Краткий обзор стандартов VGA

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

В настоящее время VGA-карта является стандартом в области PC. Вряд ли сейчас можно купить компьютер, который не был бы оснащен такой картой. Существует большое разнообразие видеокарт стандарта VGA. Стандарт VGA является базовым для таких стандартов, как Super VGA и HiRes, на его основе разработаны карты-ускорители, например, карты VLB.

Первые VGA-карты были представлены фирмой IBM в 1987 г. Сокращение VGA является аббревиатурой английского термина Video Graphics Array.Фирма IBM разработала этот стандарт для PS/2 — новой модели PC. Первые VGA-карты были 8-разрядными, однако сейчас в основном выпускаются 32- и 64-разрядные карты.

На всех VGA-картах имеется специальный разъем, так называемый Feature Connector, который на этих картах встречаете в двух исполнениях: в виде штекера или в виде разъема типа PAD. Этот 26-контактный разъем обеспечивает полную совместимость с оригинальным разъемом PS/2, но в основном он используется для подключения дополнительных карт обработки сигналов изображения. CGA-карты совместимы снизу-вверх, то есть они способны эмулировать все изданные ранее стандарты от MDA до EGA. Стандартная VGA-карта обеспечивает разрешение 640х480 пикселей с 16 цветами. Однако это неполные данные. На самом деле VGA-карта может поддерживать 256 цветовых оттенков, но это уже зависит от имеющегося объема видеопамяти. Объем видеопамяти 8-разрядной VGA-карты обычно составляет 256 Кб и реализован с помощью восьми микросхем 4464 или в двух 44256, 16-разрядная VGA-карта должна оснащаться объемом памяти не менее 512 Кб.

Super VGA

Для большинства применений разрешение стандарта VGA вполне достаточно. Однако программы, ориентированные на графику, работают значительно лучше и быстрее (бывают случаи, когда они даже не инсталлируются, если установленное разрешение или видеокарта не соответствуют их возможностям), если информационная плотность экрана выше. Для этого необходимо повышать разрешение. Таким образом, стандарт VGA развился в так называемый стандарт Super VGA (SVGA). Стандартное разрешение этого режима оставляет 800х600 пикселей.

Отметим закономерность: при объеме видеопамяти 256 Кб и SVGA-разрешении можно обеспечить только 16 цветов; 512 Кб видеопамяти дают возможность отобразить уже 256 цветовых оттенков при том же разреше-1ии. Карты, имеющие 1 Мб памяти, а это сейчас уже стало обычным явле-1ием, позволяют при этом же разрешении достичь отображения 32768, i5536 (HiColor) или даже 16, 7 млн. (TrueColor) цветовых оттенков.

HiRes VGA

Стандарт HiRes VGA (High Resolution — высокое разрешение) был также разработан фирмой IBM. В режиме 8514/А можно повысить разрешение до 1024х768 пикселей. Имеет ли смысл такое разрешение или нет, зависит от многих факторов, которые будут пояснены ниже.

Обычно при разрешении 1024х768 пикселей ограничена цветовая гамма. Способность монитора или видеокарты поддерживать высокое разрешение существенно влияет на их стоимость, особенно, если речь идет о режимах HiColor или TrueColor. Обычно для стандарта HiRes характерна поддержка 16 или 256 цветов.

Видеоадаптеры EGA и VGA условно делятся на шесть логических блоков, описание которых приведены ниже:

Видеопамять. В видеопамяти размещаются данные, отображаемые адаптером на экране дисплея. Для EGA и VGA видеопамять обычно имеет объем 256 Кбайт, на некоторых моделях SVGA и XGA объем видеопамяти может быть увеличен до 2Мбайт. Видеопамять находится в адресном пространстве процессора, и программы могут непосредственно производить с ней обмен данными. Физически видеопамять разделена на четыре банка, или цветовых слоя, использующих совместное адресное пространство.
Графический контроллер. Посредством его происходит обмен данными между центральным процессором и видеопамятью. Аппаратура графического контроллера позволяет производить над данными, поступающими в видеопамять и расположенными в регистрах-защелках простейшие логические операции.
Последовательный преобразователь. Выбирает из видеопамяти один или несколько байт, преобразует их в поток битов, затем передает их контроллеру атрибутов.
Контроллер ЭЛТ. Контроллер генерирует временные синхросигналы, управляющие ЭЛТ.
Контроллер атрибутов. Преобразует информацию о цветах из формата, в котором она хранится в видеопамяти, в формат, необходимый для ЭЛТ.
Синхронизатор. Управляет всеми временными параметрами видеоадаптера. Синхронизатор также управляет доступом процессора к цветовым слоям видеоадаптера.

