5.3.2. Архитектура видеоподсистемы
Обобщённая схема видеоподсистемы показана на рис. 5.9. Видеоподсистема состоит из адаптера монитора и монитора. Взаимодействие видеоподсистемы с процессором осуществляется через шину видеоподсистемы. Шина видеоподсистемы может быть специализированной отдельной шиной, например VLB или AGP, или частью системной шины.
Рис. 5.9. Обобщённая схема видеоподсистемы
Адаптер монитора обменивается данными с процессором через внешний интерфейс. Микросхема расширения BIOS хранит образы символов для текстового режима экрана. Графический процессор (акселератор) выполняет операции по подготовке данных для вывода на экран. Видеопамять хранит образ выводимого изображения. Она сканируется контроллером ЭЛТ (электронно-лучевой трубки), который формирует сигнал для вывода на аналоговый монитор. Контроллер атрибутов RAMDAC интерпретирует цветовую информацию, хранящуюся в видеопамяти, и формирует сигнал управления аналоговым и цифровым жидкокристаллическим мониторами. Внешний интерфейс управляет монитором и имеет выходы для аналогового и цифрового монитора, также композитный видео и S-видео сигналы1. Внутренняя шина организует высокоскоростной обмен информацией между графическим процессором, контроллером атрибутов, видеопамятью и внешним интерфейсом.
Видеопамять организуется в виде многослойной таблицы (матрицы). Прямоугольниками показаны матрицы ячеек видеопамяти. Цифрами обозначены номера пикселов изображения и номера ячеек видеопамяти, соответствующих пикселам. Многоточие в таблице показывают существование множества столбцов и строк. Видеопамять позволяет организовать одновременный доступ ко всем слоям одной строки. Каждый пиксел кодируется комбинацией одноимённых битов из всех слоёв. Такой способ отображения пикселов в видеопамять называется линейным по схеме один бит на пиксел. Существует и линейное отображение по схеме два бита одного слоя на один пиксел.
Рис. 5.10. Многослойная организация видеопамяти
Первые слои (рис. 5.10) используются для формирования цвета изображения. Последующие содержат различные атрибуты, например, мерцание. Последние слои используются знакогенератором, который программно недоступен программистам.
Всё множество описанных слоёв можно назвать первичным буфером. В видеопамяти может быть и вторичный буфер. В этом случае для формирования изображения применяется технология двойной буферизации. Эта технология предусматривает параллельно с демонстрацией кадра изображения подготовку во вторичном буфере следующего кадра. По окончании демонстрации первого кадра буферы меняются ролями.
Микросхема контроллера атрибутов RAMDAC объединяет в себе небольшую быстродействующую оперативную память и три цифроаналоговых преобразователя. Цифроаналоговые преобразователи формируют на основании кодов пикселей аналоговые сигналы управления каналами базисных цветов. Оперативная память микросхемы позволяет осуществить гамма-коррекцию цветовых искажений, вызванную нелинейностями трактов цветопередачи. Гамма-коррекция осуществляется введением предискажений в значения кодов управляющих цветами.