CN1125029A - 用户终端的显示系统 - Google Patents

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Abstract

用于在收费电视系统中使用的屏幕显示系统，包括一个显示处理器(127)，它能够由控制处理器(128)利用多个显示属性预编程，显示属性包括不同的符号集，调色板，屏幕是包括文本、图形还是它们的组合，以及每个屏幕显示区的尺寸和位置。显示处理器(127)包括一个数字处理器(302)，它控制从存储器对显示数据的访问和将数据转换为定时数字象素，还包括一个具有数-模转换器(314)的模拟处理器(300)，它在与输入视频信号的定时关系下从数字象素产生模拟象素，还有一个多路复用器(316)，当显示处理器活动时，它用模拟象素替换输入视频信号的象素。

Description

用户终端的显示系统
本发明通常适合于CATV(有线电视)或其它收费电视系统的用户终端，尤其针对这些用户终端的屏幕上显示系统(on—screendisplay system)。
用户终端，更通常的称为一桌面终端(set top terminal)是收费电视系统的一整体部分。这些收费电视系统可能是有线电视系统(CATV)，多点，多分布的收费系统(MMDS)或通向家庭的系统(DTH)。这些终端通常提供调谐收费系统的特定频道的功能。这些频道处在用户电视接收机能力之外，而且，它们通过授权码，提供对特殊收费服务有条件的访问，在许多服务中，通过解扰频提供分层或特殊频道的授权服务。
新近，用户终端通过提供人一机交互对话，屏幕上显示及其它用户功能，已经变得用户友好，并能使用户去管理有线服务及其电视接收机的其它方式，这些特点包括象音量控制，按次付费(Pay—Per—View)事件确定，喜爱频道的列表，睡眠定时特性，家长控制能力，VCR录象节目定时及其它类型用户友好的操作特性。
另外，较新的电视接收机具有的某些特点，可以用用户终端为较老的接收机提供，如频道标识，静音及音量控制功能，可以通过用户终端来实现使用户的电视机显现为具有这些能力的较新型的电视接收机。
具有这些先进用户特点的用户终端的占优势的例子是由Scien-tific—Atlanta，Inc.of Norcross，Georgia制造的Model 8600系列用户终端。
这些终端通常提供屏幕上显示，将来自所选择频道的视频信号同来自视频发生器的屏幕上显示视频信号相结合(与频道3或者频道4结合二次调制之前)，用户终端产生时间控制码给视频发生器。视频发生器描述了各种显示，这是将在用户的电视屏上提供的。
而且，所具有的全部新特点这特点是先进用户终端中才有的。为屏幕上显示，终端的灵活性和存储器能力已超过。在提供特殊定意字符或特殊尺寸字符的场所，这是特殊情况。常规的视频发生器芯片，通常提供有限的字符集和一个或几个受限制的字符字体集。为了真正使系统灵活，应当使用位映象或全图形方式。然而，这种图形系统的型式，在过去，对于用户终端有太多存储器和计算量负担，而且，一旦它已经发送到用户，通常无法重对用户终端编程，以改变图形的显示能力，这就使得用户接口极难更新和升级。
所需要的是一个先进的显示系统，它是灵活和足够强有力的，以支持当今用户终端可具有的先进特点，而且一个先进的显示系统应能够支持将被插入到将来的用户终端的特点。
通过本发明为用户终端提供一个改进的屏幕上显示系统，这显示系统包括一显示处理器和一个显示存储器。显示存储器分成符号屏定义部分，符号集定义部分和图形屏定义部分。符号屏定义部分可编排成很多符号指针。这些指针从一个或多个符号集定义中选择特定的符号并顺序显示这些符号。存储器的图形屏定义部分是整屏幕象素显示可编程的，这显示系统是极端灵活的，它的许多特点使得屏幕上显示生成容易，操作容易和显示迅速，而且最优使用用户终端的存储器和控制处理器资源。
显示处理器被用来从显示存储器处理显示信息并为用户终端把显示的数据转成屏幕显示。显示处理器能产生文本和符号显示，图形显示或把文本和图形显示相结合。系统的一个特点是既可作符号显示，图形显示，也可把两者结合起来在显示区上显示。这灵活性允许写纯符号(全部文本)，或文本同图形的覆盖例如Logo之类的。另外一个特点是允许每个不同类型的显示，在显示区域的不同地点具有不同尺寸和位置。
显示处理器处理显示信息成为同很多显示属性或参数相关联的屏幕上显示，显示参数包括有关定义的符号集的高度和宽度，符号定义和显示参数可以编程到用户终端的存储器。这意味，从存储器可以选择很多符号定义集，且每个符号集可以有不同尺寸。允许去定义超过一个符号集，并能去管理它的尺寸。提供非英文字符集的显示，如中文，日文，阿拉伯文等。因此，这种符号显示有一重要用处是产生的文本显示可有不同语言和字符字体，这些符号可用不同尺寸的象素阵列，以形成符号集，例如定义特定尺寸和字体的英文字符集。
在一优先实施例中，符号能水平地在显示屏上安排很多符号行，而这些符号行给予行属性。用这种方法，单一的文本行能给一公共命名，这个命名可用改变行的属性来改变，不必对一行中每个字符再编程，本发明提供的行属性，如说明例中那样，包括符号集定义的改变，字符下划线的颜色及对下划线颜色的调色板选择，为符号行提供一改变符号集的方法，每个符号行不仅有不同字符尺寸和字体，而且有不同语言。行属性的这几种选择可以同时在同一屏幕上显示。显然，在这种方式中，许多其它行属性能被提供。
符号集定义的每种符号，定义成象素阵列m×n。这阵列被存储在显示存储器中，每一个或多个位对应每个象素。在优先实施例中，每个象素的位数对应于很多象素属性。这些属性用位数的分离状态来表示。例如，对单一位的每个象素，每个象素存储2个状态(2个属性)。在所说的实践中，每象素2位被用来为符号或字符定义象素的颜色属性。2位的4个状态为每个象素提供前景颜色，背景颜色，黑颜色或白颜色。这些安排为符号以最小的存储量在选择字型或字符字体上，有很大的灵活性，还能容易地得到很多色彩和色调。
显示存储器的符号屏定义部分，用形成显示的特定符号的指针来编排指针寻址在符号集定义中的每个符号。另外，在所说的实践中，指针亦描述符号的属性。这个属性对各个符号的描述是容易的，亦就是可以不改符号的风格(符号定义)而进行希望的属性改变，在所说的执行过程中，指针包括符号的颜色的表示，前景方式位，是否有下划线及是否有闪烁。这样产生的系统中，每个符号中的每个象素可能具有4个颜色的一种，或者是黑，白或者背景颜色或前景颜色。因为一个符号的指针选择一对调色板寄存器，它可为符号选择前景和背景颜色，例如一个蓝字母在白背景上，为了改变这种颜色的结合，程序员用不同对调色板寄存器的地址，选择不同的颜色组合。在目前的显示系统中，16种不同颜色组合被存储，以供任何时候选择。
符号定义的指针也包括前景方式位。这些方式允许有效选择在多种颜色背景上的白和黑字符。如果该位在一种状态，那么显示正常颜色。相反，如果该位在另一状态，因前景调色板寄存器，使黑和白的颜色的作用被反转。如果全部前景调色板寄存器是用白色，而背景调色板寄存器被16种不同颜色状大，那么黑和白的字符都能显示在16种不同颜色的背景上。只是符号指针的前景方式位需要改变，以在白和黑字符之间选择，而此时仍使用同一个符号定义。
前景方式位通过反转所选的特定调色板寄存器的亮度值而工作。因此，它还提供带颜色符号的作用。若置位这一位，就使带颜色符号的强度逆转，这样使亮的字符变得暗淡而暗淡的字符将变得光亮。
显示处理器还提供在活动视频的背景上显示符号的特点，通常，这些符号且有用于符号阵列的符号象素的前景颜色，用于符号阵列的背景象素的背景颜色。而这符号阵列象素代替活动视频象素，而前景颜色和背景颜色填充屏幕。例如，白色字母在蓝色背景上。而且，活动视频背景特点随活动视频象素逆转符号阵列象素的选择，使符号出现透明的象素背景。
形成这种选择的唯一方法是通过赋给象素的一特定颜色或一组颜色是透明颜色。当那种颜色被读出时，显示系统，不是企图转换象素成为那种颜色，而是选择活动视频象素替代之。在一个优选实践过程中，将成为透明象素的颜色的选择超出颜色的范围，例如对非零色度分量R－Y或B－Y那里的亮度等于零。
图形屏是象素映象的阵列，可以附加使用这个特点，因为图形屏的每个象素已经定义了颜色，这个颜色可以选择成透明颜色。透明颜色将形成活动视频象素的选择。在这种方式中，图形屏可容易覆盖在活动视频上，以显示活动视频的剪裁部分和其它特殊效果。
如果把实施例的详细说明同附图结合起来，可以更清楚的理解和更好的说明本发明的各种目标，特点及各方面的情况：
图1是CATV型收费电视系统的系统方块图，其中包括多样性的用户终端；
图2是图1所说明的系统的用户终端之一的详细方块图；
图3—7是图2所说明的用户终端屏幕上显示系统的不同方式图的表示；