Видеопамять адаптеров EGA и VGA разделена на четыре банка, или на четыре цветовых слоя. Эти банки размещаются в одном адресном пространстве таким образом, что по каждому адресу расположено четыре байта (по одному байту в каждом банке). Какой из банков памяти используется для записи или чтения данных процессором, определяется при помощи установки нескольких регистров адаптера. Так как все четыре банка находятся в одном адресном пространстве, то процессор может производить запись во все четыре банка за один цикл записи. Благодаря этому некоторые операции, например, заполнение экрана, происходят с большей скоростью. В том случае, когда запись во все четыре банка не требуется, можно разрешать или запрещать запись во все четыре банка при помощи регистра разрешения записи цветового слоя. Для операции чтения в каждый момент времени может быть разрешен с помощью регистра выбора читаемого цветового слоя только один цветовой слой. В большинстве режимов видеоадаптера видеопамять разделена на несколько страниц. При этом одна из них является активной и отображается на экране. При помощи функций BIOS или программирования регистров видеоадаптера можно переключать активные страницы видеопамяти. Вывод информации может производиться как в активные, так и в неактивные страницы видеопамяти.

В текстовых режимах на экране могут отображаться только текстовые символы. Стандартные текстовые режимы позволяют выводить на экран 25 строк по 40 или 80 символов. Для кодирования каждого знакоместа экрана используется два байта: первый из них содержит ASCII код отображаемого символа, второй — атрибуты символа. ASCII коды символов экрана располагаются в нулевом цветовом слое, а их атрибуты — в первом цветовом слое. Атрибуты определяют цвет символа и цвет фона. Благодаря такому режиму хранения информации достигается значительная экономия памяти.

При отображении символа на экране происходит преобразование его из формата ASCII в двумерный массив пикселей, выводимых на экран. Для этого преобразования используется таблица трансляции символов (таблица знакогенератора). Таблица знакогенератора хранится во втором слое видеопамяти. При непосредственном доступе к видеопамяти нулевой и первый цветовые слои отображаются на общее адресное пространство с чередованием байтов из слоев. Коды символов имеют четные адреса, а их атрибуты — нечетные. При установке текстовых режимов работы видеоадаптеров EGA и VGA BIOS загружает таблицы знакогенератора из ПЗУ во второй цветовой слой видеопамяти. В последствие таблицы используются при отображении символов на экране. Благодаря этому можно легко заменить стандартную таблицу знакогенератора своей собственной. Это широко применяется при русификации компьютеров. EGA и VGA обеспечивают возможность одновременной загрузки соответственно четырех и восьми таблиц знакогенераторов в память. Каждая таблица содержит описание 256 символов. Одновременно активными могут быть одна или две таблицы знакогенератора. Это дает возможность одновременно отображать на экране до 512 символов. При этом один бит из байта атрибутов указывает, какая из активных таблиц знакогенератора используется при отображении данного символа. Номера активных таблиц знакогенератора определяются регистром выбора знакогенератора. EGA поддерживает два размера для матриц символов: 8х8 и 8х14 пикселей. Один из этих наборов символов автоматически загружается BIOS в видеопамять при выборе текстового режима. Так как VGA имеет большую разрешающую способность, то его матрица символа имеет размеры 9х16. На каждый символ отводится 32 байта. Первая таблица имеет в видеопамяти адреса: 0000h — 1FFFh, вторая: 2000h — 3FFFh, восьмая: E000h — FFFFh. Каждый символ, отображаемый на экране в текстовом режиме, определяется не только своим ASCII кодом, но и байтом атрибутов. Атрибуты задают цвет символа, цвет фона, а также некоторые другие параметры. Биты D0 — D2 байта атрибутов задают цвет символа, D4 — D6 цвет фона. Если активной является одна таблица знакогенератора, то D3 используется для управления интенсивностью цвета символа, что позволяет увеличить количество воспроизводимых цветов до 16. Если одновременно определены две таблицы знакогенератора, то D3 задает таблицу знакогенератора, которая будет использована для отображения данного символа.

Бит D7 выполняет две различные функции в зависимости от состояния регистра режима контроллера атрибутов. Данный бит либо управляет интенсивностью цвета фона, увеличивая количество отображаемых цветов до 16, либо разрешением гашения символа, в результате чего символ на экране будет мигать. По умолчанию данный бит управляет разрешением гашения символа.

