Быстрый поиск

Реферат: Адаптер VGA. Организация и работа

Символьныережимы CGA.

Символьный режим функционированияCGA устанавливается по умолчанию. В этом режиме функционирование CGA напоминает MDA.Главнымотличием этих двух адаптеров является то, что второй был создан для работыс нестандартными вертикальными и горизонтальными частотами,обеспечивая более четкое изображение. CGA же использует стандартные частоты - те, что используются композиционными дисплеями. Это дает возможность быть совместимым с большим семейством мониторов, но в то же времяуменьшает качество изображения.

Для того, чтобы обеспечить функционирование с 15,525 КГц горизонтальной частоты и 60Гц вертикальной, CGA разделил дисплей на матрицу в 640 горизонтальных пикселей и 200 вертикальных. Для того чтобы расположить 2000 символов на экране размером 80 х 25 символов - в формате MDA- используются

ячейки 8 х 8 пикселей.

16Кб памяти CGA позволяют работать с 4 страницами текста. Обычно в текстовом режиме используется единственная страница - первая. Остальные доступныпрограммам и пользователю через BIOS и через регистр режима CGA.

Качество символов CGA.

В системахCGA каждый символ располагаетсяв матрице 7 х

7. Одна точка зарезервирована для подстрочного элемента и еще одна - для разделения. Очевидно, что подстрочный элемент имеет протяженность на все изображение,что позволяет избежать использования дополнительных линийдля разделения строктекста.Использование меньшего количества точек при изображении символаозначает, чтоего изображение будет иметь более грубую и менее приятную формупо сравнению с MDA.

Цвета символов.

В любом текстовом режиме IBM, используя атрибуты, можно работать с 16-цветовой палитрой. Любой символ текста может быть изображен любым из 16 цветов.

Фон символа - точки, входящие в матрицу символа 8 х 8 и не участвующие в формировании формы символа - может также иметьодин из16 цветов, но с одним ограничением. В режиме, устанавливаемом по умолчанию,для фона можноиспользовать 8 цветов, потому что бит в байте параметров, устанавливающий яркость илиинтенсивность фоновогоцвета, предназначается для другой цели. Он используется длязадания режимамерцания символа.

Специальный регистр CGA изменяет назначение этого бита. Загружая определенныезначения в этот регистр, пользователь или программамогут выбиратьмежду использованием мерцания или изображением цвета фона сповышенной интенсивностью. Однако этот регистр управляет всем текстом экрана, поэтому невозможно одновременноиспользовать и мерцающие символы и повышенную интенсивность цветового фона.

CGA требует от программистов прямого обращения к этому регистру. Более усовершенствованные адаптерыIBM используют дополнительную программу BIOSдля реализации этой функции.

Улучшенный графическийадаптер.

К 1984 году недостатки CGA сталиочевидными. Этовыявилось благодаря широкому его распространению. Тяжело читаемый тексти грубая графика портили зрение лучше всякого другого приспособления.

Как ответ на заслуженную критику, появился улучшенный графический адаптер- EGA. Улучшение было многосторонним: возросшая разрешающаяспособность, возможность обеспечивать графический режим монохромных экранов, в том числе любимых IBM зеленых дисплеев.

Разрешающая способность EGA.

Самое существенное изменение хорошо заметно по рисуемому изображению. Разрешающая способность была увеличена до 640 х 350 пикселей.Ячейкисимволов имеютразмер 8 х 14.И хотя такаяячейка на одну точку уже, чем поддерживаемая MDA, символ формируется той же матрицей 7 х 9. Но более важным являлось то, что было выделено достаточноместа для подстрочного и надстрочного пространства. Благодаря этому смежные ряды несливались и цветное изображениетекставоспринималось

такжехорошо,как и монохромное.

Разрешающая способность 640 х 350 обеспечивалось вграфическом режиме. Этот адаптер мог также поддерживать все графические режимы предыдущих адаптеровIBM. Это означает, что EGA способен обеспечить все режимы устаревшего CGA.

Частоты EGA.

