Главная

1. Графическая плата

В наш век мультимедиа вряд ли найдется еще один компонент ап­паратных средств ПК, к которому предъявляются столь высокие требования, как к графической плате. Если раньше графическая плата была лишь посредником между процессором и монитором, то в настоящее время она берет на себя выполнение многих других функций, разгружая от них ЦП. Требования к графической плате постоянно повышаются. Требуются все более быстрые гра­фические акселераторы с большими объемами и большим быстродействием видеопамяти. При этом наиболее совершенные графические платы все еще очень дороги.

Обработка информации в ПК практически полностью осуществ­ляется в цифровой форме. Большинство мониторов работает с аналоговы­ми сигналами. Основное назначение графической платы – пре­образование цифровых сигналов ПК в понятные для монитора аналоговые сигналы.

Для этого цифровые данные, обработанные процессором, по сис­темной шине (ISA, EISA, MCA, VLB или PCI) передаются к графиче­ской плате. Там они попадают в микросхему видеоконтроллера, осу­ществляющего функции управления этими данными, которые затем записываются в видеопамять графической платы, где создается битовое отображение информации, выводимой на экран монитора.

Теперь эту – все еще цифровую – информацию нужно пре­образовать в аналоговые сигналы. Эту задачу выполняет так на­зываемый RAMDAC (Random Access Memory Digital-to-Analog Converter), специальный цифро-аналоговый преобразователь с собственной RAM-памятью. От него преобразованные сигналы передаются через соединительный кабель к монитору.

Хотя это довольно поверхностное описание процесса работы графической платы, оно вполне применимо для обычных графи­ческих плат. И здесь мы уже встречаемся с одним из основных не­достатков традиционных графических плат. Кроме передачи сиг­налов и их цифро-аналогового преобразования, они не выполняют никаких других функций. Исключением является лишь функция представления ASCII-символов в текстовом режиме. Генерация этих символов может осуществляться самой платой после получе­ния соответствующих ASCII-кодов.

По мере увеличения используемого разрешения и количества воспроизводимых цветов должно передаваться и преобразовы­ваться все большее количество данных. Это можно пояснить на простом примере. Если для представления одной страницы в текстовом режиме (80 символов х 25 строк) нужно всего лишь 2000 байт, то при графическом разрешении 1024 х 768 с 256 цвета­ми (8 бит) потребуется уже 786 432 байта. Нетрудно себе предста­вить, какую сложную работу должен выполнять ПК при таких больших объемах передаваемых данных.

Рассмотрим алгоритм функционирования графической карты более подробно.

1. ЦП выдает команды построения образа кадра. Эти коман­ды по шинам доходят до карты и попадают на графиче­ский ускоритель (он же акселератор) карты. Графический ускоритель – специализированный микропроцессор, который умеет строить соответствующие командам ЦП элементарные изображения – примитивы, например прямоугольники. Таким образом, ЦП осуществляет одну команду, которая эквивалентна многим элементарным командам, выполняющимся в графическом ускорителе. Графический ускоритель использует видеоBIOS (биб­лиотеку видеофункций ввода-вывода), которая также расположена на карте. Ускоритель выполняет команду по построению изображения и через контроллер видео­памяти записывает результат в буфер кадра (часть видео­памяти).

2. Обмен происходит через внутреннюю (графическую) шину – шину видеопамяти.

3. Графический контроллер забирает из буфера цифровой образ кадра со скоростью частоты кадров дисплея и пе­редает его через внутреннюю шину: а) на графический ЦАП, если дисплей имеет аналоговый интерфейс VGA; б) непосредственно на DFP-порт, если дисплей имеет цифровой интерфейс.

4. Графический ЦАП преобразует цифровой образ буфера в аналоговый видеосигнал, который уходит на дисплей, имеющий аналоговый интерфейс. Вместе с видеосигна­лом на дисплей посылаются также синхронизирующие импульсы горизонтальной и вертикальной разверток. Основным компонентом ЦАП является RAMDAC – не­большая скоростная память. Именно в нее поступают данные из буфера кадров и преобразуются в аналоговый сигнал для дальнейшей передачи на дисплей. Ее частота (250 МГц и выше) является важной характеристикой карты, определяя максимальную частоту обновления. Современные чипы в паре с RAMDAC поддерживают гамма-коррекцию – нелинейное измене­ние яркости цвета с учетом восприятия глазом.

Альтернативой графическим картам являются чипсеты со встроенной графикой. Примером интегрированного чипсета является чипсет i810E. Ядром набора микросхем 810E является контроллер памяти со встроенной графикой 82810E. В нем организован прямой доступ видеоядра к системной памяти, используемой в i810E и в качестве видеопамяти, со скоростью 800 Мбайт/с (пропускной способностью шины памяти). Имеется также цифровой видеовыход для подключения к обычным телевизорам или к современным цифровым LCD-мониторам. Особенностью i810E является поддержка 133-мегагерцового локального 4-мегабайтного дисплейного кэша, обеспечивающая высокую производительность видеоподсистемы.