图8是显示存储器的符号屏定义部分的指针图的表示；
图9是显示存储器的符号集定义区的一般符号图的表示；
图10是符号颜色选择中所用的调色板寄存器的图的表示；
图11是图2中所说明的显示控制器的功能方块图及区分成符号屏定义部分，符号集定义部分和图形屏定义部分的显示存储器的图的表示；
图12是图11所说明的模拟处理器的详细方块图；
图13是图11所说明的处理器的详细方块图；
图14是图13所说明的数字处理器的配置寄存器的映射图的表示；
图15—20是图13所说明的数字处理器的各部分的详细电原理图；
图21是图12所说明的模拟处理器的各部分的详细电原理图；
图22是用图11所说明的系统显示符号，说明此数据流的功能流程图；
图23是用图11所说明的系统显示图形，说明此数据流的功能流程图。
CATV(有线电视)型式的收费电视在1中作更全面地描述。收费电视系统包括有线电视输入(head end)10和很多用户终端40，44和48，这些用户终端经分配系统52连结起来。正如传统情况那样，分配系统52可能包括同轴或光纤电缆，系统放大器，线扩充器等。有线电视输入部分10受系统管理器12的监控，系统管理器控制硬件控制器及有线电视输入部分控制器22。会计计算机11同系统管理器12通信，以给用户授权和传送事务。
收费系统的电视或其它节目可以来自卫星下行链路(downlink)经卫星接收机18译码或解调成很多频道，每个频道或者给调制器24和30，或者给扰频器和调制器26和28，它们在有线电视输入部分控制器22的控制下，二次调制频道到本地收费电视的上线频率。对额外收费或限制频道服务(分等级，按次收费等)，有些频道用熟知的CATV方法中一种，通过扰频器和调制器26及28扰频，而其它频道可无转换地发送，然后，节目频道经RF(射频)混频器34频分后多路送到分配系统52作为宽带电视信号。然后，很多频道节目通过分配系统52发送并提供给每个用户终端40，44和48中。
扰频器和调制器26及28可能还包括对特殊频道的数据插入功能，在频道信号内提供数据的方法通常称为波段内信令，数据可以适合于任何音频部分，视频部分或音频和视频部分的结合，或电视频道的任何其它部分。许多收费电视系统在音频副载波上具有幅度调制的数据脉冲。而且，在其它收费电视系统中，数据可以被插入到视频部分的垂直和/或水平消隐间隔中。
在这种方式下，被插入到电视频道中的数据能有条件地对全部或局部地址访问数据，并以屏上文本数据或从有线电视输入控制器22的其它形式信息控制用户终端40，44和48。其它数据和信息如电子节目指南和信息服务可以从数据控制器20插入到频道中。数据控制器20可以从卫星下行链路，经卫星接收器18接收本地或国家数据。
此外，数据能用波段外信令在分配系统52上被传送。在这种方式中，系统管理器12随着处理传送这些数据访问可寻址发送器32。可寻址发送器32可以在一个同电视节目无关的频率上调制数据信号。有线系统的宽频带电视节目，通常用在50MHz到550MHz，甚至更高，而波段外信令系统被用在这些信号的非视频部分，如在108.2MHz上用移频键控调制技术，这些处理在36与宽频带电视信号相结合，再传送到用户终端40，44和48。
在系统中的处理可指定地址(对特殊用户终端或一组用户终端)或对全部(对所有用户终端)，这些处理是以标准格式可以送上所述的任何一种通信通路。
信令和数据信息亦可以反方向的从用户终端通过分配系统52，经反向信令通路送到有线电视输入。按一种形式反向信号是数字二相移相键控(BPSK)调制，且适用于50MHz以下频率，信号流反向从用户端到IPPV(impulse－pay－per－view)处理机在这里被解码，此外，用户终端40，44及48的任何一个可以包括一调制解调器及一个电话链路52在有线电视输入部分10处连到电话处理器16，来自处理器14和16的信息送到系统管理器12，再传送到会计计算机11以得到授权和会计信息。反向信令系统通常用于点播按次付费(PPV)或启动按次付费IPPV(impulse－pay－per－view)来付，将来，反向信号通路可以用作任何数量的附加人工交互式服务。
参考图2，一个用户终端的详细方块图，例如，现在来详述收费电视系统所示的用户终端40，来自分配系统52的宽频带电视信号在上/下转换器或调谐器100的输入端被接收。波段外数据接收器150亦耦合到宽频带输入端。通常，上/下转换器100可包含输入滤波器如天线分离滤波器，它分离波段外的108.2MHz信号和宽频带电视信号，非使用时上/下转换器100可被调谐到预定频道上，以接收波段内视频和音频数据。此频道可以从系统管理器12预先决定，藉助在这里描述的数据传送方法之一，预先决定的频道标识可被存储在用户终端40中。
当使用时，上/下转换器100根据具有IR接收器124，远程控制126和终端键盘122的用户接口，通过用户输入频道调谐，上/下转换器100在调谐控制器102的控制下，使用锁相环把所选择的或预定的缺省RF(射频)频道信号转换成45.75MHz的中间频率信号，多功能控制电路(MCC)104，尤其是应用专用集成电路(Applicationspecific integrated circuit ASIC)把许多用户终端控制器和数据操作功能组合成信号包，通过到调谐控制器102的双向链被链到上/下转换器100。这链有作为调谐用的路径及作为调谐处理反馈控制的返回链。
作为自动增益控制和自动频率控制的反馈信号，分别从视频解调器109经滤波器101和103传送到上/下转换器100。
一滤波器，例如SAW滤波器106，把IF频道信号分裂成视频和音频部分，以进一步处理，视频部分在MCC104的解扰频器控制110的控制下，往视频解调器109解调和解扰，视频解调器109实现同步恢复(视频信号的解扰频)以同步抑制扰频，然后，视频信号往带通滤波器130到视频反相器132，在那里发生反相视频逆转(解扰频)，视频部分的解扰，无论是同步抑制，同步反转，视频行倒转等都是在MCC104的解扰频控制器110的控制下，解扰频控制器109提供的时序信号，反转轴电平(inversion axis levels)，不管视频信号是否反相，对视频反相器132是必需的；提供的时序，恢复用恢复电平及同步脉冲的标识是解调器109所必需要的，解扰频控制器110通常从波段内音频数据脉冲中接收这种解扰频信息。
在另外的路径中，音频信号通过同步检波器105从41.25MHz的IF载频被转换成4.5MHz的互调频率，检波器105的自动增益控制的反馈从带通滤波器131的输出端提供，然后，音频信号通过FM解调器119解调，调幅检波器111实现脉冲检波，以恢复在伴音载频上被调幅的波段内音频数据，被恢复的波段内脉冲提供给MCC104的波段内音频数据解码器117，以便在脉冲整形电路整形后处理，波段内的数据，除解扰频数据外，被存储在DRAM137中缓冲。解扰频控制器104为视频解扰频操作直接存取解扰频数据。
音频信号的音量控制在MCC104的音量控制器118和微处理器128的控制下实现，可参考美国的专利申请No.5,054,071，在音量控制后，音频信号通过低通滤波器123和静音开关(mute switch)125，静音开关125的输出提供给调制器142。
MCC104在解调和解扰频后及在用了VBI检波器129从信号的VBI中检出波段内视频数据后，接收视频信号，波段内视频数据在一频率上，以熟悉的图文电视系统的序列而传送，例如每秒约4.0兆位，而数据时钟按照熟知的技术，提供比奈奎斯特(Nyquist)率高的合适的采样频率，波段内解码器129在经微处理器128处理之前，在DRAM137中存储数据，DRAM137起数据缓冲器的作用。
视频反相电路132的输出亦提供给MCC104的屏幕显示控制器127，屏幕显示控制器127选择性地产生屏上字符和图形显示，取代或复盖到视频信号上，调制器142把屏幕显示控制器127输出的视频信号同静音电路125输出的音频信号相结合，并把结合信号转换成由微处理器128所选的频道频率，如对NTSC制为频道3/4，按熟知的方式，所结合和第二次调制的信号作为RF输出提供给电视接收器。
控制微处理器128控制用户终端40的全部操作，用户通过用屏上显示的交互式用户接口通信，并控制微处理器128，用户接口包括用户终端40前面板上的键盘122，为频道调谐，音量电平控制，特征选择等等，形成用户控制信号的遥控器126。这些用户控制命令由输入扫描器及MCC104的控制器148解码，用户接口的遥控IR接收器124接收红外(IR)或其它遥控控制器126的命令，正象在技术上熟知的那样，还给微处理器128提供命令，此外用户接口还包括一个4位，7字段LED显示器120，它用来显示调谐频道号及诊断信息。
