Parámetros técnicos y principio de funcionamiento del cable de datos VGA
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¿Qué es un cable de datos VGA?
El cable de datos VGA es un cable especial que se utiliza para conectar la interfaz VGA (D-SUB) del televisor o monitor y la interfaz VGA (D-SUB) de la tarjeta gráfica. La mayoría de las computadoras y los dispositivos de visualización externos están conectados a través de una interfaz VGA analógica. La información de la imagen de visualización generada de manera digital dentro de la computadora se convierte en señales de colores primarios R, G y B y señales de sincronización de línea y campo mediante el convertidor digital / analógico en la tarjeta gráfica. La señal se transmite al dispositivo de visualización a través del cable de datos. Para los dispositivos de visualización analógica, como las pantallas CRT analógicas, la señal se envía directamente al circuito de procesamiento correspondiente para impulsar y controlar el tubo de imagen para generar imágenes. Para dispositivos de visualización digital como LCD y DLP, el dispositivo de visualización debe estar equipado con un conversor A / D (analógico / digital) correspondiente para convertir señales analógicas en señales digitales. Después de las conversiones D / A y A / D2, algunos detalles de la imagen se perderán inevitablemente. Es mejor utilizar un cable de datos de tipo DVI o HDMI para conectarse a un dispositivo de visualización digital.
La aplicación de la tecnología VGA también se basa principalmente en computadoras con tarjeta de visualización VGA, computadoras portátiles y otros equipos. Sin embargo, en algunos dispositivos que requieren la visualización de imágenes en color de alta resolución y no es necesario utilizar una computadora, la aplicación de la tecnología VGA rara vez se ve.
El sistema de pantalla VGA integrado basado en este método de diseño puede mostrar y controlar imágenes VGA sin usar una tarjeta de pantalla VGA y una computadora. El sistema se puede utilizar ampliamente en la visualización de publicidad e información rápida en supermercados, estaciones, aeropuertos y otros lugares públicos, y también se puede utilizar en la visualización de información operativa en el proceso de producción del taller de la fábrica. También se puede utilizar en la vida diaria en forma de multimedia.
1. Principio de visualización y realización de la sincronización VGA
El sistema general de tarjetas de visualización VGA se compone principalmente de tres partes: circuito de control, área de búfer de visualización y programa BIOS de vídeo. El circuito de control se muestra en la Figura 1. El circuito de control completa principalmente las funciones de generación de temporización, operación de datos de búfer de visualización, selección de reloj maestro y conversión D / A; El búfer de visualización proporciona espacio en el búfer de datos de visualización; El BIOS de video se solidifica en la ROM de la tarjeta de visualización como un programa de control.
1.1 análisis de temporización VGA
A través del análisis del principio de funcionamiento básico de la tarjeta de visualización VGA, se puede saber que para realizar la visualización VGA, es necesario resolver los problemas de la fuente de datos, el almacenamiento de datos y la realización de tiempos. La clave es cómo implementar la sincronización VGA. La secuencia de visualización de referencia estándar de VGA se muestra en la Figura 2. Tanto la sincronización de línea como la sincronización de fotogramas deben generar cuatro partes: Sincronización a, Porche trasero b, Intervalo de visualización cy Porche delantero d. Los parámetros de sincronización de varios modos de uso común se muestran en la Tabla 1.
1.2 Realización de temporización VGA
Primero, determine la frecuencia del reloj principal de acuerdo con la frecuencia de actualización y luego calcule el número total de ciclos de línea a partir de la frecuencia del reloj principal y la resolución de la imagen. Luego, el tiempo de cada secuencia de tiempo de a, b, c, d dada en la Tabla 1 se convierte en el número de ciclos de reloj de acuerdo con la frecuencia de la fuente principal de impulsos de conteo. En el CPLD, los contadores y los flip-flops RS se utilizan para generar señales de pulso de diferentes anchos y ciclos en función de los ciclos de reloj calculados de cada segmento de tiempo. Reutilice su combinación lógica para formar cada secuencia de tiempo de a, b, c, d en la Figura 2 y la señal en blanco BLANK y la señal de sincronización SYNC del convertidor D / A.
