Устройство стандартного видеоадаптера

Видеоадаптеры EGA и VGA можно условно разделить на шесть логических блоков:

Видеопамять. В видеопамяти размещаются данные, отображаемые адаптером на экране дисплея. Для видеоадаптеров EGA и VGA видеопамять, как правило, имеет объем 256К байт. На некоторых моделях Super VGA и XGA объем видеопамяти может быть увеличен до 1М байт. Видеопамять находится в адресном пространстве процессора, и программы могут непосредственно производить с ней обмен данными. Физически видеопамять разделена на четыре банка или цветовых слоя, разделяющих единое адресное пространство.

Графический контроллер. Посредством его происходит обмен данными между центральным процессором компьютера и видеопамятью. Аппаратура графического контроллера позволяет производить над данными, поступающими в видеопамять, и над данными, расположенными в регистрах-защелках (регистры-защелки описаны ниже), простейшие логические операции (И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, циклический сдвиг).

Последовательный преобразователь. Выбирает из видеопамяти один или несколько байт, преобразует их в последовательный поток битов и затем передает контроллеру атрибутов.

Контроллер ЭЛТ. Генерирует временные синхросигналы, управляющие ЭЛТ.

Контроллер атрибутов. Преобразует информацию о цветах из формата, в котором она хранится в видеопамяти, в формат, необходимый для ЭЛТ. Преобразование цветов осуществляется в соответствии с таблицей цветовой палитры (Color Look-up Table). Модифицируя таблицу цветовой палитры, можно выбирать 16 цветов, поддерживаемых видеоадаптером EGA из 64 цветов, которые может отображать цветной улучшенный дисплей.

Синхронизатор. Управляет всеми временными параметрами видеоадаптера. Синхронизатор также управляет доступом процессора к цветовым слоям видеоадаптера.

На рисунке 9.1 представлена структурная схема видеоадаптеров EGA и VGA, отображающая связи между их основными логическими блоками.

Рисунок 9.1 — Структурная схема видеоадаптеров EGA/VGA

Современный видеоадаптер (графический чипсет) включает следующие основные компоненты:

• BIOS;

• 2D-ускоритель;

• блок обработки (ускоритель) 3D-графики;

• блок обработки видеосигналов;

• контроллер памяти;

• видеопамять;

• интерфейс шины AGP;

• интерфейс внешнего порта ввода-вывода;

• цифроаналоговый преобразователь RAMDAC.

В качестве дополнительных компонентов на видеокарте могут присутствовать формирователь телевизионного сигнала с выходным разъемом (TV-Out), блок обработки (ускоритель) сигналов телевидения высокой четкости (HDTV), блок обработки DVD, цифровой выход для ЖК-мониторов (DVI), телевизионный тюнер.

На рисунках 9.2, а и 9.2, б изображены блок-схемы ядер фирмы Geforce.

a

б

Рисунок 9.2 — Блок-схемы ядер:

a — Geforce 4(NV25); б — Geforce 4 MX(NV17)

Особенности работы видеоадаптера

Прежде чем стать изображением на мониторе, двоичные цифровые данные обрабатываются центральным процессором, затем через шину данных направляются в видеоадаптер, где они обрабатываются и преобразуются в аналоговые данные, и уже после этого направляются в монитор и формируют изображение. В видеоадаптере данные в цифровом виде из шины попадают в видеопроцессор, где они начинают обрабатываться. После этого обработанные цифровые данные направляются в видеопамять, где создается образ изображения, которое должно быть выведено на дисплее. Затем, все еще в цифровом формате, данные, образующие образ, передаются в RAMDAC, где они конвертируются в аналоговый вид, после чего передаются в монитор, на котором выводится требуемое изображение.

Таким образом, почти на всем пути следования цифровых данных над ними производятся различные операции преобразования, сжатия и хранения. Оптимизируя эти операции, можно добиться повышения производительности всей видеосистемы. Лишь последний отрезок пути, от RAMDAC до монитора, когда данные имеют аналоговый вид, их нельзя оптимизировать.