当键盘122或IR遥控控制器126被用来选择一命令时，微处理器128操作执行命令，例如，这个操作可以是通知调谐控制器102适当地控制上/下转换器100去调谐所选的频道，用户终端通过屏幕上提供的很多显示同用户交互，支持终端的操作，屏幕上显示提供的信息和提示，指导用户透彻掌握终端的许多复杂性能。
MCC104的解扰频控制器110利用被恢复的解扰频数据形成合适的控制信号，例如反相控制和均衡，解扰频的同步恢复或再生，不然就恢复输入基带电视信号，安全微处理器136通过解释授权确定是否MCC104的解扰频控制器110在特定频道上实现解扰频，还是在特定时间需要什么形式的解扰频，并由系统管理器12(在这里讨论波段外，波段内音频或波段内视频3种数据传送方式之一)控制数据装载到设备内部的NVM存储器内，在安全微处理器136中的不挥发存储器(NVM)存储安全数据，例如，授权数据，扰频频道数据，扰频方式数据，终端配置数据及其它所需的数据。
控制微处理器128通过运行控制程序操作，这控制程序最好一部分存储在处理器内部的只读存储器上，一部分存储在不挥发存储器中，例如闪速EPROM存储器134中，此外，控制微处理器128的控制程序亦可以驻留在扩充卡138的不挥发存储器中，微处理器128经存储器总线141同不挥发存储器134和138通信，存储器总线有数据，地址和控制线，此外，微处理器128藉助通过MCC104和控制微处理器总线(CMB)131的命令控制数据解码器117，129和146和调谐器控制器102，音量控制器118，屏幕显示控制器127，解扰频控制器110和输入键扫描器和控制器148，微处理器128亦直接控制静音开关125及调制器142的输出频率选择，微处理器128包括额外的能力，以通过数据端口140对其它辅助设备通信和控制。
存储器控制器112允许来自3个数据解码器117，129和146的数据装入到挥发存储器中，如DRAM137，在那里由控制微处理器128经CMB131访问，MCC1O4亦从控制微处理器128分发控制指令到MCC104的其它部分，以提供对用户终端40的其它操作，MCC104还连到安全微处理器总线(SMB)143，使安全微处理器136和用户终端40的其它部分之间得以通信，MSB143还耦合到扩充卡138以提供可更新的安全性。
存储器控制器112和微处理器MCC104的接口是用来控制微处理器128和安全微处理器136的中央通信设施，存储控制器112接收从微处理器128，136和其它控制和数据译码器来的写存储器或读存储器的请求，它解决对存储器传送争用信息，为实时应用及微处理器给出优先级并按排数据流，微处理器128和136与存储器控制器112和MCC的其它部分通过MCC104内部通信。
扩展卡138是一个印刷电路卡，这个卡包括存储器和/或安全微处理器元件，这卡可插到连结器200中，连结器200从电学观点看扩充控制微处理器存储器总线141和安全微处理器总线143到扩展卡138，通过扩展卡138可以提供附加的程序或数据存储器或更新的安全性。
用户终端可以选择电话形式152或者RF－IPPV形式154的启动按次收费(Impuls－Pay－Per－view IPPV)模块，IPPV模块允许用户请求它的用户终端40的授权以接收按次收费事件在安全微处理器136的不挥发存储器中存储同购买事件有关的数据，然后，由信号分配系统52，经电话返回路径或RF返回路径传送此数据到系统管理器12。
现在，参考图3—10更全面的来说明屏幕上显示系统，在图3中，每个显示屏可以看成具有320垂直列和200个水平行象素的阵列。这个选择的200×320象素尺寸其分辨率适合于NTSC接收机的标准，当然，其它电视频格式，如几种PAL制式，通过加附加象素和行亦能支持，此外，亦为任何电视信号格式能提供不同尺寸象素形成的其它显示区，每个屏幕上显示，通过显示控制器127由用户的电视接收机屏幕的水平扫描线产生的模拟象素来形成，显示控制器127，在控制处理器128的命令下，控制这些显示时间，在接收机的屏幕上产生显示。
屏幕显示处理器127，基于一场接一场的视频来工作，显示屏根据显示属性及存储的显示数据而被形成，此数据以象素来描述屏或场，然后，这些场对非电视目的以不隔行方式显示，或以隔行方式同活动电视混合，场可以被显示很多次，以产生静止显示，或者显示参数和显示数据能改变，以产生变化图象，这两种情况都通过控制微处理器128的一条命令激活显示，并继续显示存储在显示存储器中的一屏，直到控制处理器终止其显示，此时，控制处理器128和显示处理器127能并行操作，不完全独占控制处理器资源，形成一特别有利的系统。
在这显示环境中，可形成包括文本和符号屏方式，图形屏方式和把文本和图形屏结合起来一起显示方式的三种显示方式，此外，这三种方式中任何一种都能同边框屏方式相结合。
在文本或符号屏方式中，见图3，屏幕上显示定义成很多符号，每个符号是大小为m×n的可变象素阵列，这里m＝6，7，……16；n＝6，7，……32且m×n≤512，通过提供可变符号尺寸，许多不同类型符号集和尺寸，例如不同字体能够被实现，此外，各种外语字符集如日文，阿拉伯文，中文或其它文字可方便的以这种方式实现，文本屏能包含全部显示阵列或任何大小缩成一个字符，每个文本屏可定义成一垂直的开始和停止点VSTART，VSTOP和水平的开始和停止点HSTART，HSTOP。
对英文字符集，优选的是8×12象素阵列，在文本屏显示最多16个符号行，每行40个字符。对中文字符集，优选的是12×12象素阵列，在文本屏显示最多11个符号行，每行26个字，这些大量符号阵列，在符号集中每个定义一特定的符号，在显示存储器中组成组，形成符号集的定义，如英文，中文，字体A，字体B等等。显然，用户终端40可以存储多种符号集定义。
英文字符集的字符的一种例子，一个8×12象素阵列，在图9中说明，1个字符有1×8象素下划线和1个象素宽的边界围绕7×9象素的字符域，通过按特定图案从字符域中选择象素来定义字符，符号定义的每个象素被存储在2bit象素属性域内，这属性域表示出图表中显示出的四种可能中的一种，每个象素可以是前景象素，背景象素，黑象素或白象素之一。
为形成文本屏显示，很多符号指针(每个在符号集中寻址选择符号)以字符显示顺序存储。例如字LIST将在屏幕上显示，英文字符集元素L，I，S，T的符号指针被依次地连结起来，这指针还可以包括每个字符的符号属性，如图8例所示。
该说明表示16位字的符号指针，它具有7位的符号属性域和9位的符号地址。这7位属性域包括4位定义字符颜色，这4位可以根据目的选择存储在调色板寄存器中16种颜色中一种，另外3位符号属性中一位是确定字符是否闪烁，另一位确定字符是否有下划线，而一位前景方式位用作字符专门作用。
在图形屏方式中，显示系统用全部300×200象素来显示，如图4所示象素映象图，每个象素用前景或背景调色板存储器的16种颜色中一种来显示，在图形方式中，颜色由每个象素存储的4位来选择。
如图5所示结合方式，符号屏方式和图形屏方式被同时使用，在正常图形方式中，少于满屏的图形屏被定义和显示。而这种显示能同并非显示在图形窗口区内的文本方式显示叠合，反过来文本屏亦能复盖在图形屏上。
显示处理器亦包括边框屏这一特色，那里，特定颜色的边框屏可以围绕图形或符号屏放置，图6中显示了边框特色的典型形式，那里边框象素是有效的，而不管图形屏和符号屏是无效。此边框屏被使能。
边框屏的颜色由边框屏参数寄存器中所装载的12位颜色值而产生，边框的位置可以通过装载屏幕上水平开始位置和结束位置及垂直开始位置和结束位置而被设置，通过存储一垂直起始行数其值大于屏幕上最大行数，此边框屏被禁止。
显示控制器接收很多显示参数，这些参数装载在它的控制寄存器中，以调正处理显示功能，显示参数的第一集是屏幕高度和宽度。其值最大可达满屏320×200象素阵列。若它小于满屏区域，则还有显示屏的位置。在显示区中有效的所有屏都要为它们存储这些参数。第二参数集是符号定义集之一的符号集的尺寸m×n，正如将更详细讨论的那样，在一个屏幕上可以存储和显示多个符号定义集。
显示系统为用户终端产生屏幕上显示提供了强有力的灵活的工具，显示系统可以仅用在文本方式或仅用满象素映象图方式，显示可以用可变尺寸的文本和满象素映象的可变位置的图形窗口相结合，屏幕可以是满尺寸或者定义任何更小的尺寸。
为显示字符或图形，对字符或象素可有32种颜色偏排，调色板寄存器可以自4096种可选调色板中改变显示16种前景颜色和16种背景颜色，以每行为基础，字符集可以改变。以每个字符为基础可以选择背景和前景颜色。而且，字符可以选择边界，下划线，闪烁和亮度特征。
显示系统提供的约4096种颜色的调色板，颜色可用12位数字来定义，具有4位亮度成分，4位B—Y(蓝色减亮度)色度成分，及4位R—Y(红色减亮度)色度成分，这些位的组合，允许用户去选择很多种颜色，当然，并非12位的所部4096种组合将定义有用的颜色，但可以得到很多种有用的色调和色度。
