Technische Parameter und Funktionsprinzip des VGA-Datenkabels
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Was ist ein VGA-Datenkabel?
Das VGA-Datenkabel ist ein spezielles Kabel, mit dem die VGA-Schnittstelle (D-SUB) des Fernsehgeräts oder Monitors und die VGA-Schnittstelle (D-SUB) der Grafikkarte verbunden werden. Die meisten Computer und externen Anzeigegeräte sind über eine analoge VGA-Schnittstelle verbunden. Die Anzeigebildinformation in digitaler Weise innerhalb des Computers erzeugt wird, in der R, G umgewandelt und B-Primärfarbsignale und Horizontal- und Vertikal-Synchronisationssignale, die durch den Digital / Analog-Wandler in der Grafikkarte. Das Signal wird über das Datenkabel an das Anzeigegerät übertragen. Bei analogen Anzeigegeräten, wie beispielsweise analogen CRT-Anzeigen, wird das Signal direkt an die entsprechende Verarbeitungsschaltung gesendet, um die Bildröhre anzusteuern und zu steuern, um Bilder zu erzeugen. Bei digitalen Anzeigegeräten wie LCD und DLP muss das Anzeigegerät mit einem entsprechenden A / D-Wandler (Analog / Digital) ausgestattet sein, um analoge Signale in digitale Signale umzuwandeln. Nach D / A- und A / D2-Konvertierungen gehen zwangsläufig einige Bilddetails verloren. Es ist besser, ein DVI- oder HDMI-Datenkabel zu verwenden, um eine Verbindung zu einem digitalen Anzeigegerät herzustellen.
Die Anwendung der VGA-Technologie basiert auch hauptsächlich auf VGA-Grafikkartencomputern, Notebooks und anderen Geräten. Bei einigen Geräten, bei denen hochauflösende Farbbilder angezeigt werden müssen und kein Computer verwendet werden muss, wird die Anwendung der VGA-Technologie jedoch selten gesehen.
Das eingebettete VGA-Anzeigesystem, das auf dieser Entwurfsmethode basiert, kann VGA-Bilder ohne Verwendung einer VGA-Anzeigekarte und eines Computers anzeigen und steuern. Das System kann in großem Umfang zur Anzeige von Werbung und zeitnahen Informationen in Supermärkten, Bahnhöfen, Flughäfen und anderen öffentlichen Orten verwendet werden und kann auch zur Anzeige von Betriebsinformationen im Produktionsprozess der Fabrikwerkstatt verwendet werden. Es kann auch im täglichen Leben in Form von Multimedia eingesetzt werden.
1. Anzeigeprinzip und Realisierung des VGA-Timings
Das allgemeine VGA-Grafikkartensystem besteht hauptsächlich aus drei Teilen: Steuerschaltung, Anzeigepufferbereich und Video-BIOS-Programm. Die Steuerschaltung ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Steuerschaltung vervollständigt hauptsächlich die Funktionen der Zeitgebererzeugung, der Anzeigepufferdatenoperation, der Haupttaktauswahl und der D / A-Umwandlung; Der Anzeigepuffer bietet Speicherplatz für Anzeigedatenpuffer. Das Video-BIOS wird als Steuerungsprogramm im ROM der Grafikkarte verfestigt.
1.1 VGA-Timing-Analyse
Durch die Analyse des grundlegenden Arbeitsprinzips der VGA-Anzeigekarte kann erkannt werden, dass zur Realisierung der VGA-Anzeige die Probleme der Datenquelle, Datenspeicherung und Zeitrealisierung gelöst werden müssen. Der Schlüssel ist, wie das VGA-Timing implementiert wird. Die Standard-Referenzanzeigesequenz von VGA ist in Abbildung 2 dargestellt. Sowohl das Linien-Timing als auch das Frame-Timing müssen vier Teile erzeugen: Synchronisationsimpuls (Sync a), Anzeige der hinteren Kante (hintere Veranda b), Anzeigezeitsegment (Anzeigeintervall c) und Anzeige der vorderen Kante (vordere Veranda d). Die Timing-Parameter von mehreren üblicherweise verwendeten Betriebsarten sind in Tabelle 1 dargestellt.