Режимы 4 и 5. Это режимы низкого разрешения (320х200), используются 4 цвета. Поддерживаются видеоадаптерами CGA, EGA и VGA. У EGA и VGA видеоданные расположены в нулевом цветовом слое, остальные слои не используются. Для совместимости с CGA отображение видеопамяти на экране не является непрерывным: первая половина видеопамяти (начальный адрес В800: 0000) содержит данные относительно всех нечетных линий экрана, а вторая (начальный адрес В800: 2000) — относительно всех четных линий. Каждому пикселу соответствует два бита видеопамяти. За верхний левый пиксел экрана отвечают биты D7 и D6 нулевого байта видеопамяти. В режимах 4 и 5 имеются два набора цветов: стандартный и альтернативный: 00 — черный; 01 — светло-синий (зеленый); 10 — малиновый (красный); 11 — ярко-белый (коричневый).

Режим 6 является режимом наибольшего разрешения для CGA (640х200). Видеоадаптеры EGA и VGA используют для хранения информации только нулевой слой. Как и в режимах 4 и 5 первая половина видеопамяти отвечает за нечетные линии экрана, а вторая половина — за четные. В данном режиме на один пиксель отводится один бит видеопамяти. Если значение бита равно 0, то пиксель имеет черный цвет, а если единице — то белый.

Разрешающая способность в режиме 0Dh составляет 320х200, а в режиме 0Eh 640х200 пикселей. Данный режим поддерживается только видеоадаптерами EGA и VGA. Для хранения видеоданных используются все четыре цветовых слоя. Адресу видеопамяти соответствуют четыре байта, которые вместе определяют восемь пикселей. Каждому пикселю соответствуют четыре бита — по одному из каждого цветового слоя. Четыре бита на пиксель, используемые в данных режимах, позволяют отображать 16 различных цветов. Запись в каждый из этих цветовых слоев можно разрешить или запретить при помощи разрешения записи цветового слоя. Управление доступом к цветовым плоскостям осуществляется при помощи регистров: Адресный регистр графического контроллера, порт вывода для этого регистра 3CEh; биты 0 – 3 содержат адрес регистра, остальные не используются. Регистр цвета: для доступа к этому регистру значение адресного регистра должно быть 00h, адрес порта вывода для этого регистра 3CFh; биты 0 – 3 определяют значение для соответствующей плоскости, остальные не используются. Регистр разрешения цвета: для доступа к этому регистру значение адресного регистра должно быть 01h, адрес порта вывода для этого регистра 3CFh; биты 0 – 3 означают разрешение соответствующего слоя, а остальные не используются. Регистр выбора плоскости для чтения: для доступа к этому регистру значение адресного регистра должно быть 04h, адрес порта вывода для этого регистра 3CFh; биты 0 – 2 содержат номер плоскости для чтения, а остальные не используются.

Графический контроллер осуществляет обмен данными между видеопамятью и процессором. Он может выполнять над данными, поступающими в видеопамять, простейшие логические операции: и, или, исключающие или, циклический сдвиг. Таким образом, видеоадаптер может выполнять часть работы по обработке видеоданных. Хотя процессор может читать данные только из одного цветового слоя, запись данных в регистры-защелки происходит из всех цветовых слоев. Эту особенность можно использовать для быстрого копирования областей экрана. Во время цикла чтения данных из видеопамяти, графический контроллер может выполнять операцию сравнения цветов. В отличие от обычной операции чтения, когда читается только один цветовой слой, при операции сравнения цветов графический контроллер имеет доступ ко всем четырем слоям одновременно. В случае совпадения вырабатывается определенный сигнал.

Последовательный преобразователь — это устройство запоминает данные, читаемые из видеопамяти в течение цикла регенерации, преобразует их в последовательный поток бит, а затем передает их контроллеру атрибутов.

Контроллер атрибутов в графических режимах управляет цветами. Значениям цветовых атрибутов ставится в соответствие определенный цвет при помощи таблицы цветовой палитры. Эта таблица ставит в соответствие четырем битам из видеопамяти шесть битов цветовой информации. Для EGA эта информация поступает непосредственно на дисплей, а для VGA — преобразуется в соответствии с таблицей цветов тремя ЦАП в RGB-сигнал и передается на дисплей. Контроллер ЭЛТ выполняет следующие функции: вырабатывает сигналы управления работой ЭЛТ, определяет формат экрана и символов текста, определяет форму курсора, управляет световым пером, управляет скроллингом содержимого экрана. Синхронизатор управляет всеми временными параметрами видеоадаптера.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 Следующая ⇒