数字处理器包括很多如图10所示的调色板寄存器，其中存储这些颜色，在同一时间可存储32种颜色，有16个背景颜色寄存器和16种前景颜色寄存器，系统用4位指针以寄存器对去选择背景和前景的16种颜色中的一种，这个特点在所述的背景颜色上提供一种选择颜色的很多字母是有用的。例如，在白背景上蓝字母，这种配置很容易用同一颜色指针编排，因为表示调色板寄存器对的所有字母在前景寄存器中装填了蓝色，而在背景寄存器中装填了白色。
屏幕显示控制器127的系统方框图更完整的在图11中说明，屏幕显示控制器127，根据控制微处理器128为用户终端，以文本屏，图形屏或文本和图形屏的结合提供屏幕上显示的命令操作，屏幕显示控制器127包含有模拟处理器300和数字处理器3022部分显示处理器。
数字处理器302，通过总线301从控制微处理器128接收命令和配置数据，并由VBI解码器129来的视频时序数据303表示每个水平行的开始和每个垂直场的开始，数字处理器302使用从控制微处理器128来的显示参数去访问DRAM137中的显示信息，形成特定的屏幕上显示，屏幕上显示可以只显示文本，在这种情况下，DRAM137的符号屏定义部分305及符号集定义307部分被访问。若屏幕上显示仅仅是图形，那么DRAM137的图形屏定义部分被访问，如果需要文本和图形的结合屏，那么显示存储器的3个部分305，307和309均被访问。
数字处理器302在显示存储器的这些部分以一个nybble接一个nybble为基础存取信息，它通过控制线112，地址线和数据线311连到存储器控制器112，从DRAM中取数据，数字处理器302根据所提供计算的起始地址，存取的存储器地址数及对存储器控制器112的控制命令从DRAM137上请求数据，这个数据在数据线311和313上被返回，数字处理器320处理这些数据，把它转成一系列数字字，每个数字字表示屏幕上显示象素的亮度和色度值，这些代表模拟象素的数字字同相应的时序信号，从数字处理器302经时序和数据线315送到模拟处理器300。
就象图12中进一步说明的那样，模拟处理器300包括一个变换装置314，它把数字象素字变换成模拟象素。模拟处理器300亦接收解调以后的输入视频信号VIDEO IN。解调后输入此信号到模拟多路器316的一部分，多路器可以以象素接象素为基础，选择或者是来自VIDEO IN的模拟象素信号或者是来自模拟处理器300的数据到模拟象素转换的模拟象素，模拟处理器300根据象素选择信号PIXSEL选择那个象素输出，数字处理器302根据是否显示处理器被使能和正在输出有效的颜色定义，形成象素选择信号PIXSEL。
如果这2个条件不满足数字处理器302使象素选择信号PIXSEL去选择VIDE0 IN信号，而多路器的输出就输出到调制器142成为VIDEO OUT信号，模拟处理器300还从振荡器时钟CLK产生象素时钟信号PIXCLX，这是显示处理器的基本队列(training)信号且按约每139毫微秒一象素，持续把水平行分成具有455个象素，如果当用户终端无VIDEO IN信号被调谐的持续时间内为显示需要象素时钟，那么象素时钟直接从振荡器时钟信号CLK产生，这亦称为内部视频方式，如果为了显示所用的是象素时钟，那么就存在视频信号，此时它的产生就通过同步限幅器291和锁相回路293同VIDE0 IN信号的水平同步相位同步。
数字处理器302通过图14所示的读和写寄存器R1—R12用控制处理器128控制，对屏幕上显示的显示属性通过装载和读数字处理器302中特定寄存器而被控制。
被显示的屏的类型及电视接收机的显示区域的位置由边框屏参数寄存器R2，符号屏参数寄存器R4，及图形屏参数寄存器R5提供，所有这些屏寄存器都具有各个屏的有关水平起点(SH)和结束点(EH)及垂直起点(SV)和结束点(EV)的信息。
符号屏或图形屏亦同在DRAM137中存储的显示信息的起始存储器位置有关，这个信息对于符号屏装在符号屏基地址寄存器R8中，对于图形屏装在图形屏基地址寄存器R9中，因为边框屏是内部产生，不存储到DRAM137中，寄存器R2亦包括一个12位数字字，以说明边框屏的颜色，边框屏的所有象素由这个颜色生成。
为激活符号屏，图形屏或边框屏，屏幕的起始地址必须在显示区域范围之内，相反，为了不激活任何屏，各屏的垂直起始地址的行号被设置在显示区域之外，在寄存器R2中的控制位CONTR用于屏幕边框的使能和禁止功能。
屏幕所选择象素的颜色可用颜色寄存器R6，R7和R10中一个来选择，有16个前景调色寄存器和16个背景调色寄存器R10，一个黑色寄存器R6及一个白色寄存器R7，这些寄存器中每个都可存储如调色板部分所描述的12位颜色，4位亮度及每个4位的2个色度相位。
有2组寄存器R11和R12它们提供符号行属性的控制，在符号屏显示中的每个符号行象显示系统中符号集定义那样，定义不同字体和字型，一共有16种符号行，每种都有行属性，这些属性被存储在16个符号行属性寄存器R11中，符号行属性寄存器的第一字段是4个符号集定义寄存器R12中的一个地址，第2字段是一位行属性，这一位用来选择下划线的前景和背景颜色，然后，在4位字段中描述选择特定的调色板寄存器，此外，有一特殊作用位ULI，它提供为下划线亮度反转。如果这一位被清除，下划线的亮度为正常，而如果这一位置位，下划线的亮度反转。
在行属性寄存器R11中2位符号行定义选择4个符号集定义寄存器R12中的一个，每个符号集定义寄存器R12存储特定符号集的尺寸，m×n，符号中nybble的数及符号定义基地址。寄存器R12，随同符号行属性寄存器R11允许在显示系统中同时使用4种不同符号集定义类型。
所提供的最后两个寄存器是为显示处理器的不同功能的控制和选择用。第一个是视频参数寄存器R1而另一个是控制参数寄存器R3，视频参数寄存器R1定义特殊视频信号的控制时序。而这视频信号由显示处理器产生的，水平同步起始时间SYNC S和结束时间SYNC E同垂直同步起始时间VSYNC S和结束时间VSYNC E被存储。另外的定义是颜色脉冲串起始时间CB S及结束时间CB E、对垂直消隐间隔，均衡脉冲起始时间EP S和结束时间EP E亦被存储在视频参数寄存器R1中。
控制参数寄存器R3是一个2字节寄存器，这寄存器存储很多为显示处理器选择方式和特点的控制位。符号和下划线的闪烁率以0.25秒的增量从0至4秒被存储。闪烁占空周期BD用2位设置，在ON表示25％，50％或75％的占空周期，而相反在OFF时为75％，50％或25％的占空周期，空白屏位BK如果置成1能用来空白一屏，如果置成0显示屏正常。而，一个内部/外部选择位1NT用来确定是否视频信号内部产生，若置成1是内部产生，若置成0，同外部视频信号同步。
如果信号是由内部产生，并不同隔行视频信号同步，那么，隔行控制位ILC对非隔行字段置位或对隔行字段清除。还有2个字PALFOR和PAL/NTSC用来选择NTSC或PAL制式，若是PAL制式，PAL制式的类型被选择。位GSEL是用来选择图形调色板是前景调色板还是背景调色板。控制位EN是用来使能屏幕显示控制器还是禁止屏幕显示控制器，下划线闪烁位UNB指示是否符号的下划线闪烁。作为高地址字段UA的4位用来提供数字处理器300去扩充能正常寻址的DRAM137的大小，控制位PR用来指示是符号屏在图形屏上具有优先权还是图形屏在符号屏上有优先权。
为了显示一屏，具有可执行码的屏幕显示子程序被调用，通过控制处理器128执行。屏幕显示子程序把不挥发存储器(ROM或闪速EPROM)中为显示编程的特定屏信息移到DRAM137的显示存储区，然后，屏幕显示程序通过清除使能位EN禁止数字处理器300用所需显示属性装载处理器寄存器R1—R12。通常，屏幕显示子程序通过设置空白位BK(如果仅重装载调色板寄存器或行属性寄存器)仅禁止数据处理器302的显示。
控制处理器128不需装载所有处理寄存器，因为控制处理器能读他们，以确定是否有实际需要的改变。例如，一旦视频参数寄存器R1及大多数控制寄存器R3已经被编程一次。它们将并不经常需要改变。同样，颜色寄存器R6，R7和R10，在他们用所需颜色的调色板设定以后，对许多显示情况保持相对不变。而且，因为4种不同符号集的定义或字体可以同时使用，行属性和符号集定义寄存器R11对每次场景的变化不需要改变。
改变最多的寄存器是寄存器R8和R9，指示数字处理器300，屏幕在DRAM137中那里被找到。改变次多的寄存器是屏幕参数寄存器R2，R4和R5。它们定位显示区域上不同屏。
控制处理器128对所需显示配置在寄存器R1—R12中设置显示属性后，通过设置使能位EN或清除空白位BL特将重新使能数字处理器300去显示存储屏直到器件再被禁止，或者显示信息或者配置信息被改变。