1.2 VGA-Timing-Realisierung
Bestimmen Sie zuerst die Haupttaktfrequenz gemäß der Aktualisierungsfrequenz und berechnen Sie dann die Gesamtzahl der Leitungszyklen aus der Haupttaktfrequenz und der Bildauflösung. Dann wird die in Tabelle 1 angegebene Zeit jeder Zeitfolge von a, b, c, d in die Anzahl der Taktzyklen gemäß der Frequenz der Hauptzählimpulsquelle umgewandelt. In der CPLD werden Zähler und RS-Flipflops verwendet, um Impulssignale unterschiedlicher Breite und Zyklen basierend auf den berechneten Taktzyklen jedes Zeitsegments zu erzeugen. Verwenden Sie ihre logische Kombination erneut, um jede Zeitsequenz von a, b, c, d in Abbildung 2 und das Blindsignal BLANK und das Synchronisationssignal SYNC des D / A-Wandlers zu bilden.
1.3 Lesen der SRAM-Adresse
Die Hauptuhr wird als das Pixelzählwert Impulssignal verwendet, und es stellt auch das Lesesignal des Anzeigespeicher SRAM und den D / A-Umwandlungstaktes. Der Ausgang des von ihm gesteuerten Zählers wird als niedrige Adresse zum Lesen des SRAM verwendet. Das Leitungssynchronisationssignal wird als Leitungszählimpulssignal verwendet, und der Ausgang des von ihm angesteuerten Zählers wird als die hohe Adresse zum Lesen des SRAM verwendet. Da zwei Teile des SRAM verwendet werden, wird die höchste Adresse als Chipauswahl des SRAM verwendet. Da es eine gewisse Zeitverzögerung gibt, wenn das Signal die interne Logikvorrichtung der CPLD durchläuft, kann das Lesesignal, das Adressensignal und das Datensignal die Zeitanforderungen des SRAM zum Lesen von Daten nicht erfüllen, wenn die CPLD die Adresse und das Lesesignal zum Lesen von Daten erzeugt. Die Hardwareschaltung kann verwendet werden, um bestimmte Zeitsteuerungsanpassungen für die gelesenen Signale vorzunehmen, so dass die Zeitsteuerungsanforderungen zum Lesen des SRAM und zum Eingeben von Daten für den DAC zwischen den Signalen erfüllt werden können.
1.4 Datenbreite und -format
Wenn der VGA ein Echtfarben-BMP-Bild anzeigt, benötigt er 8 Bit für jede der drei Komponenten von R, G und B, dh 24 Bit repräsentieren einen Pixelwert, und in vielen Fällen werden 32 Bit verwendet, um einen Pixelwert darzustellen. Um den Speicherplatz des Videospeichers zu sparen, können hochfarbige Bilder verwendet werden, dh jeder Pixelwert wird durch 16 Bit dargestellt, und die drei Komponenten von R, G und B verwenden jeweils 5 Bit, 6 Bit und 5 Bit. Im Vergleich zum Echtfarbenbild wird das Datenvolumen um die Hälfte reduziert und gleichzeitig der Anzeigeeffekt erzielt.
(1) Controller:
VGA-Display verfügt über mehrere Betriebsarten, die zwischen den Betriebsarten durch den Controller geschaltet werden müssen, und der angezeigte Inhalt Anforderungen empfangen, verarbeitet und angezeigt werden. Je höher die Leistung des Controllers ist, desto besser sind daher die Datenaktualisierung und der Anzeigeeffekt.
(2) Datenpufferbereich anzeigen:
Das VGA-Display erfordert eine schnelle Speichergeschwindigkeit und eine große Kapazität. Die Lesegeschwindigkeit muss 65 MHz oder weniger erreichen und die Speicherkapazität muss mindestens 2 MB betragen. Hochgeschwindigkeits-SRAM oder SDRAM können als Anzeigedatenpuffer verwendet werden.
(3) Digital-Analog-Wandler-DAC: Das VGA-Display stellt die folgenden Anforderungen für die Digital-Analog-Wandlung DAC: Eine davon ist die Hochgeschwindigkeitskonvertierung. Die Konvertierungsgeschwindigkeit sollte 80 MHz oder mehr betragen. Zweitens hat es eine gute Steifigkeit, die die Synchronisation von R-, G- und B-Signalen sicherstellen kann; Der dritte ist die entsprechende Genauigkeit. Sie können einen dedizierten Videochip mit 3-Kanal-8-Bit-Hochgeschwindigkeits-D / A auswählen.