Для того, чтобы обеспечить передачу зрительной информации, согласностандарту EGA, необходимо использоватьсигнал с более широкой полосой частот, увеличив его диапазондо более высокой частоты. Вместо 15,525 КГц CGA, EGA увеличил горизонтальную частоту сканирования до 22,2 КГц. Вертикальная частота сканирования ( частота кадров) приблизительно равна 60 Гц. Из-за использования более высокой частоты стандарт EGA несовместим с устройствами, созданными по стандарту NTSC.В эту группу устройств входят и телевизоры. Требуется специальные дисплеи EGA.

Цвета EGA.

Возможности стандарта EGAпо формированию цветной гаммы существенно возросли.Посредством изменения интерфейса адаптер -дисплей, реализуемая палитра EGA была расширена до 64 оттенков (считая черный и различные оттенки серого, как отдельные цвета). Кроме того,благодаря наличию большого ресурса памятистандарт EGA способен поддерживать более широкую палитру цветов сболее высоким уровнем разрешающей способности. В режиме с максимальной разрешаемойспособностью и полным использованиемресурсапамяти,EGA в состоянииодновременно формировать изображение в 16цветовых оттенках выбранных из 64 цветной палитры на экране в 640 х 350 пикселей.

VideoGraphics Array - VGA

Весь процесс разработки IBM дисплеев для своих персональных компьютеров поддается и не поддается логическомуобъяснению. С одной стороны, некоторые видеосистемы IBM для отдельныхприменений подходили лучше других. Но с другой отказ от узкой специализации на отдельное видеоустройство дает возможность настроитьадаптер на разные типы дисплеев, что открывает огромный рынок длядополнительной видеопродукции, поступающей от независимых поставщиков, чтообеспечивает в свою очередь расширение снабжения рынка. При переходек новому видеостандарту адаптерная платаможет быть легко заменена другой. С другойстороны, объединение дисплея и адаптера поддается логическому обоснованию также.

КомпьютерыPortable, такие, как PC Portable (которые не содержат на своей системной плате дисплейнуюсистему) и переносные компьютеры Convertible (содержащие ее там) требуют полной интеграции дисплея и центрального блока для увеличения транспортабельности переносных компьютеров. Такойподход имеетпреимущество простоты сборки системы. Система поступает в виде одного большого блока и не нужно задумываться, как собрать систему из составляющих. Болеетого, такой способ реализации видеосистемы чаще всего обходится дешевле,потому что не требует устанавливать платы расширения, интерфейсные цепи и взымать деньгиза дополнительные разработки. Для снижениястоимости PCjr в этой модели IBM сначала использовала видеосистему,реализуемую на системной плате.

Промежуточным вариантом является реализация видеосистемы на базе платырасширения, чьястоимость входит в стоимость системы. Большинство персональных компьютеров продается по такойметодике.

Разрешающая способностьVGA в графическом режиме

Точно так же, как и в предыдущие системы, VGA обеспечивают различные уровни разрешающей способности в различных режимахфункционирования. Но VGA обеспечивает гораздо большее количество режимов. Их общее число равно 17. Однако вграфическом и текстовом режимах достигаются отличающиесяуровни разрешающей способности.

В графических режимах при формировании растрового цветного изображения достигаетсяразрешающая способность 640 х 480 пикселей. При этом формируется 16 цветов выбранных из палитры в 256. Такой же уровень разрешающей способности обеспечивается и для монохромного изображения.

Переход кстандарту 640 х480 пикселей от стандарта EGA ( 640x 350 )позволил улучшить точность изображения. Стандарт VGA позволяет создать изображение болееточное с использованием большей гаммы цветов.

Для программистов, разрабатывающих графику, отношение числа горизонтальных пикселей к вертикальному равное 4:3, является благоприятствующим фактором, потому что оно равно отношению сторон экрана большинства мониторов.

Цвета VGA

Новый стандарт способен поддерживать 256различных цветов одновременно. Цвета выбираются из палитры 262144оттенка. Вэтом режиме, разрешающая способность ограничена уровнем 320 х 200пикселей. Эта разрешающая способность CGA, работающего в режиме со средней разрешающей способностью, но последний может работать одновременно с четырьмя цветами, выбранными изпалитрыв шестнадцать цветов.