数字处理器302的更详细方块图示于图13中，数字处理器302，在控制处理器128的命令下从DRAM137中存储的信息为屏幕上显示产生数字象素。屏幕上显示可以用很多属性编程，这些属性用控制处理器128的命令，经编程数字处理器302改变它的表现。通常，数字处理器包括同步电路304，控制接口电路306，存储器接口和时序电路308，地址生成电路310和象素产成电路312。
同步电路304具有2种操作方式，即内部方式或外部方式，当在外部方式时，电路304从VBI解码器129接收时序信号HS，用它对VIDEO IN信号在同步显示处理器的操作。HS信号亦传到象素生成电路312及其它电路，以提供基本时序信息。HS信号通过VBI译码器电路129，从电视信号的输入视频信号在每个水平行开始时提供一时钟脉冲宽的(24 MHz)信号和在第一场开始，在第一行处提供2个时钟脉冲宽的时钟脉冲合成。根据HS信号，象素时钟信号PIXCLK及从控制接口电路306来的数据，同步电路304提供特定水平行的象素号及当前视频场的水平行号。
这些时序信号提供给显示控制器的其它电路以形成象素时间基。定时信号HS复位象素行号而扩充时序信号HS复位水平行号到一预定起始行。当在内部方式时，同步电路304从象素时钟信号产生一时序信号PIXCLK并不同外部视频信号同步。此外，不管什么方式，所形成时序脉冲表示水平同步时间，同步头时间，颜色脉冲串时间及均衡脉冲时间的位置以允许象素生成电路312在视频输出端插入合适信号。
控制接口电路306提供一种装置，使控制处理器128去访问数字处理器302的配置寄存器R1—R12。电路306译码控制微处理器128的操作命令，操作码(OPCODE)和地址ADD，以确定那一种配置寄存器被读或写以及用什么数据。为了提供配置数据，在读数字处理器302的状态，控制接口电路306具有为写操作耦合到全部配置寄存器的8位数据总线Date IN和为了读操作耦合到所有配置寄存器R1—R12的输出端的8位数据总线Data out。然后，配置寄存器R1—R12的输出给其它电路提供控制信号和配置数据。
地址生成电路310和存储器接口电路及时序电路308同时操作，从DRAM137中去取显示数据，并把它提供给象素生成电路312。关于这一点，地址生成电路310将计算数据osd ADD块的起始地址、存储器接口电路308用osd REQ信号寄存存储器的传送，并在有效视频时间内置位信号osd A、存储器接口电路308亦产生从DRAM 137取出的字节osd N数。每个字节，当它从存储器控制器112，用信号ACK送出时，将被认可(acknowledge)。而且，数据在4位总线osd DATA OUT上直接发送到象素生成电路312。
当存储器控制器112完成它的传送时，它将用用号osd D通知存储器接口308。如果象素生成电路312正在接收的数据起出它能显示的数据，那么，它将从存储器控制器112，通过置位暂停信号osd HOLD，在存储器传送周期内请求挂起。存储器控制器112将暂停以响应此信号，不再继续传送，直到信号osd HOLD禁止。
象素生成电路312从同步电路304中接收时序数据，以及从DRAM 137经存储器控制器112来的显示数据，且为模拟处理器300把这些数据转换成数复象素。显示数据用各种配置数据，经修改后，被正确显示，配置数据由控制处理器128，存储在很多配置和控制寄存器R1至R12中。
数字处理器302的详细原理图在图15—20中说明，在此参考作更全面说明。
图15和16说明了同步电路304的详细原理图，相对于图16，根据象素时钟信号PIXCLK及VBI数据译码电路129的水平同步信号HS，同步电路304为显示系统产生基本的水平和垂直时序信号给其它处理电路。时序信号可能是同时间基同步的内部信号或是同VIDEO IN信号同步的外部信号。
同步电路304包括象素计数器205及水平行计数器213。象素计数器205以信号PIXCLK的时间基增量去计数到455、455是每个水平行中象素的数目。比较器207读出计数器205的输出，并同455比较，复位信号RES当象素计数器205达到此象素数时从比较器207中输出，复位信号作为多路器203的一个输入，以表示内部水平行期间。
多路器203亦从水平同步信号HS中接收另一个输入，当计数器205在外部水平行的开始需要复位时提供一指示。另一方面，如果电路的时间基打算内部生成，从控制寄存器来的内部位信号INT/EXT，选择比较器207的输出去复位象素计数器205。多路器203的输出还用来产生水平同步信号HSYNC给其它电路，这取决于内部位信号，可以是信号HS也可以是比较器207的输出。内部信号INT/EXT通过设置或清除控制寄存器中的位产生。通常，用视频信号的外部同步。当前无视频信号时，内部位由控制处理器128来设置，无视频信号状况出现在开电源，菜单显示，一些按次付费功能及改变频道等处。控制处理器将传感这种状态，设置内部位，不管缺少视频信号为显示提供时间基。
垂直同步信号可同样地产生。水平行计数器213在一场中计数水平行数，然后，在下一场开始时复位。多路器209为每个水平行输出增量计数器213的一个信号。多路器输入之一是外部水平同步信号HS，其它输入信号是从内部产生的水平行计数器的比较器207输出。而时间基选择信号INT/EXT从这二个输入间选择，为每个水平行去增量计数器213。
在每一场开始，多路器211的输出提供计数器213复位信号。为外部复位计数器213，脉冲宽度检测器201检测VBI数据译码电路129的2个时钟宽度的脉冲，这表示外部视频信号的时序是第一场，第一行的开始，多路器211的其它输入是一个由多路器219输出的内部形成的场号，时间基选择位INT/EXT用于从这2个复位信号中选择。
比较器215和217的输出提供内部生成的场号，比较器的一个输入端连到计数器213的输出，它的其它输入端对NTSC信号分别连到预定的水平行数263和262。多路器219的输出往D双稳态221的输出产生它自己的选择信号。双稳态221的输出Q耦合回到D的输入端。选择信号在多路器219的输入之间交替改变，以在具有263行的内部产生的视频信号场(由比较器215检测)同具262行的(由比较器217检测)之间交替选择。
当与非门停止反馈D—双稳态221交替选择2场。用与非门220禁止在该方式中，仅一场，场1由同步电路304产生。由控制位ILC决定门220被禁止和使能，如果ILC为某一状态，产生隔行(2场)显示，如果在另一状态，产生非隔行(1场)显示。
而水平行号从计数器213输出到其它电路，同时垂直同步信号VSYNC从多路器的输出到211。
图15显示了同步电路304的部分详细原理。同步电路产生视频方式信号到象素生成电路312。视频方式信号把视频信号分成3个部分，按时在屏幕显示上实际生成象素、第一部分是活动视频部分，相当于从水平消隐脉冲后沿到下一个水平消隐脉冲前沿扩展的水平行正常活动视频部分。在本实施例中，该活动视频，在长度上是预定的象素数。每个象素为139毫微秒。视频方式信号还提供一组信号。该信号定义水平和垂直消隐信号，活动视频部分，及回扫间隔，译码逻辑399从双稳态392，394，396和398通过译码4个视频有效信号产生视频方式信号到象素生成电路312。
同步头有效信号是双稳态392的输出，392由比较寄存器360的同步头起始数据和同步电路304的象素数而置位。同步头有效双稳态392用象素数和同步头结束寄存器362之间比较值复位。当双稳态394输出时颜色脉冲串有效信号被产生，颜色脉冲串有效双稳态394，由比较器380置位比较器380把颜色脉冲串起始4寄存器364的值同象素数比较，双稳态394用象素数和颜色脉冲串结束寄存器366的内容比较值复位。
当双稳态396输出时视频行有效信号被产生。视频行有效双稳态396由比较器384置位，比较器384比较H视频起始寄存器368的内容及象素数，双稳态396由比较器386的输出复位，比较器386确定何时H视频结束寄存器370的内容同象素数匹配。第4有效信号是双稳态398输出的有效场信号。双稳态398通过比较垂直视频起始寄存器372的内容同同步电路304来的水平行数而置位。双稳态398由比较器390复位。比较器390把水平行数同垂直视频结束寄存器374的内容比较。活动视频信号定义NTSC信号或其它视频制式一场的时序，输入象素及水平行数。通过用适当参数预装载寄存器，视频信号的大多时序格式和视频信号的规程都可被编程，进入显示控制器。
图17说明了控制接口电路306的详细原理。控制接口电路306为数字处理器300和控制处理器128之间提供了电和逻辑数据通路，以使后者可控制和配置前者。控制接口电路306从控制寄存器R1—R12提供控制信号和数据给数据处理器的其它电路，控制器的输入和配置数据经8位数据总线Data In被存储在寄存器R1一R13。Data In被连到所有寄存器R1—R12的数据输入端D。