1.3 Cómo leer la dirección SRAM
El reloj principal se utiliza como la señal de impulso de recuento de píxeles, y también proporciona la señal de lectura de la SRAM memoria de visualización y el reloj de conversión D / A. La salida del contador impulsado por él se utiliza como la dirección baja de lectura de SRAM. La señal de sincronización de línea se usa como la señal de pulso de conteo de línea, y la salida del contador impulsado por ella se usa como la dirección alta de lectura de SRAM. Dado que se utilizan dos piezas de SRAM, la dirección más alta se utiliza como selección de chip de SRAM. Debido a que existe un cierto retraso de tiempo cuando la señal pasa a través del dispositivo lógico interno del CPLD, cuando el CPLD genera la dirección y la señal de lectura para leer datos, la señal de lectura, la señal de dirección y la señal de datos no pueden cumplir con los requisitos de tiempo de la SRAM para leer datos. El circuito de hardware puede ser utilizado para hacer ciertos ajustes de temporización para las señales de lectura, de modo que los requisitos de temporización para la lectura de SRAM y la introducción de datos para el DAC pueden ser satisfechas entre las señales.
1.4 Ancho y formato de los datos
Si el VGA muestra una imagen BMP de color verdadero, requiere 8 bits para cada uno de los tres componentes de R, G y B, es decir, 24 bits representan un valor de píxel y, en muchos casos, se utilizan 32 bits para representar un valor de píxel. Para ahorrar espacio de almacenamiento de la memoria de video, se pueden usar imágenes de alto color, es decir, cada valor de píxel está representado por 16 bits, y los tres componentes de R, G y B usan 5 bits, 6 bits y 5 bits respectivamente. En comparación con la imagen en color verdadero, el volumen de datos se reduce a la mitad y el efecto de visualización se puede satisfacer al mismo tiempo.
(1) Controlador:
visualización VGA tiene múltiples modos, que necesitan ser conmutada entre los modos a través del controlador, y la visualiza necesidades de contenido para ser recibida, procesada y visualizada. Por lo tanto, cuanto mayor sea el rendimiento del controlador, mejor será la actualización de datos y el efecto de visualización.
(2) Mostrar el área del búfer de datos:
La pantalla VGA requiere una velocidad de memoria rápida y una gran capacidad. La velocidad de lectura debe alcanzar 65 MHz o menos, y la capacidad de almacenamiento debe ser de al menos 2 MB. Se puede utilizar SRAM o SDRAM de alta velocidad como búfer de datos de visualización.
(3) Convertidor digital a analógico DAC: La pantalla VGA tiene los siguientes requisitos para DAC de conversión de digital a analógico: Una es la conversión de alta velocidad, la velocidad de conversión debe ser de 80 MHz o superior; En segundo lugar, tiene una buena rigidez, lo que puede garantizar la sincronización de las señales R, G y B; El tercero es la precisión correspondiente. Puede elegir un chip de video dedicado que incluya D / A de alta velocidad de 3 canales y 8 bits.
(4) Fuente de datos y su interfaz: Para mejorar la eficiencia de la pantalla VGA, es necesario actualizar continuamente los datos, mientras se garantiza el rendimiento en tiempo real, por lo que se requiere una velocidad de interfaz muy alta. Aunque la tarjeta de visualización VGA puede alcanzar una velocidad de actualización de datos de 100 Mbps, el equipo general, especialmente el equipo integrado, no puede alcanzar una velocidad tan alta y, en la mayoría de los casos, no se requiere una tasa de actualización de datos tan alta.
Las interfaces más utilizadas son la interfaz EPP, la interfaz USB, TCP / IP, RS232C / 485, etc. Entre ellos, TCP / IP, interfaz EPP e interfaz USB están basados en computadora, y la velocidad es más rápida; TCP / IP y RS232C / 485 son interfaces basadas en la comunicación de red. Aunque RS485 es lento, se usa ampliamente y puede realizar control remoto.
Cuando la fuente de datos es una interfaz de baja velocidad, puede considerar usar una tarjeta de memoria Flash o SM para pre-almacenar algunos archivos de fuentes y datos de visualización de imágenes de uso común. Estos datos se aplican directamente cuando se actualizan los datos, lo que acelera la velocidad de actualización de la caché de pantalla. Esto no solo satisface la visualización de imágenes de alta resolución, sino que también satisface la rápida actualización de los datos de información de texto. Para almacenar más imágenes al principio, primero puede almacenar imágenes en formato JPEG y luego decodificarlas en imágenes de mapa de bits BMP mediante el controlador y enviarlas al búfer de visualización para su visualización, expandiendo así relativamente el espacio de almacenamiento de Flash. Al mismo tiempo, dado que la velocidad de decodificación de la imagen es mucho más rápida que la velocidad de la interfaz de la fuente de datos, la velocidad de actualización de datos de la memoria intermedia de visualización se mejora correspondientemente.
(1) Al usar RAM de doble puerto con función de caché, este método utiliza una gran cantidad de dispositivos, alto consumo de energía y alto costo, lo cual es básicamente indeseable.
