Таб. 3.4.1 Необходимый объем видеопамяти для некоторых режимов

Отметим, что если взять по удвоенное значение этого объема, то многие адаптеры организуют двухстраничный режим с переключением буферов, что иногда полезно для вывода динамических изображений.

Контроллер атрибутов управляет трактовкой цветовой информации, хранящейся в видеопамяти. В текстовом режиме он обрабатывает информацию байт атрибутов знакомест (откуда и пошло его название), в графическом — бит текущего выводимого пиксела. Контроллер атрибутов позволяет связать объем хранимой цветовой информации с возможностями монитора. Для монохромных (не полутоновых) мониторов часть цветовой информации может преобразовываться в такие элементы оформления, как мерцание, подчеркивание инверсия знакоместа. В состав контроллера атрибутов входят регистры палитр, служащие для преобразования цветов, закодированных битами видеопамяти, в реальные цвета на экране. С появлением адаптеров, способных задавать большое (256 и более) количество цветов, на плату графического адаптера монитора стали помещать и цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) сигналов базисных цветов. Функционально оказалось целесообразным объединить эти преобразователи вместе с регистрами палитр, которые представляли собой большое (поначалу) быстродействующее ОЗУ (RAM). Эта функциональная сборка в настоящее время исполняется в виде микросхем RAMDAC (Digital-Analog Converter — цифро-аналоговый преобразователь). Микросхемы RAMDAC характеризуются разрядностью преобразователей, которая может доходить до 8 бит на цвет, и предельной частотой выборки точек (DotCLK), с которой они способны работать.

Знакогенератор предназначен для формирования растрового изображения символов в текстовом режиме экрана. При инициализации адаптера они загружаются из образов, хранящихся в ПЗУ расширения BIOS, установленных на платах графических адаптеров.

Графический контроллер является средством повышения производительности программного построения изображений, точнее их образов, в видеопамяти. Рассмотрим функции графического контроллера на примере адаптеров EGA и VGA, работающих с четырехслойной моделью организации видеопамяти. Адаптеры EGA и VGA имеют четыре 8-битных регистра-защелки, в которых фиксируются данные из соответствующих им цветовых слоев при выполнении любой операции чтения из видеопамяти. В последующих операциях записи при формировании данных для каждого слоя могут принимать участие данные от процессора (1 байт) и данные из регистров-защелок соответствующих слоев. Данные от процессора могут быть предварительно циклически сдвинуты. Над данными от процессора (возможно, сдвинутыми) и из регистров-защелок могут выполняться логические операции И, ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Кроме того, вместо результатов этих операций в некоторые слои могут быть записаны байты нулей или единиц.

Регистр битовой маски позволяет побитно управлять источником записываемых данных: если бит регистра маски имеет нулевое значение, то в видеопамять этот бит во всех слоях будет записан из регистра-защелки. Данные от процессора (логически обработанные) будут поступать только для битов с единичным значением маски. И, наконец, запись будет производиться только в разрешенные слои, правда, функция разрешения слоев относится уже к синхронизатору.

При чтении графический контроллер может задать номер читаемого слоя. Возможно и чтение со сравнением цветов. В этом случае указывается код искомого цвета (значение бит для соответствующих слоев) и результатом чтения сразу всех слоев станет байт, у которого единичное значение принимают биты пикселов, цвет которых совпадает с образцом. В сравнении цветов могут участвовать и не все слои. Всеми функциями графического контроллера управляют через его регистры. Следует заметить, что если такой аппаратный графический контроллер еще приемлем для четырехслойной организации (4 бита на пиксел), то для более глубоких цветов (8 бит на пиксел и более), он будет уже слишком громоздким. В современных адаптерах функции графического контроллера, существенно расширенные по сравнению с EGA и VGA, выполняются встроенным микропроцессором — графическим акселератором. Возможные функции графического акселератора были рассмотрены выше.

Синхронизатор, появившийся с адаптером EGA, позволяет синхронизировать циклы обращения процессора к видеопамяти с процессом регенерации изображения. Адаптеры имеют собственные кварцевые генераторы синхронизации (иногда и несколько). От внутреннего генератора вырабатывается частота вывода пикселов DotClock (DotCLK), относительно которой строятся все временные последовательности сканирования видеопамяти, формирования видеосигналов и синхронизации монитора. В то же время процессор обращается к видеопамяти асинхронно относительно процесса регенерации. В задачу синхронизатора входит согласование этих асинхронных процессов.

Внутренняя шина адаптера предназначена для высокопроизводительного обмена данными между видеопамятью, графическим акселератором и внешним интерфейсом. Типовая разрядность канала данных у этой шины 64 или 128 бит. Однако реально используемая разрядность может оказаться меньшей, если установлены не все предусмотренные микросхемы видеопамяти.

Блок внешнего интерфейса связывает адаптер с одной из шин компьютера.

Блок интерфейса монитора формирует выходные сигналы соответствующего типа (RGB-TTL, RGB-Analog, композитный видео или S-Video). Этот же блок отвечает и за диалог с монитором: в простейшем случае — чтение бит идентификации (для VGA-мониторов.

Модуль расширения BIOS (Video BIOS) хранит код драйверов видеосервиса и таблицы знакогенераторов. Этот модуль появился с адаптерами EGA и VGA, и обеспечивает возможность установки любой карты, не задумываясь с проблемах программной совместимости.

Видеокомпоненты также могут включать аппаратную поддержку различных кодеков (чаще всего — MPEG-плейер), средства поддержки видеооверлеев, фрейм-граббер, TV-тюнер.