从控制处理器128来的命令信号，操作码，地址信号，ADD指示寄存器R1—R12的那些字节被读或写。寄存器的写操作由译码器231译码，译码器用很多输出控制线选择正确的寄存器和字节。每个输出控制线通过很多与门233连到寄存器R1—R12的写输入端W。与门233的其它输入是控制处理器的写信号Pwrite。
控制处理器128通过选择所存储数据的存储器位置，在输入总线上提供数据，及产生引发写操作的信号Pwrite，可在寄存器R1—R12中任何位置上写。在这种方式中，控制处理器128可以在任何时候在数字处理器302中配置或改变寄存器。一旦数字处理器302被配置，控制处理器128使能器件产生显示并返回到其它控制处理。这允许数字处理器302极快的控制，不需要控制处理器128提供所有资源给显示处理。
当打算配置数字处理器302时，控制处理器128并不需要使用写处理，因为控制处理器亦能读出寄存器R1—R12的任何输出。用存储器的读操作，控制处理器128能测试确定是否配置已经按需要准备好通过把寄存器R1—R12的全部输出耦合到多路器239的输入，读处理被生成。被读寄存器的特定字节能通过译码命令信号opcode及地址信号ADD在多路器239的选择输入被提供，这将选择寄存器R1—R12的字节中的一个，通过一组3态缓冲器241输出到输出数据总线，Data Out。3态缓冲器241通过控制处理器读信号Pread被使能。当控制处理器128平备在总线Data Out上通过使能三态缓冲器241，用信号Pread读数据时，通过选择字节，能从寄存器R1—R12读任何输出。
调色板寄存器R10和行属性寄存器R11，除了具有数据输入线和写使能线外，亦包括地址线A，因为它们是在随机存取存储器中实现的一组寄存器。这组特殊寄存器的地址是为调色板寄存器10从多路器245的输出端选择的通常，通过符号指针的颜色选择位，选择地址。而且，如果控制处理器128要去写调色板寄存器R10的一个寄存器时，它必须在变址寄存器235中装载那个寄存器的地址。变址寄存器是多路器245的另一个输入。而当写信息从总线Data In进入调色板寄存器R10时，Pwrite信号将使多路器245作为地址，去选择变址寄存器235的内容。
用同样的方法，用连到这存储器地址选择线A的多路器247的输出，去写行属性寄存器R11。通常，来自符号行计数器的符号行数将用来寻址寄存器11。然而，如果寄存器R11将被控制处理器128写，地址由变址寄存器237选择，变址寄存器可通过总线Data In被装载。行属性寄存器R11的一个输出是来自符号集定义寄存器R12的符号定义选择。符号集的定义是为多路器243选择输入。多路器选择4个符号集定义寄存器R12的一个。
寄存器R1—R12的输出被其它电路使用，以为显示控制提供所需的参数并为显示处理器选择不同方式提供所需的控制信号。有关显示的全部信息被存在寄存器R1—R12中构成显示配置，并可根据存储在特殊寄存器中的显示属性改变显示配置。
当每种屏幕类型是有效时，参考图18给出的，以确定有关生成的时序信号。在控制接口电路306中，有12个寄存器320—331它们为3种屏幕类型中每种指示3边界及位置。寄存器320—323分别为边框屏存储有关垂直起始和结束及水平起始和结束的信息。寄存器324—327分别为符号屏存储有关垂直起始和结束及水平起始和结束的信息。
包括比较器332，333和双稳态344的逻辑从该信息和水平行数确定是否边框屏有垂直结束和起始。双稳态344从边框屏的开始行号输出高逻辑电平直到边框屏的结束行号。同样，双稳态345译码是否边框屏是水平有效比较器334和335把寄存器322和323的内容同象素数比较，若象素数在边框屏的水平起始和结束之间，从双稳态345输出高逻辑电平。从双稳态344的高电平同与门349输出的边框屏有效信号相结合。同样情况，与门350从双稳态346和347的输出产生符号屏有效信号双稳态346在符号屏的垂直起始和结束之间被置为高逻辑电平。比较器336和337把寄存器324和325的内容和水平行数比较以置位和复位双稳态346。符号屏的水平限度被存储在寄存器326和327中，用来辅助比较器338和339去置位或复位双稳态347。双稳态347的高电平输出表示象素数是在符号屏的水平起始位置和结束位置之间。
以同样的方式，与门351从双稳态348和348a的输出产生图形屏有效信号。双稳态348在图形屏的垂直起始时置位，在图形屏的结束时复位，双稳态348a在图形屏的水平起始的开始置位，在图形屏的水平结束时复位，比较器340和341把水平行数分别同寄存器328和329的内容比较并置位和复位双稳态348。双稳态348a通过比较器342和343把象素数分别同寄存器330和331的水平起始和结束内容比较被置位和复位。
这些信号在逻辑352内同优先控制电路352a来的优先级信号相结合，指示地址发生电路310，从存储器的什么部分象素数据需要被选择。一般的规则是符号屏和图形屏两者对边框屏具有更高优先级。此后，图形屏或者符号屏特具有的优先级。此优先级取决于存储在寄存器R3中优先位PR的配置数据。这就允许符号屏复盖到图形屏上或相反。
图7说明了具有优先的符号屏。当在符号屏内象素是有效时，显示数据为它被取出而不是为图形屏。另外一种优先级决定是检查是否空白位BK在控制寄存器中被置位。空白位将从其它屏两者取得优先实质上通过显示边框异而空白此屏。这将在频道和其它状态之间提供平滑的转换。在那里，符号屏，图形屏或活动视频是不合适的。除了优先级的确定外，如果符号早结束的信号被产生到逻辑电路352中，显示处理器将用所选的颜色的边框象素填入末端空间。如果在符号屏和图形屏之间有间隙，对边框屏象素也如此处理。
符号早结束信号由或门357产生。或门357的输入来自比较器354和356。加法器353和355为比较器354和356提供一输入另外是行号和符号尺寸。输入给比较器的另外输入是符号的水平结束信号。
时序电路308还形成下一行信号给象素生成电路312作为比较器359的输出。比较器359比较符号行计数器358的内容和方块高度(cube height)(n)。符号行计数器358根据同步电路304来的水平同步信号HSYNC用它的增量计数符号的行。当符号行计数器等于按水平行计的方块高度时，为下一个符号它被复位为零。
时序电路308产生数据通路选择信号，作为符号象素计数器318的输出给象素生成电路312。符号象素计数器同比较器319中方块宽度(M)比较。当计数器达到符号宽度的限度时，计数器318被复位。计数器318由象素时钟信号PIXCLK计数。
由时序电路308形成的最后一个信号是下一个图形象素信号，这信号被引到地址发生器电路310。下一个图形象素信号是与门315的输出。输入给与门315是同时把图形有效屏信号(来自与门351)和象素时钟信号PIXCLK的结合。
图19是地址生成电路310的详细电原理图。地址生成电路310为3种不同类型数据生成DRAM地址。正象前面所解释的那样，数据来自显示存储器的3个区域，由图形数据，符号数据，和指针数据组成。多路器423选择这些地址生成器中的一个，形成特定数据的地址，此数据打算输出到DRAM137。来自时序电路308的地址选择信号形成一被寻址指针，然后使指定的符号，在符号屏显示期间被寻址。另外，图形地址发生器为图形屏显示被使用去寻址取自DRAM137的字节。
指针由指针寄存器431的输出来寻址。指针寄存器431在视频场的开始(VSYNC)用符号基地址被初始装载。符号基地址是为符号屏定义的第一个指针地址。这是经过3输入多路器429的一路，在VSYNC信号出现时完成的。每个周期用加法器425加4个nybbles，指针按这种存储序列被寻址。加法器425是多路器429的另一个输入。
在指针地址被计算后，它指向被寻址的符号。指针中的数据从osd Data OUT路径输入到符号数寄存器403。符号数和符号尺寸在乘法器417中相乘。当符号数乘符号尺寸在加法器419中和符号基地址相加时，得到符号的第一个nybble的地址。而该符号数据由多路器423一个符号行接一符号行输入，根据行偏移把符号行偏移加到加法器421的寄存器415。行偏移415根据下一行时序信号被装载，下一行时序信号是由加法器431把前行和符号行宽度相加得到的。图形寻址由图形指针寄存器409完成，图形指针寄存器由图形基地址寄存器经过多路器407在VSYNC信号时被加大。图形指针寄存器还包括图形屏区域的第一字节的地址。多路器407接着被转接到加法器405的输出，加法器405通过每个象素时钟，给图形指针寄存器409加一字节，以顺序通过DRAM137的图形地址。图形指针寄存器409用时序电路308的下一个图形象素信号来增加。