(4) Datenquelle und ihre Schnittstelle: Um die Effizienz der VGA-Anzeige zu verbessern, ist es erforderlich, um kontinuierlich die Daten zu aktualisieren, während Echtzeit-Performance zu gewährleisten, so dass eine sehr hohe Schnittstellengeschwindigkeit erforderlich ist. Obwohl die VGA-Grafikkarte eine Datenaktualisierungsgeschwindigkeit von 100 Mbit / s erreichen kann, können allgemeine Geräte, insbesondere eingebettete Geräte, keine so hohe Geschwindigkeit erreichen, und in den meisten Fällen ist eine so hohe Datenaktualisierungsrate nicht erforderlich. Häufig verwendete Schnittstellen sind EPP-Schnittstelle, USB-Schnittstelle, TCP / IP, RS232C / 485 usw. Unter diesen sind TCP / IP, EPP-Schnittstelle und USB-Schnittstelle computergestützt und die Geschwindigkeit ist schneller; TCP / IP und RS232C / 485 sind Schnittstellen, die auf Netzwerkkommunikation basieren. Obwohl RS485 langsam ist, ist es weit verbreitet und kann Fernsteuerung realisieren.
Der Begriff VGA wird häufig direkt verwendet, um die Auflösung von 640 × 480 unabhängig vom Grafikgerät zu bezeichnen. Das VGA-Gerät kann 4 vollständige EGA-Farbtafeln gleichzeitig speichern und schnell zwischen diesen wechseln, was wie sofortige Farbänderungen auf dem Bildschirm aussieht.
Mit Ausnahme der auf 256 Farben erweiterten Farbversion im EGA-Stil können diese 256 Farben über VGA DAC (Digital-Analog-Wandler) als beliebige Farbe angegeben werden. Dies ändert die ursprünglichen Regeln für EGA-Farbtafeln bis zu einem gewissen Grad, da dies ursprünglich bei EGA nur eine Möglichkeit für das Programm ist, die meisten Farben für jeden Kanal (dh Rot, Grün und Blau) unter 2 Bit auszuwählen. Aber unter VGA, es ist nur eine einfache Tabelle mit 64 Farben, von denen jeder individuell verändert werden kann. Beispielsweise stellen die ersten beiden Bits der EGA-Farbe die Menge an Rot dar, was bei VGA nicht unbedingt der Fall ist.
Wenn VGA die Farbe der Farbtafel angibt, hat ein Farbkanal 6 Bits, von denen jedes 64 verschiedene Änderungen für Rot, Grün und Blau aufweist, sodass insgesamt 262.144 Farben vorhanden sind. Jede der 256 Farben kann als Farbplattenfarbe ausgewählt werden (und jede der 256 Farben kann verwendet werden, um die Farben des CGA-Modus anzuzeigen).
Diese Methode ermöglicht es dem VGA-Modus schließlich, bei der Anzeige von EGA- und CGA-Modi beispiellose Farben zu verwenden, da VGA eine analoge Methode zum Zeichnen von EGA- und CGA-Bildern verwendet. Geben Sie ein Beispiel für die Konvertierung von Farbtafeln: Um die Zeichenfarbe des Textmodus auf Dunkelrot einzustellen, muss Dunkelrot eine Farbe im CGA 16-Farbsatz sein (z. B. anstelle von CGAs Standardgrau Nr. 7). Diese Position Nr. 7 wird in der EGA-Farbplatte als Nr. 42 bezeichnet, und dann bezeichnet der VGA-DAC EGA Nr. 42 als dunkelrot. Das ursprüngliche CGA Nr. 7-Grau auf dem Bildschirm wird dunkelrot. Diese Technik wird häufig in 256-Farben-VGA-DOS-Spielen verwendet, um den Ein- und Ausblendbildschirm von Ladespielen anzuzeigen.
Das VGA-Datenkabel ist ein spezielles Kabel, mit dem die VGA-Schnittstelle (D-SUB) des Fernsehgeräts oder Monitors und die VGA-Schnittstelle (D-SUB) der Grafikkarte verbunden werden. Die meisten Computer und externen Anzeigegeräte sind über eine analoge VGA-Schnittstelle verbunden. Die Anzeigebildinformation in digitaler Weise innerhalb des Computers erzeugt wird, in der R, G umgewandelt und B-Primärfarbsignale und Horizontal- und Vertikal-Synchronisationssignale, die durch den Digital / Analog-Wandler in der Grafikkarte. Das Signal wird über das Datenkabel an das Anzeigegerät übertragen. Bei analogen Anzeigegeräten, wie beispielsweise analogen CRT-Anzeigen, wird das Signal direkt an die entsprechende Verarbeitungsschaltung gesendet, um die Bildröhre anzusteuern und zu steuern, um Bilder zu erzeugen. Bei digitalen Anzeigegeräten wie LCD und DLP muss das Anzeigegerät mit einem entsprechenden A / D-Wandler (Analog / Digital) ausgestattet sein, um analoge Signale in digitale Signale umzuwandeln. Nach D / A- und A / D2-Konvertierungen gehen zwangsläufig einige Bilddetails verloren. Es ist besser, ein DVI- oder HDMI-Datenkabel zu verwenden, um eine Verbindung zu einem digitalen Anzeigegerät herzustellen.