(2) Se utilizan dos conjuntos de SRAM para el modo de trabajo de ping-pong, un conjunto de SRAM se utiliza para la visualización al mismo tiempo, el otro conjunto de SRAM se utiliza para la actualización de datos de imagen y, a continuación, se cambian los dos conjuntos de SRAM. Hacerlo aumentará algunos costos y requerirá un control de bus más complejo.
(3) Utilice FPAG / CPLD y SDRAM para construir SRAM de doble puerto. Este método tiene un buen rendimiento en tiempo real, bajo costo y un control de tiempo complicado. Es la mejor solución para lograr requisitos de alto rendimiento y bajo costo.
(4) El uso de un conjunto de SRAM como memoria de video puede simplificar el diseño del sistema y reducir los costos. En este momento, puede considerar usar el segmento de tiempo inactivo del bus SRAM en el tiempo de línea y tiempo de cuadro para realizar la actualización de datos de la memoria de pantalla SRAM sin apagar la pantalla de imagen. La tasa de actualización de este método está estrechamente relacionada con la velocidad de escritura de datos. Cuanto más rápido sean los datos de escritura de la memoria de video, mayor será la tasa de actualización de este método.
Se supone que el reloj de trabajo máximo de la CPU es de 60 MHz y se adopta el método de actualización de decodificación JPEG. En este momento, si el área de búfer de decodificación se asigna a la memoria en chip de la CPU, cuando se actualizan los datos, los datos se escriben directamente desde la memoria a la SRAM, lo que toma 0,17 μs cada vez; Si el área del búfer de decodificación se asigna en el espacio fuera del chip, la CPU debe primero leer los datos fuera del chip y luego escribir los datos en la SRAM cuando se actualizan los datos, de modo que una escritura toma 0.25μs. Cuando solo hay una diferencia parcial entre dos imágenes visualizadas adyacentes o la información de visualización de texto se actualiza, se puede utilizar un método de actualización de datos parcial para aumentar la tasa de actualización. La Tabla 2 muestra el tiempo de inactividad del bus contenido en cada fotograma de la imagen y la velocidad de fotogramas para todas las actualizaciones de imágenes y actualizaciones parciales del 10% bajo diferentes métodos de asignación de búfer de decodificación. La frecuencia de fotogramas mencionada aquí se refiere a la velocidad de actualización de los datos de la memoria de video, no a la frecuencia de actualización de la pantalla de la imagen, no tiene ningún efecto sobre la frecuencia de actualización.
El sistema de pantalla VGA integrado diseñado en base al esquema anterior realiza la pantalla VGA integrada de alta resolución con solo la placa de control del sistema y la pantalla CRT.
Mediante el análisis del diseño y el uso real del sistema de visualización VGA integrado, se obtienen las siguientes conclusiones:
(1) Dado que la pantalla VGA es un proceso de alta velocidad, se deben seleccionar dispositivos de alta velocidad al seleccionar dispositivos.
(2) Los requisitos de tiempo de visualización de VGA son más estrictos, los bordes delantero y trasero y el ancho del pulso de sincronización en el tiempo deben configurarse de acuerdo con datos de referencia estrictos.
(3) En general, debido a la limitación de la interfaz de datos, la tasa de actualización de datos no puede alcanzar el nivel de la computadora. A través de algunos diseños especiales, aún puede satisfacer las necesidades de la mayoría de los VGA integrados.
(4) El rendimiento, el costo y la complejidad deben considerarse de manera integral, y las necesidades reales del sistema deben tomarse como objetivo, y deben adoptarse esquemas de diseño razonables y prácticos.
Este estándar ya está muy desactualizado para el mercado actual de computadoras personales. Aun así, VGA sigue siendo un estándar bajo admitido por la mayoría de los fabricantes, y las computadoras personales deben admitir el estándar VGA antes de cargar sus propios controladores únicos.
El término VGA se usa a menudo directamente para referirse a la resolución de 640 × 480 independientemente del dispositivo gráfico. El dispositivo VGA puede almacenar 4 placas de color EGA completas al mismo tiempo y puede cambiar rápidamente entre ellas, lo que parece cambios de color instantáneos en la pantalla.
Excepto por la versión de color de estilo EGA expandida a 256 colores, estos 256 colores se pueden especificar como cualquier color a través de VGA DAC (convertidor de digital a analógico). Esto cambia las reglas de la placa de color EGA original hasta cierto punto, porque originalmente en EGA, esta es solo una forma de que el programa seleccione los colores más múltiples para cada canal (es decir, rojo, verde y azul) en 2 bits. Pero bajo VGA es sólo una simple tabla de un grupo de 64 colores, cada uno de los cuales se pueden cambiar de forma individual, por ejemplo, los dos primeros bits de color EGA representan la cantidad de rojo, que no es necesariamente el caso en VGA.