图20说明了象素形成电路312的详细原理。象素生成电路312是一个基本电路，它产生12位数字代表视频场中特定点象素的模拟值。它包括2个多路器381和383，它们产生12位数字字，然后输出到模拟处理器300。多路器383，根据同步电路304的视频方式信号选择一组固定值或多路器381的输出，而此固定值存储在存储器(最好为ROM)的361到367位置存储器361—367中所存储的值是数字，它代表模拟消隐电平361，内部颜色脉冲串电平363，外部颜色脉冲串电平365和同步头电平367，在水平和垂直消隐间隔期间，这些值用来产生所需模拟电平给电视接收机输出视频信号。
在水平行的活动视频部分，多路器381从包括特定象素的颜色的6个12位寄存器之间选择，多路器381可选择寄存器369的颜色(白色)，寄存器371的颜色(黑色)，前景调色板373(由16个寄存器组成)或背景调色板375(由16个寄存器组成)，同样，象素颜色能从为边框存储所选择颜色的边框颜色寄存器377提供，另外，颜色能从下划线调色板寄存器379中选择。
这些颜色每一种的选择可从综合逻辑397多路状态选择信号经多路器381得到，综合逻辑397译码符号象素的每个中2位象素属性数据，取出寄存器369，371，373或3754种选择中的一个，当边框屏有效信号被设置时，边框寄存器的颜色被选择。在符号的最后一行期间，特定符号的下划线应被置位可寄存器379中下划线调色板的颜色被选择。
从DRAM137输入的数据经接收4个nybble的寄存器403并把它们结合起来成为16位数字的字，16位字中的13位写到先进先出(FIFO)缓冲器405，该缓冲器是13位宽，8个字深，综合逻辑397读数复字的13位中9位，供给它的选择逻辑，每个字的其它4位控制调色板寄存器去选择16个前景和背景调色板寄存器373和375中的一个。
象素生成电路312的输出，不管它是活动视频行，同步时间或回扫时间周期，都是说明一种颜色(4位Y，4位R—Y和4位B—Y)的12数字字，12位数字字通过多路器385多路转换成串行8位数字字对，这8位数字字以4位为Y，还有4位是R—Y或B—Y被存储，这是因为色度是亮度频率的一半，对每个色度值，允许亮度值输出二次。
多路器385用一从双稳态395输出的时钟信号选中，双稳态395由象素时钟信号PIXCLK作时钟，双稳态395的输出被反相器393反相再输入到该器件的D输入端，这里提供时钟信号在象素时钟率的一半处，这时钟率交替地装载R—Y或B—Y的4位值输入到FIFO缓冲器387的输入端，从双稳态391来的选择信号输入到FIFO缓冲器387，以标识那个值正在被传送。
FIFO缓冲器387输的第一个8位给交路器389，把来自缓冲器387的8位数字字生成4位输出，对一象素的这些字是：一个4位字的亮度值，一个是色度值。
下一个象素是亮度值和另一个色度值，这些值，以双稳态391所提供时钟，按象素率送到模拟处理器300作为PIXD。
从FIFO缓冲器388输出的位9和10是象素选择信号PIXSEL，该信号确定是从模拟处理器300输出显示处理器象素还是从VIDEO IN信号中输出，PIXSEL被多路传送，每个有4位的输出字，并用亮度表示象素是显示象素还是一活动视频象素，用色度值表示该值是B—Y(1)还是R—Y(0)。
对PIXSEL的象素选择状态，与门437检测2个条件的符合，第一种是在控制寄存器R3中存在使能位EN置位，它表示显示处理器应当有效，第2种情况是由透明颜色检测电路439检测有效颜色，在当前实施中，除了那些被设计成透明的颜色外，所有颜色都有效，透明颜色被定义为1，如同由比较器431，或门433，与非门435检测出的，那里亮度值Y是零色度值B—Y或R—Y为非零，因此，当显示处理器被禁止时，象素选择信号PIXSEL是零状态，这样，零态选择VIDEO IN信号象素，当显示处理器被使能，且检测出有效象素颜色时，这状态将改变为1，以选择显示处理器的输出象素，当显示处理器检测出透明颜色时，即使它被使能，PIXSEL的状态将是零，为显示产生VIDEO IN信号象素的选择和活动视频背景象素为显示。
数字到模拟象素转换器314及模拟处理器300的多路器316详细的原理图示于图21中，在图21中一平衡的VIDEO IN信号为共模方式，共模抑制方式的平衡VIDEO IN信号输入到模拟多路器414的一端上的输入。模拟多路器414的另一端来自象素转换电路314的一平衡的模拟信号，象素转换电路314接收数字处理器302的12位数字象素字，并把它们转成模拟象素，这些象素能选择地代替VIDEO IN信号的模拟象素，这选择由象素选择信号PIXSEL控制，PIXSEL把多路器414的输入端口之一连到输出端口成为一状态，也把多路器414的其它输入端口连到输出端口，成为另外状态，多路开关414的平衡输出在作为VIDEO OUT信号，被传送到调制器142之前，在放大器416中被线性放大。
象素转换电路314实现数字到模拟的转换处理，在那里代表象素的亮度和色度的数字象素被转换成等效的模拟象素，转换电路314包括一亮度数字转成模拟量的转换器，(LDAC)410及一色度数字转成模拟量的转换器(CDAC)400，LDAC410把4位亮度数字字Y转成直流平顶脉冲电压(DC Voltage Pedestal)，并以平衡结构输出到模拟求和电路412的一个输入CDAC400把4位色度字R—Y和4位色度字B—Y转换成一个正弦信号，这个正弦信号具有3.58MHz的频率并对应于输入VIDEO IN信号的脉冲串根据它的值表示彩色相位。
这是传统的色度调制，当用亮度平顶脉冲电平在求和电路412中求和时，特提供一个模拟象素代替VIDEO IN信号的模拟象素，CDAC400通过把R—Y和B—Y的数字值转成相位生成正弦信号，而这相位随输入数字时钟PH1—PH4的相位而变化，此时钟参照输入VIDEO IN信号的颜色脉冲串，但是，是4倍于它的频率，在正确相位上正弦信号的数字表示从CDAC400输出到电平调正和放大器404，在这里对视频地校对数字信号，电平调正器404的平衡输出，在输入到整形滤波器408之前经线性缓冲器放大器406缓冲。整形滤波器408包括一个频率响应元件(如电容和电感)网络，整形滤波器408的作用是把正弦信号的数字表示转换成模拟正弦波，并不改变它的相位，整形滤波器408实质上是一个陡峭截止的低通滤波器，它能削除超出3.58MHz脉冲串频率的数字信号的高频沿。
比较器402为CDAC400输出的输出电压范围提供电平调节信号，该电平补偿用来均衡从VIDEO IN信号输入到比较器402的一端口的电平和从转换电路314输出并输入到比较器402另一端口的电平，这电平补偿信号，是用于去调正通过CDAC 400产生的模拟电压范围的最大的和最小电平。
为符号显示的数据流，参考图22可以更全面的了解，在屏幕显示的开始，屏幕的水平和垂直起始位置及水平和垂直的结束位置已被装载到相应寄存器中，而且，符号屏基地址寄存器，根据符号屏的定义已经装载第一个符号指针的地址。符号屏的定义由很多存储在DRAM137中指针组成。
当控制处理器128发命令去显示符号屏时，数字处理器302从DRAM137的第一个指针500，指针500包括符号定义集的符号号508。符号定义集送到地址发生器310的象素地址计算处理器，指针也包括调色板寄存器的选择(choice)510。调色板寄存器被传到象素生成电路，去选择16个调色板寄存器512之一，综合选择是可实现的。位F(前景方式)，U(下划线)及B(闪烁)被送到象素生成电路312，以得到这些特点的不同选择，此外，数字处理器302，根据符号行计数器确定屏幕行号514，屏幕行号表示行属性寄存器516的那一个将被选择。行属性寄存器516已预先编程，为此符号在符号定义集518的4种不同类型和符号用的下划线的颜色520(如果有的话)之中选择，这些特定行属性可被取出而下划线520的颜色送到象素生成电路312，以选择前景或背景调色板寄存器512的16种颜色中一种。
符号集定义选择518送到符号集定义寄存器522，则符号定义选择读出，符号集定义寄存器522包括符号尺寸MXN514及nybble数目526，它容纳存储的每个符号，符号定义寄存器522亦包括符号集定义528的基地址，当它加到符号号502时，将给出选中特定符号的起始地址，以便显示，象素地址计算处理530使符号532从DRAM137传送到象素生成电路312，在那里它能提供给具有来自彩色寄存器512，536，538，540和542的很多输入的多路器534。
对每个象素的象素属性数据从符号532中读出，用2位译码去选择或者12位的前景颜色，12位的背景颜色，12位的黑色或12位的白色。这个正常的选择处理可通过F，U和B位来修改，这样形成常态选择的颜色的更改。
