Реферат по темі:
Принцип роботи відеоадаптера
Введення
Перш, ніж стати зображенням на моніторі, двійкові цифрові дані обробляються центральним процесором, потім через шину даних направляються в відеоадаптер, де вони обробляються і перетворюються в аналогові дані і вже після цього направляються в монітор і формують зображення. Спочатку дані в цифровому вигляді з шини потрапляють в відеопроцесор, де вони починають оброблятися. Після цього оброблені цифрові дані направляються в відеопам'ять, де створюється образ зображення, яке повинно бути виведено на дисплеї. Потім, все ще в цифровому форматі, дані, що утворюють образ, передаються в RAMDAC, де вони конвертуються в аналоговий вигляд, після чого передаються в монітор, на якому виводиться потрібне зображення.
Таким чином, майже на всьому шляху проходження цифрових даних над ними виробляються різні операції перетворення, стискання та зберігання. Оптимізуючи ці операції, можна домогтися підвищення продуктивності всієї відеопідсистеми. Лише останній відрізок шляху, від RAMDAC до монітора, коли дані мають аналоговий вид, не можна оптимізувати.
Розглянемо докладніше етапи проходження даних від центрального процесора системи до монітора.
1. Швидкість обмін даними між CPU і графічним процесором безпосередньо залежить від частоти, на якій працює шина, через яку передаються дані. Робоча частота шини залежить від чіпсета материнської плати. Для відеоадаптерів оптимальними за швидкістю є шина PCI і AGP. При існуючих версіях чіпсетів шина PCI може мати робочі частоти від 25Mhz до 66MHz, іноді до 83Mhz (зазвичай 33MHz), а шина AGP працює на частотах 66MHz і 133MHz.
Чим вище робоча частота шини, тим швидше дані від центрального процесора системи дійдуть до графічного процесора відеоадаптера.
2. Ключовий момент, що впливає на продуктивність відеопідсистеми, поза залежністю від специфічних функцій різних графічних процесорів, це передача цифрових даних, оброблених графічним процесором, у відеопам'ять, а звідти в RAMDAC. Найвужче місце будь-якої відеокарти - це відеопам'ять, яка безперервно обслуговує два головних пристрої відеоадаптера, графічний процесор і RAMDAC, які вічно перевантажені роботою. У будь-який момент, коли на екрані монітора відбуваються зміни (іноді вони відбуваються в безперервному режимі, наприклад рух покажчика миші, миготіння курсору в редакторі і т.д.), графічний процесор звертається до відеопам'яті. У той же час, RAMDAC повинен безперервно зчитувати дані з відеопам'яті, щоб зображення не пропадало з екрану монітора. Тому, щоб збільшити продуктивність відеопам'яті, виробники застосовують різні технічні рішення. Наприклад, використовують різні типи пам'яті, з покращеними властивостями і просунутими можливостями, наприклад VRAM, WRAM, MDRAM, SGRAM, або збільшують ширину шини даних, за якої графічний процесор або RAMDAC обмінюються інформацією з відеопам'ять, використовуючи 32 розрядну, 64 розрядну або 128 розрядну відеошіну.
Чим більше висока роздільна здатність екрану використовується і чим більше глибина представлення кольору, тим більше даних потрібно передати з графічного процесора в відеопам'ять і тим швидше дані повинні зчитуватися RAMDAC для передачі аналогового сигналу в монітор. Неважко помітити, що для нормальної роботи відеопам'ять повинна бути постійно доступна для графічного процесора і RAMDAC, які повинні постійно здійснювати читання і запис.
У нормальних умовах доступ RAMDAC до відеопам'яті на максимальній частоті можливий лише після того, як графічний процесор завершить звернення до пам'яті (операцію читання чи запису), тобто RAMDAC змушений чекати, коли настане його чергу звернутися із запитом до відеопам'яті для читання і навпаки.
