СТРУКТУРА ВИДЕОСИСТЕМ

Видеосистемы предназначены для наглядного отображения информации, формируемой с помощью ЭВМ. Системное программное обеспечение содержит специальный инструментарий для обеспечения работы видеосистем. Аппаратная часть видеосистемы состоит из двух основных элементов: монитора и видеоадаптера, подключаемого к системной шине ЭВМ, как показано на рис.3.1.

Рис.3.1. Структурная схема видеосистемы

Видеоконтроллер (видеопроцессор) осуществляет общие функции управления адаптером, а также некоторые математические функции по преобразованию изображений, в соответствии с командами, получаемыми от процессора. Буферное ОЗУ (БОЗУ) занимает определенный участок в адресном пространстве процессора и имеет многослойную структуру: несколько слоев памяти ВА занимают одинаковый интервал адресов, подключаясь по одному в соответствии с командами контроллера. Видеопамять ВОЗУ необходима для накопления одного и более кадров текущего изображения, что позволяет реализовать видеоконтроллеру алгоритмы декомпрессии и аппертурной обработки изображений, находящиеся в ПЗУ. Текстовый знакогенератор ТЗГ отвечает за формирование на экране монитора текстовой информации. Генератор видеосигналов ГВС формирует на основе цифровой видеоинформации с помощью ЦАП цветовые и синхронизирующие строчные и кадровые сигналы, поступающие на монитор.

Имеет место три уровня программной поддержки работоспособности видеоадаптера: прерывания BIOS, прерывания DOS и драйверы видеоадаптера. Ассоциацией по стандартизации в видеоэлектронике разработан стандарт VESA (Video Electronics Standards Association) для видеоадаптеров, который поддерживается большинством изготовителей. Основные функции VESA хранятся в специальном постоянном запоминающем устройстве VBE (VESA BIOS Extention).

Принцип преемственности старого программного обеспечения для новых моделей ЭВМ, обусловил существование нескольких видеорежимов, соответствующих последовательно разработанным типам адаптеров, основными из которых являются: EGA, VGA и SVGA. Прямое программное управление видеорежимов, соответствующих более ранним моделям адаптеров, проще и достаточно эффективно для большинства прикладных задач, что оправдывает их сохранение в новых модификациях [3,13]. Кроме того, видеорежимы принято разделять на текстовые и графические, которые поддерживаются программно, специальными прерываниями BIOS, и аппаратно, наличием знакогенератора в составе адаптера.

Видеобуфер БОЗУ адаптера ЕGA обычно имеет объем 256К и состоит из четырех параллельных карт (битовые плоскости) по 64К. Карты считаются параллельными в том смысле, что они имеют один и тот же диапазон адресов в адресном пространстве процессора. Строки пикселов отображаются в памяти линейно. Значение каждого пиксела – это объединение битов из каждой битовой плоскости, имеющих одинаковое смещение. (Пиксель – это точка экрана, имеющая цвет и информационно отображенная в памяти.). Контроллер позволяет осуществлять доступ к картам по отдельности и параллельно (по компонентам цвета и по точкам). Порядок доступа определяется номером режима работы видеоадаптера.

Ускоренный графический порт AGP (Accelerated Graphics Port) - это интерфейс для подключения видеоадаптера через отдельную магистраль непосредственно к системной памяти. Видеоинформация записывается в ОЗУ начиная с адреса, превышающего 16 Мбайт. Эта область памяти служит для обработки изображений процессором и видеопроцессором, но не заменяет экранной памяти. В системной памяти размещаются преимущественно текстуры трехмерных объектов, требующие быстрого доступа со стороны как процессора, так и видеоадаптера. Быстродействие видеосистемы повышается за счет использования специального режима адресации, использующего преимущества раздельных шин адреса и данных, и отсутствия необходимости в арбитраже шины, т.к. шина используется только видеоадаптером.