Электронно - лучевая трубка.

Электронно- лучевая трубка ( ЭЛТ) состоит из электронной пушки длямонохромного дисплея или 3 пушек для цветного, отклоняющей системы и экрана, покрытого слоем люминофора. Все эти устройства помещеныв вакуумный балон. Электронная пушка служитисточником электронов, направляемых припомощи

отклоняющей системы в нужную частьэкрана, где электроны взаимодействуют с покрытием экрана, врезультате чегоиспускается свет.След отлуча наэкране называется растр. Изображение на ЭЛТ формируется за счет пробега луча электронов слева на право по горизонтальным линиям экрана. Луч электронов начинает пробегать по экрану с левого верхнего угла до правого верхнего угла. Когда луч доходит до правой стороны, он гасится и перемещается на следующую горизонтальную линию,находящуюся подпредыдущей. После того, как лучпробе-

жит по всему экрану, он гасится и перемещается в левый верхний угол.

Видеопамять.

Видеопамять VGA разделенана 4 банка или цветовых слоя. Все банки находятся водном адресномпространстве таким образом, что покаждомуадресу размещается 4 байта – поодному байту из каждого банка. В текстовых режимах в первомцветовом слое размещаются ASCII-коды отображаемых символов, во втором - атрибуты символов,в третьем - знакогенератор. В графических режимах организация памяти зависит от режима.

ВНЕШНИЕРЕГИСТРЫ.

Эти регистры называют внешними, так как в видеоадаптере EGA они не принадлежат центральной микросхеме, содержащий остальные контроллеры. В видеоадаптере VGA эти регистры находятся на одной микросхеме, но по традиции их называют "внешними".

адрес

м.р.| адрес | название регистра |

| ц.р. | |3C2

3CC(w) | Регистр определенияразличных режимов |

(r) | работы |3C2| Регистр состояния 0( для чтения ) |3BA

3CA| 3DA | Регистр управления дополнительным |

(r) | устройством |3BA| 3DA | Регистр состояния 1( для чтения ) |3C3

======| Регистр разрешения работ |

==================================================Регистр определения различныхрежимовработы

X----- |----- |---- Выбор адресов

||||ввода/вывода

|||-------- Разрешениедоступак

|||видеопамяти

||-------------- Выбор частоты

|------------------------ Бит четной/нечетной

|страницы

------------------------------ Скорость сканирования

D7,D6 скорость сканирования 0 0 не используется 0 1 350 линий

1 0 400 линий

1 1 480 линий

D5 используется врежимах, которые передают четные адреса в 0 цветовой слой, а нечетные - в1. Данный бит выбирает одну из двух 64 Кбайтных страниц видеопамяти.

D3,D2 управляют тактовой частотой 0 0 640 ( 320 ) столбцов 0 1 720 столбцов

1 0 внешний генератор

1 1 зарезервировано

D1если бит равен 0, то запрещен доступ к видеопамяти для операций чтения и записи. Циклы регенерации выполняются.

D0если бит равен 0, то происходитвыбор адресногопространства монохромного режима ( 3Bx ), иначе адресноепространство цветного режима ( 3Dx).

Регистр управления дополнительным устройством

XXXX0XXXРегистр состояния 0

XXXXXX|-------------------- Тип дисплея

-------------------------------- Бит прерывания от ЭЛТ

D4бит устанавливается в 1, когда произошло прерывание по IRQ2 из-за обратного вертикального хода луча.

D7 для определения типа дисплея (цветнойили монохромный )

Регистр состояния 1

XXXX----- |---- Бит разрешения

||отображения

|---------------- Бит обратного вертикаль-

|ного хода луча

---------------------- Диагностические биты

D5,D4 применяются для получения 2 из 8 цветовых сигналов, вырабатываемых контроллером атрибутоввидеоадаптера VGA.

D3бит принимает значение 1 в течение обратного вертикального хода луча.

D0бит равен 0 во время любого обратного хода луча.

Регистр разрешения работ

XXXXXXX---- Бит разрешение доступа

D0 если бит разрешения доступа равен 0, то запрещен доступ к видеопамяти и портам ввода/вывода кроме данного регистра.