若前景方式(F)位置位，就反转所选前景颜色的亮度(开始的4位)。若闪烁位(B)置位，在闪烁周期的可配置部分期间，反转前景颜色和后景颜色的选择，若下划线位(U)置位，使符号532中象素的最后一行作为下划线颜色542而被输出每个符号532的象素可以顺序读出，这个选择过程继续到特定符号的所有象素被实现显示。然后，数字处理器302从符号屏定义503，返回去取另一符号指针501，指针的取址和符号的显示顺序继续，直到符号屏定义503的全部符号实现显示。
现在，参考图23对图形屏显示的数据流作更全面的解释，在一屏显示的开始，屏的水平和垂直起始位置和水平和垂直结束位置已被装载到合适的寄存器中，而且，图形屏基地址寄存器550已用符号屏定义的开始nybble550的地址装载，图形屏定义554包括很多存储在DRAM137中nybble，其中每个相当于图形显示的象素中的一个，当控制处理器128命令去显示图形屏时，数字处理器302从DRAM137中取出开始的nybble552，并把它传送到象素生成电路312，每个nybble表示在4位地址553中调色板寄存器556的16个组合中的一个输出，通过设置控制寄存器558中的一位，或者前景颜色或背景颜色经多路器560被选择，nybble552，562等顺序被取址和显示，直到全部图形屏552实现显示。
在已经展示和说明了本发明的优选实施例的同时，对熟悉本领域技术的人来说，可以明显的看到，正象在附录中权利要求书和类似物中陈述的那样，可以有各种修改，而不影响本发明精神和范围。

Claims (40)

1.收费电视系统的用户终端显示系统，包括一用户电视接收器，它用来显示收费电视系统的节目，所说的显示系统包括：
一个存储器，该存储器包括为存储图形数据的第一图形屏定义部分和为了存储符号数据的第2个符号屏定义部分及第3个符号集定义部分；
一个显示处理器，它根据存储在所说的存储器中的所说的符号数据和图形数据形成第一视频信号；以及
一个显示多路器，它从用户终端接收第2视频信号，接收从所说显示处理器，输出的第一视频信号和选择性地输出所说第一视频信号和第2视频信号之一的象素，以便在用户电视接收器上显示。
2.权利要求1的显示系统中，所说的存储器的第3符号集定义部分包括多种符号集的定义。
3.权利要求2的显示系统中，每种符号集定义有很多字符，每个字符定义成m×n的象素阵列，这里的m和n为整数。
4.权利要求3的显示系统中，对一种符号集的定义，其参数m和n中至少有一个同另一种符号集定义的m和n值不同。
5.权利要求2的显示系统中，至少一种所说的字符集定义有同至少一种其它字符集不同语言的很多字符。
6.权利要求5的显示系统中，至少有一种所说的字符集定义成英文。
7.权利要求5的显示系统中，至少有一种所说的字符集定义成中文。
8.权利要求5的显示系统中，至少有一种所说的字符集定义成阿拉伯文。
9.权利要求5的显示系统中，至少有一种所说的字符集定义成日文。
10.权利要求1的显示系统中，所说的存储器是随机存取存储器。
11.权利要求10的显示系统中，所说的随机存取存储器是读/写存储器。
12.权利要求1的显示系统中，所说的存储器包括象素映射的图形部分。
13.生成第一视频信号的显示系统，包含有：一个存储器，该存储器具有存储图形数据的第一个图形屏定义部分，及为了存储符号数据的第2个符号屏定义部分和第3个符号集定义部分；
一个显示生成装置，它用来把存储在所说的存储器中的所说的符号数据和图形数据转换成象素数据；
一个显示处理装置，它对所说的显示生成装置起作用，以转换所说的象素数据成模拟象素信号；及
显示多路传送装置，一个象素接一个象素通对所说模拟象素信号和第2视频信号之间的多路转换，形成所说的第一视频信号。
14.根据权利要求13的显示系统，所说的符号数据包括很多字符集，每个所说字符集定义成很多字符，所说字符中的每个字符由m×n象素阵列来定义；
15.按照权利要求14的显示系统，所说字符集中有一种是英文字符集；
16.按照权利要求14的显示系统，所说字符集中有一种是中文字符集；
17.按照权利要求14的显示系统，所说字符集中有一种是阿拉伯字符集；
18.按照权利要求14的显示系统，所说字符集中有一种是日文字符集；
19按照权利要求13的显示系统，所说的显示系统是一个有线电视系统的用户终端的子系统。
20.按照权利要求13的显示系统，还包括控制所说的显示生成系统的操作的控制处理装置。
21.按照权利要求13的显示系统，所说的显示生成装置，根据优先数据把所说的符号数据及图形数据之一，转换成所说的象素数据。
22.按照权利要求13的显示系统，所说的显示处理装置具有把所说的象素数据转换成所说的模拟象素信号的象素转换装置，还具有模拟多路传送装置的显示多路传送装置，以为了在所说模拟象素信号和第2视频信号之间多路转换，响应所说显示生成装置。
23.按照权利要求22的显示系统，所说的象素数据包括亮度数据和色度数据，所说的象素转换装置包括第一个数字到模拟的转换装置，它把所说的亮度数据转换成表示直流电压电平的亮度信号，第二个数字到模拟的转换装置，它把所说的色度数据转换成表示颜色相位的正弦色度信号，还包括模拟求和电路装置，它用所说的色度信号来求和所说亮度信号，以形成所说的模拟象素信号。
24.按照权利要求13的显示系统，还包括一个时钟生成电路装置，以生成具有多个周期的象素时钟信号，所说的象素时钟信号的每个周期表示一个象素。
25.按照权利要求24的显示系统，所说的时钟生成电路，用所说第2视频信号的水平同步脉冲同步所说的象素时钟信号。
26.按照权利要求25的显示系统，所说的时钟生成电路用所说具有同步脉冲限幅器和锁相环电路的第2视频信号的水平同步脉冲，同步所说的象素时钟信号。
27.按照权利要求24的显示系统，所说的显示生成装置具有：
同步电路装置，根据所说的象素时钟信号生成第一水平同步信号，一垂直的同步信号，一个象素号信号及行号信号，根据所说的第一水平同步信号，所说垂直同步信号，所说象素号信号及所说行号信号生成视频方式信号，视频方式信号来定义同步头时序(Synctip timing)，颜色脉冲串时序，水平消隐时序及垂直消隐时序；及象素生成电路装置，它从所说同步电路装置接收所说的视频方式信号，并按照所说的视频方式信号把所说的符号数据及图形数据转换成所说的象素数据。
28.按照权利要求27的显示装置，还包括为了合成同所说第2视频信号的水平同步脉冲同步的第二水平同步信号装置，其中所说的同步电路装置同步所说的第一水平同步信号，所说的垂直同步信号，所说的象素号信号及同所说的第2水平同步信号同步的行号信号。
29.按照权利要求27的显示系统，所说的同步电路装置具有象素计数器和水平行计数器。
30.按照权利要求27的显示系统，所说的象素生成电路装置，当所说象素数据表示透明颜色(transparent color)时，具有的检测装置去检测，而当所说象素数据所代表的透明颜色已被检测出时，控制所说视频处理装置去选择所说的第二视频信号。
31.按照权利要求27的显示系统，还包括存储器接口电路和地址生成电路，它们共同操作提供所说的符号数据和图形数据，给所说象素生成电路装置。
32.按照权利要求20的显示系统，所说的显示生成装置具有控制接口电路装置，以提供所说控制处理装置对配置寄存器的访问。
33.一种为生成第一视频信号，在显示系统中用的方法，显示系统具有一存储器，为存储图形数据用第一图形屏定义部分，为存储符号数据用第2符号屏定义部分及第3符号集定义部分，所说的方法包括这些步骤：
把所说存储器所说第2和第3部分所存贮的所说符号数据和所说存储器的所说的第1部分中所存贮的所说图形数据之一转换成象素数据；
把所说的象素数据转换成模拟象素信号；及一个象素接一象素在所说模拟象素信号和第2视频信号之间，通过多路转换生成所说的第一视频信号。
34.按照权利要求33，在显示系统中所用的方法，所说的符号数据包括很多字符集，每个所说的字符集定义了很多字符，每个字符由m×n的象素矩阵来定义。
35.按照权利要求34，在显示系统中所用的方法，所说的字符集中有一个是英文字符集。
36.按照权利要求34，在显示系统中所用的方法，所说的字符集中有一个是中文字符集。
37.按照权利要求34，在显示系统中所用的方法，所说的字符集中有一个是阿拉伯文字符集。
38.按照权利要求34，在显示系统中所用的方法，所说的字符集中有一个是日文字符集。
39.按照权利要求33，在显示系统中所用的方法，所说的显示系统是有线电视用户终端的一个子系统。
40.按照权利要求33，在显示系统中所用的方法，所说的符号数据和图形数据中的一个转换成所说的象素数据，是依数据次序执行的。
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