Das Funktionsprinzip des VGA-Datenkabels
VGA (Video Graphics Array) ist ein Videoübertragungsstandard, der 1987 von IBM mit der PS / 2-Maschine eingeführt wurde. Es bietet die Vorteile einer hohen Auflösung, einer schnellen Anzeigerate und kräftiger Farben und ist im Bereich der Farbanzeigen weit verbreitet.Die Anwendung der VGA-Technologie basiert auch hauptsächlich auf VGA-Grafikkartencomputern, Notebooks und anderen Geräten. Bei einigen Geräten, bei denen hochauflösende Farbbilder angezeigt werden müssen und kein Computer verwendet werden muss, wird die Anwendung der VGA-Technologie jedoch selten gesehen.
Das eingebettete VGA-Anzeigesystem, das auf dieser Entwurfsmethode basiert, kann VGA-Bilder ohne Verwendung einer VGA-Anzeigekarte und eines Computers anzeigen und steuern. Das System kann in großem Umfang zur Anzeige von Werbung und zeitnahen Informationen in Supermärkten, Bahnhöfen, Flughäfen und anderen öffentlichen Orten verwendet werden und kann auch zur Anzeige von Betriebsinformationen im Produktionsprozess der Fabrikwerkstatt verwendet werden. Es kann auch im täglichen Leben in Form von Multimedia eingesetzt werden.
1. Anzeigeprinzip und Realisierung des VGA-Timings
Das allgemeine VGA-Grafikkartensystem besteht hauptsächlich aus drei Teilen: Steuerschaltung, Anzeigepufferbereich und Video-BIOS-Programm. Die Steuerschaltung ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Steuerschaltung vervollständigt hauptsächlich die Funktionen der Zeitgebererzeugung, der Anzeigepufferdatenoperation, der Haupttaktauswahl und der D / A-Umwandlung; Der Anzeigepuffer bietet Speicherplatz für Anzeigedatenpuffer. Das Video-BIOS wird als Steuerungsprogramm im ROM der Grafikkarte verfestigt.
1.1 VGA-Timing-Analyse
Durch die Analyse des grundlegenden Arbeitsprinzips der VGA-Anzeigekarte kann erkannt werden, dass zur Realisierung der VGA-Anzeige die Probleme der Datenquelle, Datenspeicherung und Zeitrealisierung gelöst werden müssen. Der Schlüssel ist, wie das VGA-Timing implementiert wird. Die Standard-Referenzanzeigesequenz von VGA ist in Abbildung 2 dargestellt. Sowohl das Linien-Timing als auch das Frame-Timing müssen vier Teile erzeugen: Synchronisationsimpuls (Sync a), Anzeige der hinteren Kante (hintere Veranda b), Anzeigezeitsegment (Anzeigeintervall c) und Anzeige der vorderen Kante (vordere Veranda d). Die Timing-Parameter von mehreren üblicherweise verwendeten Betriebsarten sind in Tabelle 1 dargestellt.
1.2 VGA-Timing-Realisierung
Bestimmen Sie zuerst die Haupttaktfrequenz gemäß der Aktualisierungsfrequenz und berechnen Sie dann die Gesamtzahl der Leitungszyklen aus der Haupttaktfrequenz und der Bildauflösung. Dann wird die in Tabelle 1 angegebene Zeit jeder Zeitfolge von a, b, c, d in die Anzahl der Taktzyklen gemäß der Frequenz der Hauptzählimpulsquelle umgewandelt. In der CPLD werden Zähler und RS-Flipflops verwendet, um Impulssignale unterschiedlicher Breite und Zyklen basierend auf den berechneten Taktzyklen jedes Zeitsegments zu erzeugen. Verwenden Sie ihre logische Kombination erneut, um jede Zeitsequenz von a, b, c, d in Abbildung 2 und das Blindsignal BLANK und das Synchronisationssignal SYNC des D / A-Wandlers zu bilden.
