнопочных переключателей, координат касания сенсорного экрана и т.п.), управления видеопотоками, получаемыми по цифровым и аналоговым каналам видео, например, Ethernet, RGB, общего управления внутренними ресурсами ПЛИС модуля интерфейсного 4 и панели многофункциональной 1. Подсистема питания (на чертеже не показано) модуля интерфейсного 4 обеспечивает формирование питающих напряжений всех составных частей панели многофункциональной 1 и элементов модуля интерфейсного 4, а также защиту от обратной полярности и перенапряжения в соответствии с ГОСТ В 21999-86. На входы модуля интерфейсного 4 поступает видеоинформация по аналоговым каналам видео, например, RGB, PAL и т.п., на выход модуля интерфейсного 4 - по аналоговому каналу видео, например, PAL и т.п. Возможность хранения пользовательской информации, например, карт местности обеспечивается энергонезависимой памятью второго ПЗУ 13 модуля интерфейсного 4 панели многофункциональной 1. Панель многофункциональная 1 обеспечивает прием по цифровым каналам одновременно нескольких видеопотоков с учетом накладываемых текстовых символов и графических примитивов, масштабирование (см. Мой компьютер. Толковый словарь. Ваулина Е.Ю. - М.: Изд-во Эксмо, 2005. - 496 с, стр. 252, 383) принятых изображений с целью их адаптации для отображения на дисплейном модуле 2.
1
Процессорный модуль 5 подключается к модулю интерфейсному 4 через соединители в соответствии со спецификацией Com Express. В зависимости от режимов работы дисплейный модуль 2 может принимать видеоинформацию от процессорного модуля 5 через модуль интерфейсный 4 по цифровому каналу видео 8, например, LVDS. Процессорный модуль 5 обеспечивает взаимодействие по внешним цифровым каналам управления, например, RS-232, USB и т.п. Связь процессорного модуля 5 и модуля интерфейсного 4 обеспечивается по цифровым каналам управления, например, SATA, PCIexpress, и др.
Мезонинный модуль 6 выполняет функции авторизации пользователя перед загрузкой операционной системы. Авторизация производится (на чертеже не показано) путем считывания идентификатора пользователя (TouchMemory) (см. Ваулина Е.Ю. Толковый словарь. Мой компьютер. - М.: Изд-во Эксмо, 2005. - 496 с, стр. 20, 174-175). В зависимости от режимов работы мезонинный модуль 6 может принимать видеоинформацию по цифровым каналам управления, например, PCIexpress и т.п.
Представленные описание и чертежи позволяют изготовить предлагаемую панель многофункциональную из известных компонентов с применением известных технологий и использовать ее в информационно-управляющих системах, где требуется обработка и отображение информации.