Структура и назначение блоков типового видеоадаптера

Видеосистема -аппаратные средства отображения визуальной информации (монитор или дисплей), а также совокупность аппаратных и программных интерфейсных средств подключения монитора к компьютеру. Интерфейсные средства подключения обычно называются видеоадаптерами. Видеоадаптеры, размещенные на отдельных платах, вставляемых в специальные разъемы (слоты) на системных платах носят название видеокарт.

Вообще говоря, видеокарту можно рассматривать как состоящую из четырех основных частей:

- видеопамяти;

- видеоконтроллера;

- цифро-аналогового преобразователя (ЦАП);

- ROM видео.

В видеоадаптер включают видеоконтроллер, а также внутреннюю оперативную видеопамять достаточного объема (до 128 Мбайт), что позволяет свести обмен информацией между видеосистемой и CPU, а также основной памятью, до минимума.

Видеопамять в первую очередь необходима для хранения массива кодов, отображающих изображение, выводимое на экран дисплея. От ее объема напрямую зависит качество выводимого изображения.

Основная роль видеоконтроллера заключается в организации вывода изображения из видеопамяти на дисплей, обновления содержимого видеопамяти, формирования сигналов горизонтальной и вертикальной разверток монитора, и обработки запросов CPU, который задает поток информации для вывода на дисплей. Мощные видеоконтроллеры современных компьютеров осуществляют к тому же создание и смешивание нескольких потоков графической информации.

Видеоконтроллеры с потоковой обработкой информации и осуществляющие аппаратную поддержку некоторых типовых функций называют часто акселераторами (ускорителями) или видеопроцессорами, если они могут подключаться к шине компьютера и имеют доступ к его оперативной памяти. Как акселераторы, так и видеопроцессоры служат для разгрузки CPU от типовых операций по формированию изображений.

ЦАП служит для преобразования потока цифровых данных, который формируется видеоконтроллером, в аналоговые уровни интенсивности цвета, подаваемые непосредственно на дисплей. Большинство ЦАП имеют 3 канала основных цветов: красный (Red), синий (Blue)и зеленый (Green) по 256 уровней яркости каждого цвета. Обычно ЦАП формируется на одном кристалле с видеоконтроллером.

На видеокарте, в специальной микросхеме стали размещать и местный ROM – видео, который содержит набор подпрограмм, предназначенных для реализации основных функций видеосистемы, например, решения задач вывода изображения на экран монитора, экранные шрифты, служебные таблицы и.т.п. Этот набор подпрограмм часто называют расширением базовой системы ввода/вывода ( BIOS extension ). Следует также заметить, что ROM-видео является необходимым только для первоначального запуска видеоадаптера и работы в режиме MS DOS. Операционные системы с графическим интерфейсом, например Windows, не используют ROM-видео для управления видеоадаптером.

Видеоадаптеры современных компьютеров, по сложности не уступают ЦП. Заметим, кстати, что в современных видеоадаптерах используются специальные наборы микросхем - локальные графические НМЛ (видеочипсеты).

Структурная схема видеосистемы.

Контроллер монитора -управление согласованием последовательного считывания (сканирования) элементов информации, находящихся в ячейках видеопамяти, с работой блока синхронизации электронного луча монитора.

Блок интерфейса монитора формирует выходные сигналы, поступающие непосредственно на вход монитора. Кроме того, этот интерфейс формирует видеосигналы при подключению к компьютеру телевизионных, или DVD-видеоканалов.

Видеопамять – это специальная область памяти, из которой контроллер монитора организует циклическое чтение для регенерации изображения на экране. Часть видеопамяти, используемая для хранения цифрового изображения экрана, называется кадровым буфером (frame buffer). Остальная часть используется для работы видеопроцессора, а также для хранения других данных, например, загружаемых национальных шрифтов.

В текстовом режиме каждому знакоместу экрана дисплея соответствует одно слово видеопамяти, расположенное по четному адресу (чтобы была возможность всегда выбирать его за одно обращение к памяти). При этом младший байт слова (байт с четным адресом) содержит ASCII код символа, а старший байт – его атрибуты (цвет символа, его мигание, цвет фона знакоместа).

Видеопамять физически обычно реализуется в отдельных микросхемах, установленных на плате видеоадаптера.

Контроллер атрибутов представляет собой устройство, управляющее трактовкой цифровой информации, хранящейся в видеопамяти. В текстовом режиме он обрабатывает информацию, которая содержится в байте атрибутов знакоместа (цвет символа и цвет фона знакоместа, мерцание символа, повышения его яркости). В графическом режиме исходной информацией для него является число бит, выделенных в видеопамяти на один пиксел.

Регистры контроллера атрибутов, которые часто называют регистрами палитр, необходимы для преобразования цветов, закодированных битами видеопамяти, в реальные цвета на экране. Цифроаналоговые преобразователи служат для непосредственного преобразования кодов цветов в аналоговые сигналы интенсивности соответствующего цвета.

Внутренняя шина видеоадаптера предназначена для высокопроизводительного обмена данными между видеопамятью, графическим акселератором и внешним интерфейсом.

Блок внешнего интерфейса связывает видеоадаптер с шиной системной платы, по которой он обменивается информацией через «южный» мост чипсета с центральным процессором и основной системной памятью.

Видеопроцессор (графический процессор, акселератор) – представляет собой устройство управления обработкой 2D и 3D изображений, которое расположено на самой видеокарте, и, в некоторой степени, автономно функционирующее независимо от центрального процессора (CPU) компьютера. Его основное назначение – разгрузить CPU от тех функций видеоадаптера, которые могут быть реализованы, не выходя на системную шину. Например, построение графических примитивов (таких как линии, треугольники, прямоугольники, окружности и т.п.), их закраска, перенос фрагмента растра (окна) из одной области экрана в другую.

Дата добавления: 2015-10-26