1.3 Lesen der SRAM-Adresse
Die Hauptuhr wird als das Pixelzählwert Impulssignal verwendet, und es stellt auch das Lesesignal des Anzeigespeicher SRAM und den D / A-Umwandlungstaktes. Der Ausgang des von ihm gesteuerten Zählers wird als niedrige Adresse zum Lesen des SRAM verwendet. Das Leitungssynchronisationssignal wird als Leitungszählimpulssignal verwendet, und der Ausgang des von ihm angesteuerten Zählers wird als die hohe Adresse zum Lesen des SRAM verwendet. Da zwei Teile des SRAM verwendet werden, wird die höchste Adresse als Chipauswahl des SRAM verwendet. Da es eine gewisse Zeitverzögerung gibt, wenn das Signal die interne Logikvorrichtung der CPLD durchläuft, kann das Lesesignal, das Adressensignal und das Datensignal die Zeitanforderungen des SRAM zum Lesen von Daten nicht erfüllen, wenn die CPLD die Adresse und das Lesesignal zum Lesen von Daten erzeugt. Die Hardwareschaltung kann verwendet werden, um bestimmte Zeitsteuerungsanpassungen für die gelesenen Signale vorzunehmen, so dass die Zeitsteuerungsanforderungen zum Lesen des SRAM und zum Eingeben von Daten für den DAC zwischen den Signalen erfüllt werden können.
1.4 Datenbreite und -format
Wenn der VGA ein Echtfarben-BMP-Bild anzeigt, benötigt er 8 Bit für jede der drei Komponenten von R, G und B, dh 24 Bit repräsentieren einen Pixelwert, und in vielen Fällen werden 32 Bit verwendet, um einen Pixelwert darzustellen. Um den Speicherplatz des Videospeichers zu sparen, können hochfarbige Bilder verwendet werden, dh jeder Pixelwert wird durch 16 Bit dargestellt, und die drei Komponenten von R, G und B verwenden jeweils 5 Bit, 6 Bit und 5 Bit. Im Vergleich zum Echtfarbenbild wird das Datenvolumen um die Hälfte reduziert und gleichzeitig der Anzeigeeffekt erzielt.
2. Design der Funktionseinheit
Um eine VGA-Anzeige zu realisieren, müssen zusätzlich zur Realisierung der Zeitsteuerung andere Funktionseinheiten unterstützt werden, um eine vollständige Bildanzeige zu realisieren.(1) Controller:
VGA-Display verfügt über mehrere Betriebsarten, die zwischen den Betriebsarten durch den Controller geschaltet werden müssen, und der angezeigte Inhalt Anforderungen empfangen, verarbeitet und angezeigt werden. Je höher die Leistung des Controllers ist, desto besser sind daher die Datenaktualisierung und der Anzeigeeffekt.
(2) Datenpufferbereich anzeigen:
Das VGA-Display erfordert eine schnelle Speichergeschwindigkeit und eine große Kapazität. Die Lesegeschwindigkeit muss 65 MHz oder weniger erreichen und die Speicherkapazität muss mindestens 2 MB betragen. Hochgeschwindigkeits-SRAM oder SDRAM können als Anzeigedatenpuffer verwendet werden.
(3) Digital-Analog-Wandler-DAC: Das VGA-Display stellt die folgenden Anforderungen für die Digital-Analog-Wandlung DAC: Eine davon ist die Hochgeschwindigkeitskonvertierung. Die Konvertierungsgeschwindigkeit sollte 80 MHz oder mehr betragen. Zweitens hat es eine gute Steifigkeit, die die Synchronisation von R-, G- und B-Signalen sicherstellen kann; Der dritte ist die entsprechende Genauigkeit. Sie können einen dedizierten Videochip mit 3-Kanal-8-Bit-Hochgeschwindigkeits-D / A auswählen.
(4) Datenquelle und ihre Schnittstelle: Um die Effizienz der VGA-Anzeige zu verbessern, ist es erforderlich, um kontinuierlich die Daten zu aktualisieren, während Echtzeit-Performance zu gewährleisten, so dass eine sehr hohe Schnittstellengeschwindigkeit erforderlich ist. Obwohl die VGA-Grafikkarte eine Datenaktualisierungsgeschwindigkeit von 100 Mbit / s erreichen kann, können allgemeine Geräte, insbesondere eingebettete Geräte, keine so hohe Geschwindigkeit erreichen, und in den meisten Fällen ist eine so hohe Datenaktualisierungsrate nicht erforderlich. Häufig verwendete Schnittstellen sind EPP-Schnittstelle, USB-Schnittstelle, TCP / IP, RS232C / 485 usw. Unter diesen sind TCP / IP, EPP-Schnittstelle und USB-Schnittstelle computergestützt und die Geschwindigkeit ist schneller; TCP / IP und RS232C / 485 sind Schnittstellen, die auf Netzwerkkommunikation basieren. Obwohl RS485 langsam ist, ist es weit verbreitet und kann Fernsteuerung realisieren.