Архітектура найпростіших відеоадаптерів
АРХІТЕКТУРА Відеоадаптер CGA
Відеоадаптер побудований на основі мікросхеми Motorola 6845 або її аналога. Мікросхема містить контролер ЕЛТ, керуючий форматом екрану, курсором, світловим пером і колірними характеристиками зображення. Адаптер CGA має 16Кбайтам відеопам'яті, пам'ять доступна процесору c адреси B800: 0000h. У деяких режимах пам'ять розділена на кілька сторінок.
в текстовому режимі, відображувана інформація записується у вигляді багатобайтових слів. Молодше слово містить ASCII код символу, старше - атрибути:
В· біт 7 - миготіння символу або інтенсивність фону,
В· 6 .. 4 - колір фону,
В· 3 - інтенсивність символу,
В· 2 .. 0 - колір символу.
Кожному слову відповідає певна позиція на екрані. При формуванні зображення вміст відеопам'яті зчитується і перетворюється знакогенератора в двовимірний графічний еквівалент символу. Таблиці знакогенератора недоступні процесору.
в графічному режимі у відеопам'яті зберігається інформація про кожному пікселі зображення. Інформація і вмісті рядків з парними і непарними номерами зберігається в різних областях пам'яті (парні рядки з адреси B800: 0000h, непарні - B800: 2000h).
У режимах 4 і 5 (320 * 200) на одну точку відводиться два біти. У режимі 6 (640 * 200) - один; лівому верхньому куту відповідають старші біти молодшого байта області відеопам'яті.
В адаптері "HERCULES" відеопам'ять, в графічному режимі 720 * 348, поділена на чотири частини. Рядки зображення послідовно чергуючись вибираються з областей пам'яті: B800: 0000h, B800: 2000h, B800: 4000h, B800: 6000h.
АРХІТЕКТУРА Відеоадаптер EGA І VGA.
Умовно в структурі відеоадпреров можна виділити шість блоків:
1 Відеопам'ять. Розмір відеопам'яті може досягати 256Кбайт і більше. Фізично пам'ять складається з чотирьох блоків, званих ШАРАМИ. Шари пам'яті з точки зору процесора розташовуються в одному і тому ж адресному просторі.
2 Графічний контролер. Забезпечує зв'язок процесора з шарами відеопам'яті. Може виконувати над надійшли даними операції І, АБО, іскл., ЦІКЛ.СДВІГ. Операція виконується над надійшли байтом і регістрами-засувками, що зберігають результат останнього звернення до буферу.
3 Послідовний перетворювач. Формує потік бітів для відображення на екрані ЕПТ.
4 Контролер ЕПТ. Генерує сигнали управління ЕПТ, формує курсор, обслуговує світлове перо і здійснює вертикальну згортку (скролінг) вмісту екрану.
5 Контролер атрибутів. Управляє кольором. Значенням колірних атрибутів ставиться в відповідність певний колір за допомогою таблиці кольорової палітри (Color Lock-up Table). В адаптері VGA по значенню кольору далі вибирається один з регістрів цифроаналогові перетворювача, який і формує аналоговий RGB сигнал.
6 Синхронізатор. Здійснює синхронізацію роботи пристроїв відеоадаптера і управляє безпосередній записом інформації в колірні шари.
Структура відеопам'яті
в текстовому режимі для кодування символу використовуються два байти. ASCII код символу розташовується в нульовому колірному шарі, його атрибути - в першому. Таблиця знакогенератора зберігається в другому колірному шарі. При безпосередньому доступі до пам'яті байти нульового і першого колірних шарів чергуються в адресному просторі, що забезпечує сумісність з CGA.
Розмір другий колірного шару дозволяє завантажити відразу кілька таблиць знакогенератора. Активними можуть бути одночасно дві таблиці, що дозволяє відображати 512 різних символу. Поточна таблиця визначається одним з бітів атрибутів символу. Для опису одного символу відводиться 32 байта таблиці знакогенератора.
Формат байта атрибутів символу, в цілому, співпадає з форматом, прийнятим для CGA, але біт 3 може використовуватися для вказівки однієї з двох активних таблиць знакогенератора.
в графічному режимі використання шарів залежить від ...
