Изучение принципов построения, технических характеристик и параметров видеоадаптера VGA

Лабораторная работа № 2

Видеоадаптер VGA

Цель работы: Изучение принципов построения, технических характеристик  и параметров видеоадаптера VGA.

Архитектура видеоадаптера:

Основными компонентами видеоадаптера являются видеопамять, контроллер ЭЛТ, контроллер синхронизации, графический контроллер, контроллер атрибутов, регистр состояния, знакогенератор и выходные ЦАП.

Контроллер ЭЛТ предназначен для управления горизонтальной и вертикальной синхронизацией электронного луча, определяет начало отображения видеобуфера, управляет отображением курсора, а также выполняет ряд других функций по управлению отображением информации на экране. Программирование контроллера осуществляется через внутренние регистры.

Контроллер ЭЛТ имеет 25 внутренних 8-битовых регистров и один адресный регистр. Обращение к адресному регистру для монохромного режима осуществляется через порт 3B4H, для цветного через порт 3D4H. К регистрам данных ¾ через порты 3B5H и 3D5H соответственно. Для обращения к регистру данных необходимо в регистр адреса записать номер требуемого регистра.

Контроллер синхронизации – этот узел генерирует внутренние сигналы для адресации видеобуфера. Кроме того, он разрешает работу с 8-ю шрифтами, причем два из них могут одновременно выводиться на экран. Контроллер имеет пять программно-доступных регистров данных. Они отображены на порты 3C4h и 3C5h тем же способом, как и в контроллере ЭЛТ.

Графический контроллер – этот узел управляет передачей данных между видеобуфером и процессором, т.е. операциями считывания записи в видеобуфер, а также выводит данные из видеобуфера в атрибутный контроллер. Он имеет девять регистров данных, отображенных на порт 3CFh, и регистр адреса, отображенный на порт 3CEh.

Атрибутный контроллер – этот узел поддерживает 16 цветную палитру, а также управляет цветом окаймления. В адаптере VGA он преобразует атрибутные данные текстового режима и пиксельные данные графического режима в 8-битные индексы, выбирающие регистры цвета ЦАП.

Регистр адреса и 21 регистр данных отображены на порт 3C0h. Записываемое в этот порт значение передается в регистр адреса или регистр данных в зависимости от состояния внутреннего триггера атрибутного контроллера. Для сброса значения триггера необходимо выполнить считывание ввода-вывода (командой in al,dx) регистра состояния, который отображен на порт 3BAh в монохроматических режимах и 3DAh в цветных режимах.

В адаптере VGA регистры данных атрибутного контроллера допускают производство операций считывания и записи. Для считывания необходимо вначале записать номер регистра в порт 3C0h, а затем считать значения из порта 3C1h.

Регистр состояния отображен на порт 3BAh в монохроматических режимах и на порт 3DAh  в цветных режимах. Текущее состояние сигналов строчной и кадровой развертки, формируемых контроллером ЭЛТ, показывает два бита этого регистра. С помощью этих бит обеспечивается синхронизация регенерации видеобуфера и обращений к нему процессора, чтобы на экране не возникало искажений видимого изображения.

Для адаптера VGA интерпретация бит в регистре состояния следующая: (3) ¾ 1, сигнал VSYNC активен; (0) ¾ 0, разрешение вывода.

Для управления монитором BIOS содержит около двух десятков процедур. Любая из них вызывается командой программного прерывания INT 10h, а конкретная функция определяется содержимым регистра AH [1].

Табл. 1   Распределение интерфейсных сигналов видеоадаптера.

Осциллограммы сигналов при различных режимах работы.

Вывод. В данной лабораторной работе были изучены принципы работы и характеристики видеоадаптеров VGA, измерены параметры следующих сигналов:

R - красный цвет

G - зеленый цвет

B - синий цвет

HSYNC - синхронизация строчной развертки

VSYNC - синхронизация кадровой развертки