Wenn es sich bei der Datenquelle um eine langsame Schnittstelle handelt, können Sie die Verwendung einer Flash- oder SM-Speicherkarte in Betracht ziehen, um einige häufig verwendete Bildanzeigedaten und Schriftdateien vorab zu speichern. Diese Daten werden direkt angewendet, wenn die Daten aktualisiert werden, wodurch die Aktualisierungsgeschwindigkeit des Anzeigecaches beschleunigt wird. Dies erfüllt nicht nur die Anzeige von hochauflösenden Bildern, sondern auch die schnelle Aktualisierung von Textinformationsdaten. Um zunächst mehr Bilder zu speichern, können Sie zuerst Bilder im JPEG-Format speichern und diese dann vom Controller in BMP-Bitmap-Bilder dekodieren und zur Anzeige an den Anzeigepuffer senden, wodurch der Speicherplatz von Flash relativ erweitert wird. Gleichzeitig wird, da die Decodierungsgeschwindigkeit des Bildes viel schneller als die Geschwindigkeit der Datenquellenschnittstelle ist, die Datenaktualisierungsgeschwindigkeit des Anzeigepuffers entsprechend verbessert.
3 Synchrone Realisierung der Aktualisierung und Anzeige von Videospeicherdaten
Wenn VGA angezeigt wird, muss überlegt werden, wie die Synchronisation der Aktualisierung und Anzeige der Videospeicherdaten realisiert werden soll. Es gibt verschiedene Lösungen:
(1) Bei Verwendung von Dual-Port-RAM mit Cache-Funktion werden bei dieser Methode eine große Anzahl von Geräten, ein hoher Stromverbrauch und hohe Kosten verwendet, was grundsätzlich unerwünscht ist.
(2) Zwei Sätze von SRAM werden für den Ping-Pong-Arbeitsmodus verwendet, ein Satz von SRAM wird zur gleichzeitigen Anzeige verwendet, der andere Satz von SRAM wird für die Aktualisierung der Bilddaten verwendet, und dann werden die zwei Sätze von SRAM umgeschaltet. Dies erhöht einige Kosten und erfordert eine komplexere Bussteuerung.
(3) Verwenden Sie FPAG / CPLD und SDRAM, um ein Dual-Port-SRAM zu erstellen. Diese Methode bietet eine gute Echtzeitleistung, niedrige Kosten und eine komplizierte Zeitsteuerung. Es ist die beste Lösung, um hohe Leistung und niedrige Kostenanforderungen zu erreichen.
(4) Die Verwendung eines Satzes von SRAM als Videospeicher kann das Systemdesign vereinfachen und die Kosten senken. Zu diesem Zeitpunkt können Sie in Betracht ziehen, das Leerlaufzeitsegment des SRAM-Busses im Zeilen- und Rahmenzeitpunkt zu verwenden, um die Datenaktualisierung des Anzeigespeichers SRAM zu realisieren, ohne die Bildanzeige auszuschalten. Die Aktualisierungsrate dieser Methode hängt eng mit der Datenschreibgeschwindigkeit zusammen. Je schneller der Videospeicher Daten schreibt, desto höher ist die Aktualisierungsrate dieser Methode.
Es wird angenommen, dass der maximale Arbeitstakt der CPU 60 MHz ist, und die JPEG-Decodierung Update-Methode wird angenommen. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Decodierungspufferbereich beim Aktualisieren der Daten dem On-Chip-Speicher der CPU zugewiesen wird, werden die Daten direkt aus dem Speicher in den SRAM geschrieben, was jeweils 0,17 μs dauert. Wenn der Decodierungspufferbereich im Off-Chip-Bereich zugewiesen ist, muss die CPU zuerst die Daten außerhalb des Chips lesen und dann die Daten beim Aktualisieren der Daten in den SRAM schreiben, so dass ein Schreibvorgang 0,25 μs dauert. Wenn zwischen zwei nebeneinander angezeigten Bildern nur ein teilweiser Unterschied besteht oder die Textanzeigeinformationen aktualisiert werden, kann ein Aktualisierungsverfahren für teilweise Daten verwendet werden, um die Aktualisierungsrate zu erhöhen. Tabelle 2 zeigt die Bus-Leerlaufzeit in jedem Frame von Bild enthalten ist, und die Bildfrequenz für alle Bildaktualisierungen und 10% partielles Updates unter verschiedenen Dekodierungspufferzuteilungsverfahren. Die hier erwähnte Bildrate bezieht sich auf die Aktualisierungsgeschwindigkeit der Videospeicherdaten, nicht auf die Bildschirmaktualisierungsrate des Bildes, sondern hat keinen Einfluss auf die Aktualisierungsrate.
