Лекция 6 Интерфейси и адаптери

Лекция 6. Интерфейси и дисплей адаптери

Литература: 1. Кука. M. IBMPC хардуер. Петър, 2005, стр. 510-545.

1.1. Общи характеристики на дисплейните интерфейси.

f MHz

1.2. Дискретен интерфейсRGBTTL

Монитор за включване/изключване

Яркост

Цветните монитори от класCDDisplay)имаха един сигнал за включване на всеки лъч и общ усилващ сигнал. Така беше възможно да се зададат 4 2 =16 цвята.

G монитор

аз

Следващият клас, подобрен цветен дисплейECD(EnhancedColorDisplay)имаше дискретен интерфейс с два сигнала на основен цвят. Сигналите позволяват да се зададе една от четири градации на интензитета; общият брой достигнати кодирани цветове (2 2 ) 3 =2 6 = 64.

2 – два сигнала на канал;

Сигналите RED, GREEN, BLUE и Red, Green, Blue означават съответно най-значимите и най-малко значимите битове на основните цветове.

R, r

G,g Монитор

Б,б

Хоризонталната и кадрова синхронизация на монитора се осъществява чрез H.Sync и V.Sync сигнали. (Хоризонтална, Вертикална синхронизация)

1.3. Аналогов интерфейсRGB

Поради ограничените възможности за цветопредаване на дискретния интерфейс, беше необходимо да се премине към аналогов интерфейс, прехвърляйки цифрово-аналоговите преобразуватели на базовите цветни сигнали от монитора към графичния адаптер. Този интерфейс, с 8-битови ЦАП за всеки цвят, в момента може да изведе 16,7 милиона цвята(ИстинскиЦвят).Този интерфейс се наричаRGBAnalog,в който основните цветове се предават от аналогови сигнали с отделни обратни линии по усукани двойки.

8-битов DAC

ЖАналогов монитор

синален

8-битов DAC

B OS

Идентификация на монитора

Управление Int

ParDDC

Черният цвят съответства на нулев потенциал на линиите на всички цветове, пълната яркост на всеки цвят съответства на нивото от +0,7 V. Сигналите за управление, състояние и синхронизация се предават чрез TTL сигнали. модерни монитори.

В допълнение към предаването на изображения, интерфейсът предава информация, необходима за автоматизиране на координацията на параметрите и режимите на монитора и компютъра. „Интересите“ на компютъра са представени от адаптера на дисплея, към който е свързан мониторът. Той осигурява идентификацията на монитора, необходима за RnR и управление на мощността на монитора.

За най-простатаидентификацияв интерфейса бяха въведени три логически сигнала ID0-ID2, чрез които адаптерът можеше да определи типа на свързания IBM монитор. От страна на монитора, тези линии бяха или свързани към GND шината, или оставени несвързани. От тази система за идентификация обаче е използван само ID1 сигналът, който определя връзката на монохромен монитор. Монохромният монитор може да бъде разпознат от адаптера по друг начин - по липсата на натоварване на червените и сините линии.

Паралелната идентификация на мониторите е заменена със серийната чрез канала за цифров интерфейсVESADDC(Display Data Channel).

Този канал е базиран на PC интерфейс (DDC2B) илиACCESS.Bus(DDC2AB), които използват само два TTL сигнала SCL и SDA.

1.4. Цифров интерфейсDVI

Дисплей на интерфейса на графичния адаптер

Ориз. 6.1. Диаграма на DVI интерфейс

Адаптерът на дисплеяе модулът на компютъра, към който е свързан дисплеят.

Необходимиятобхват на този адаптер включваформиране на изображение на екрана под управлението на компютърна програма, извършено в графичен и (или) буквено-цифров режим.

2.1. Функционална схема на графичния адаптер.

Разгледайте функционалната схема на графичен адаптер (фиг. 6.2), която с някои допълнения или изключения е приложима за почти всички адаптери, използвани в компютър.

Ориз. 6.2. Функционална схема на графичния адаптер

Видео памете специална област от паметта, от която CRT контролерът организира циклично четене на съдържанието за опресняване на изображението.

Външният интерфейсен блоксвързва адаптера към една от компютърните шини.

В режим 32 bpp само най-малко значимите 24 бита се използват за цветопредаване.

В адаптераCGAпромяната на цветовата палитра е съвсем проста: два цветни бита на пиксела контролиратчервените и зелените цветни лъчии те също се добавят (или не) къмконтролния битсин, който е общ за целия екран . В резултат на това два цветни бита от един пиксел могат да определят четири цвята в две различни палитри.

АдаптерEGAвече използва реални програмируеми регистри на палитри, позволявайки на всеки от 16-те възможни кода, определени от четири бита цветни слоеве, да съответства на един от 64-те възможни цвята, показвани от монитора на EGA. На фиг. 6.2, лявата страна илюстрира преобразуването на битове с конвенционалните имена R, G, B, I в сигналите на интерфейса на EGA монитора. Името на битовете е условно, тъй като регистрите на палитрата могат да бъдат заредени с произволни стойности на реални изходни цветове, кодирани от интерфейсните сигнали Rr, Gg и Bb. С появата на VGA адаптери, способни да определят големи (256 иповече) броят на цветовете, схемата за формиране на цветовете беше сложна. Сега цифрово-аналоговите преобразуватели (DAC) на основни цветни сигнали са прехвърлени към картата на графичния адаптер от монитора и стана възможно показването на почти безкраен брой нюанси, кодирани от аналогови сигнали. Действителният брой цветове обаче е ограничен от битовата дълбочина на DAC на основните цветове, която първоначално беше 6 бита на канал, което ви позволява да зададете 2 18

За да се покажат 256 цветни кода (8 бита на пиксел), тези 218цвята са програмирани с DAC програмируеми регистри, с помощта на които на всеки от 256 кода се присвоява собствен набор от битове, изпратени къмцветови схеми.

Когато работи в 16-цветен EGA режим и 2-4 цветен режим, VGA адаптерът използва палетни регистри, които извеждат 6-битов цветен код. Горните два бита се добавят от цветовия регистър, с който можете да превключвате палитрата за всички цветове наведнъж. В тези режими регистрите RAMDAC функционално дублират регистрите на палитрата. Допълнителна стъпка на индиректност може да бъде изгладена, като се вземат само 4 бита от изхода на регистъра на палитрата към входа RAMDAC и вече се вземат 4 бита от регистъра на цветовете. След това е препоръчително да заредите номерата им в самите регистри на палитрата, което ще осигури линейна трансформация (4 бита от слоевете ще преминат през регистрите на палитрата без промени).

Графичните адаптери имат възможност за превключване на режима на преобразуване - използването на допълнителни регистри на палитри обикновено се изисква само за съвместимост със софтуер, ориентиран към EGA адаптери.

Фиг. 6.2.Схема за преобразуване на цветовете чрез регистри на палитри и RAMDAC

МикросхемитеRAMDACсе характеризират с преобразуватели наразряден капацитет, които могат да достигнат до 8 бита на цвят играничничестотиточки за вземане на проби (DotCLK), с които могат да работят. Естествено, колкото по-точно трябва да бъде преобразуването, толкова по-трудно е да се извърши бързо. Трудностите и високата цена за постигане на висока разделителна способност при висока честота на хоризонтално (прогресивно) сканиране (тези фактори изискват високоскоростен RAMDAC) с висока дълбочина на цвета (изискваща висока точност на преобразуване) също са свързани с тази причина. Съвременните графични адаптери, фокусирани върху висока разделителна способност и висока честота на опресняване, имат RAMDAC с честота от около 350 MHz и дори по-висока.