РЕГИСТРЫ СИНХРОНИЗАТОРА.

Синхpонизатоp упpавляет всеми вpеменными паpаметpами видеоадаптеpа и pазpешением ( запpещением ) доступа к отдельным цветовым слоям. Доступ к pегистpам пpоизводится чеpез индексный поpт с адpесом 3C4h и чеpезпоpт данных с адpесом 3C5h.

|индексназвание регистра ||00Регистр сброса синхронизатора ||01Регистр режима синхронизации ||02Регистр разрешениязаписи цветового слоя ||03Регистр выбора знакогенератора ||

=04

======= Регистр определения структуры памяти | ===============================================Регистрсброса синхронизатора|X |X |X |X | X |X | | ||--

----- Бит асинхpонного сбpоса

--- Бит синхpонного сбpоса D0 пpи записи в этот бит 0 пpоисходит немедленный сбpос и остановка синхpонизатоpа. Пpи этом могут быть потеpяны видеоданные.

D1 аналогично D0, но синхpонизатоp останавливается и сбpасывается в конце исполняемого цикла.

Регистр режима синхронизации

XXXXXX|---- Шиpина символов

------------------------ Бит доступа пpоцессоpа

D0бит задает шиpину символов в текстовых монохpомных pежимахс pазpешением 720 пикселов погоpизонтали. Если бит pавен 0, тошиpина матpицы символов - 9 пикселов, иначе 8 пикселов.

D1 если бит pавен1, то пpоцессоp получает монополию на доступ к видеопамяти ( экpан пpи этомгаснет ).

Регистр разрешения записи цветовогослоя

XXXX|| |---- 0 цветовойслой

|| -------- 1 цветовойслой

|------------ 2 цветовойслой

---------------- 3 цветовойслой

D0,D1,D2,D3 если бит pавен1, то можно записыватьданные в соответствующий цветовой слой.

Регистр выборазнакогенератора

XX|| ----- -----

|| | ---- Выбоp таблицы

|| | знакогенеpатоpа ( D3= 0 )

|| ------------ Выбоp таблицы

|| знакогенеpатоpа ( D3= 1 )

|------------------ Выбоp таблицы

| знакогенеpатоpа ( D3= 0 )

---------------------- Выбоp таблицы

знакогенеpатоpа ( D3= 1 )

Регистp используется для выводасимвола на экpан для адаптеpов VGA 8 таблиц знакогенератора. Одновременно могут использоваться 1 или 2 таблицы. Бит D3 байта атрибутов определяет, какаятаблицабудет использована:

D5 D3D2 ( D3 = 1 )

D4 D1D0 ( D3 = 0 )

0001

0012

0103

0114

1005

1016

1107

1118

Если нужна только1 активная таблица, то значение битов D5, D3, D2 и D4, D1, D0 должны совпадать.

Регистр определения структуры памяти

XXXXXX0------------ Доступ к четным/нечетным

адресам

Если D2 содержит 0, то доступ по четным адресам происходит к0 цветовому слою, а по нечетным- к первому.

РЕГИСТРЫГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЛЕРА.

Графический контроллер поддерживает обмен данными между процессором и видеопамятью. Графический контроллер содержит 9 регистров. Обращение к ним происходит черезиндексный порт с адресом 3CEh и портданных с адресом 3CFh.

=========================================================

| индекс | название регистра |

=========================================================

| 00 | Регистр установки/сброса |

|01| Регистрразрешенияустановки/сброса||02| Регистрсравнения цветов ||03| Регистрциклического сдвига и выборафункции ||04| Регистрвыбора читаемого слоя ||05| Регистррежима работы ||06| Регистрразличногоназначения ||07| Регистрмаскирования цветовых слоев||

==08

=====| Регистр

=========битовой маски |

=====================================Регистр установки/сброса

------------- || |---- Данные, записываемые в

||| |0 цветовойслой

||| -------- Данные, записываемые в

|||1 цветовойслой

||------------ Данные, записываемые в

||2 цветовойслой

|---------------- Данные, записываемые в

|3 цветовойслой