Das auf dem obigen Schema basierende eingebettete VGA-Anzeigesystem realisiert das eingebettete hochauflösende VGA-Display nur mit der Systemsteuerkarte und dem CRT-Display.
Durch die Entwurfsanalyse und die tatsächliche Verwendung des eingebetteten VGA-Anzeigesystems werden die folgenden Schlussfolgerungen gezogen:
(1) Da es sich bei der VGA-Anzeige um einen Hochgeschwindigkeitsprozess handelt, sollten bei der Auswahl der Geräte Hochgeschwindigkeitsgeräte ausgewählt werden.
(2) Die Anforderungen an das Timing der VGA-Anzeige sind strenger. Die Vorder- und Hinterkante sowie die Synchronisationsimpulsbreite im Timing müssen gemäß strengen Referenzdaten eingestellt werden.
(3) Im Allgemeinen kann die Datenaktualisierungsrate aufgrund der Einschränkung der Datenschnittstelle nicht das Niveau des Computers erreichen. Durch einige spezielle Designs kann es immer noch die Anforderungen der meisten eingebetteten VGAs erfüllen.
(4) Leistung, Kosten und Komplexität sollten umfassend berücksichtigt werden, und die tatsächlichen Anforderungen des Systems sollten als Ziel herangezogen werden, und es sollten angemessene und praktische Entwurfsschemata angenommen werden.
Dieser Standard ist für den heutigen PC-Markt bereits sehr veraltet. Trotzdem ist VGA immer noch ein niedriger Standard, der von den meisten Herstellern unterstützt wird, und PCs müssen den VGA-Standard unterstützen, bevor sie ihre eigenen einzigartigen Treiber laden.
(1) Bei Verwendung von Dual-Port-RAM mit Cache-Funktion werden bei dieser Methode eine große Anzahl von Geräten, ein hoher Stromverbrauch und hohe Kosten verwendet, was grundsätzlich unerwünscht ist.
(2) Zwei Sätze von SRAM werden für den Ping-Pong-Arbeitsmodus verwendet, ein Satz von SRAM wird zur gleichzeitigen Anzeige verwendet, der andere Satz von SRAM wird für die Aktualisierung der Bilddaten verwendet, und dann werden die zwei Sätze von SRAM umgeschaltet. Dies erhöht einige Kosten und erfordert eine komplexere Bussteuerung.
(3) Verwenden Sie FPAG / CPLD und SDRAM, um ein Dual-Port-SRAM zu erstellen. Diese Methode bietet eine gute Echtzeitleistung, niedrige Kosten und eine komplizierte Zeitsteuerung. Es ist die beste Lösung, um hohe Leistung und niedrige Kostenanforderungen zu erreichen.
(4) Die Verwendung eines Satzes von SRAM als Videospeicher kann das Systemdesign vereinfachen und die Kosten senken. Zu diesem Zeitpunkt können Sie in Betracht ziehen, das Leerlaufzeitsegment des SRAM-Busses im Zeilen- und Rahmenzeitpunkt zu verwenden, um die Datenaktualisierung des Anzeigespeichers SRAM zu realisieren, ohne die Bildanzeige auszuschalten. Die Aktualisierungsrate dieser Methode hängt eng mit der Datenschreibgeschwindigkeit zusammen. Je schneller der Videospeicher Daten schreibt, desto höher ist die Aktualisierungsrate dieser Methode.
Es wird angenommen, dass der maximale Arbeitstakt der CPU 60 MHz ist, und die JPEG-Decodierung Update-Methode wird angenommen. Wenn zu diesem Zeitpunkt der Decodierungspufferbereich beim Aktualisieren der Daten dem On-Chip-Speicher der CPU zugewiesen wird, werden die Daten direkt aus dem Speicher in den SRAM geschrieben, was jeweils 0,17 μs dauert. Wenn der Decodierungspufferbereich im Off-Chip-Bereich zugewiesen ist, muss die CPU zuerst die Daten außerhalb des Chips lesen und dann die Daten beim Aktualisieren der Daten in den SRAM schreiben, so dass ein Schreibvorgang 0,25 μs dauert. Wenn zwischen zwei nebeneinander angezeigten Bildern nur ein teilweiser Unterschied besteht oder die Textanzeigeinformationen aktualisiert werden, kann ein Aktualisierungsverfahren für teilweise Daten verwendet werden, um die Aktualisierungsrate zu erhöhen. Tabelle 2 zeigt die Bus-Leerlaufzeit in jedem Frame von Bild enthalten ist, und die Bildfrequenz für alle Bildaktualisierungen und 10% partielles Updates unter verschiedenen Dekodierungspufferzuteilungsverfahren. Die hier erwähnte Bildrate bezieht sich auf die Aktualisierungsgeschwindigkeit der Videospeicherdaten, nicht auf die Bildschirmaktualisierungsrate des Bildes, sondern hat keinen Einfluss auf die Aktualisierungsrate.
Das auf dem obigen Schema basierende eingebettete VGA-Anzeigesystem realisiert das eingebettete hochauflösende VGA-Display nur mit der Systemsteuerkarte und dem CRT-Display.
Durch die Entwurfsanalyse und die tatsächliche Verwendung des eingebetteten VGA-Anzeigesystems werden die folgenden Schlussfolgerungen gezogen:
(1) Da es sich bei der VGA-Anzeige um einen Hochgeschwindigkeitsprozess handelt, sollten bei der Auswahl der Geräte Hochgeschwindigkeitsgeräte ausgewählt werden.
(2) Die Anforderungen an das Timing der VGA-Anzeige sind strenger. Die Vorder- und Hinterkante sowie die Synchronisationsimpulsbreite im Timing müssen gemäß strengen Referenzdaten eingestellt werden.
(3) Im Allgemeinen kann die Datenaktualisierungsrate aufgrund der Einschränkung der Datenschnittstelle nicht das Niveau des Computers erreichen. Durch einige spezielle Designs kann es immer noch die Anforderungen der meisten eingebetteten VGAs erfüllen.
(4) Leistung, Kosten und Komplexität sollten umfassend berücksichtigt werden, und die tatsächlichen Anforderungen des Systems sollten als Ziel herangezogen werden, und es sollten angemessene und praktische Entwurfsschemata angenommen werden.
Dieser Standard ist für den heutigen PC-Markt bereits sehr veraltet. Trotzdem ist VGA immer noch ein niedriger Standard, der von den meisten Herstellern unterstützt wird, und PCs müssen den VGA-Standard unterstützen, bevor sie ihre eigenen einzigartigen Treiber laden.
Mit Ausnahme der auf 256 Farben erweiterten Farbversion im EGA-Stil können diese 256 Farben über VGA DAC (Digital-Analog-Wandler) als beliebige Farbe angegeben werden. Dies ändert die ursprünglichen Regeln für EGA-Farbtafeln bis zu einem gewissen Grad, da dies ursprünglich bei EGA nur eine Möglichkeit für das Programm ist, die meisten Farben für jeden Kanal (dh Rot, Grün und Blau) unter 2 Bit auszuwählen. Aber unter VGA, es ist nur eine einfache Tabelle mit 64 Farben, von denen jeder individuell verändert werden kann. Beispielsweise stellen die ersten beiden Bits der EGA-Farbe die Menge an Rot dar, was bei VGA nicht unbedingt der Fall ist.
Wenn VGA die Farbe der Farbtafel angibt, hat ein Farbkanal 6 Bits, von denen jedes 64 verschiedene Änderungen für Rot, Grün und Blau aufweist, sodass insgesamt 262.144 Farben vorhanden sind. Jede der 256 Farben kann als Farbplattenfarbe ausgewählt werden (und jede der 256 Farben kann verwendet werden, um die Farben des CGA-Modus anzuzeigen).
Diese Methode ermöglicht es dem VGA-Modus schließlich, bei der Anzeige von EGA- und CGA-Modi beispiellose Farben zu verwenden, da VGA eine analoge Methode zum Zeichnen von EGA- und CGA-Bildern verwendet. Geben Sie ein Beispiel für die Konvertierung von Farbtafeln: Um die Zeichenfarbe des Textmodus auf Dunkelrot einzustellen, muss Dunkelrot eine Farbe im CGA 16-Farbsatz sein (z. B. anstelle von CGAs Standardgrau Nr. 7). Diese Position Nr. 7 wird in der EGA-Farbplatte als Nr. 42 bezeichnet, und dann bezeichnet der VGA-DAC EGA Nr. 42 als dunkelrot. Das ursprüngliche CGA Nr. 7-Grau auf dem Bildschirm wird dunkelrot. Diese Technik wird häufig in 256-Farben-VGA-DOS-Spielen verwendet, um den Ein- und Ausblendbildschirm von Ladespielen anzuzeigen.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass CGA und EGA nur 16 Farben gleichzeitig anzeigen können, während VGA den Modus 13h verwendet. Es können alle Farben auf der 256-Farben-Platte gleichzeitig angezeigt werden, und die 256 Farben werden aus 262.144 Farben ausgewählt.