Cuando VGA especifica el color de la placa de color, un canal de color tiene 6 bits, cada uno de los cuales tiene 64 cambios diferentes para rojo, verde y azul, por lo que hay un total de 262,144 colores. Cualquiera de los 256 colores se puede seleccionar como color de la placa de color (y se pueden usar 16 de los 256 colores para mostrar los colores del modo CGA).
Este método finalmente todavía permite que el modo VGA use colores sin precedentes al mostrar los modos EGA y CGA, porque VGA usa una forma analógica para dibujar imágenes EGA y CGA. Proporcione un ejemplo de conversión de placas de color: Para establecer el color del carácter del modo de texto en rojo oscuro, el rojo oscuro debe ser un color en el conjunto de colores CGA 16 (por ejemplo, en lugar del gris N ° 7 predeterminado de CGA). Esta posición No. 7 se designará como No. 42 en la placa de color EGA, y luego el VGA DAC designará EGA # 42 como rojo oscuro. El gris CGA No. 7 original en la pantalla se volverá rojo oscuro. Esta técnica se usa a menudo en juegos VGA DOS de 256 colores para indicar la pantalla de aparición y desaparición gradual de los juegos de carga.
El cable de datos VGA es un cable especial que se utiliza para conectar la interfaz VGA (D-SUB) del televisor o monitor y la interfaz VGA (D-SUB) de la tarjeta gráfica. La mayoría de las computadoras y los dispositivos de visualización externos están conectados a través de una interfaz VGA analógica. La información de la imagen de visualización generada de manera digital dentro de la computadora se convierte en señales de colores primarios R, G y B y señales de sincronización de línea y campo mediante el convertidor digital / analógico en la tarjeta gráfica. La señal se transmite al dispositivo de visualización a través del cable de datos. Para los dispositivos de visualización analógica, como las pantallas CRT analógicas, la señal se envía directamente al circuito de procesamiento correspondiente para impulsar y controlar el tubo de imagen para generar imágenes. Para dispositivos de visualización digital como LCD y DLP, el dispositivo de visualización debe estar equipado con un conversor A / D (analógico / digital) correspondiente para convertir señales analógicas en señales digitales. Después de las conversiones D / A y A / D2, algunos detalles de la imagen se perderán inevitablemente. Es mejor utilizar un cable de datos de tipo DVI o HDMI para conectarse a un dispositivo de visualización digital.
El principio de funcionamiento del cable de datos VGA
VGA (Video Graphics Array) es un estándar de transmisión de video introducido por IBM en 1987 con la máquina PS / 2. Tiene las ventajas de alta resolución, velocidad de visualización rápida y colores intensos, y se ha utilizado ampliamente en el campo de las pantallas en color.La aplicación de la tecnología VGA también se basa principalmente en computadoras con tarjeta de visualización VGA, computadoras portátiles y otros equipos. Sin embargo, en algunos dispositivos que requieren la visualización de imágenes en color de alta resolución y no es necesario utilizar una computadora, la aplicación de la tecnología VGA rara vez se ve.
El sistema de pantalla VGA integrado basado en este método de diseño puede mostrar y controlar imágenes VGA sin usar una tarjeta de pantalla VGA y una computadora. El sistema se puede utilizar ampliamente en la visualización de publicidad e información rápida en supermercados, estaciones, aeropuertos y otros lugares públicos, y también se puede utilizar en la visualización de información operativa en el proceso de producción del taller de la fábrica. También se puede utilizar en la vida diaria en forma de multimedia.
1. Principio de visualización y realización de la sincronización VGA
El sistema general de tarjetas de visualización VGA se compone principalmente de tres partes: circuito de control, área de búfer de visualización y programa BIOS de vídeo. El circuito de control se muestra en la Figura 1. El circuito de control completa principalmente las funciones de generación de temporización, operación de datos de búfer de visualización, selección de reloj maestro y conversión D / A; El búfer de visualización proporciona espacio en el búfer de datos de visualización; El BIOS de video se solidifica en la ROM de la tarjeta de visualización como un programa de control.
1.1 análisis de temporización VGA
A través del análisis del principio de funcionamiento básico de la tarjeta de visualización VGA, se puede saber que para realizar la visualización VGA, es necesario resolver los problemas de la fuente de datos, el almacenamiento de datos y la realización de tiempos. La clave es cómo implementar la sincronización VGA. La secuencia de visualización de referencia estándar de VGA se muestra en la Figura 2. Tanto la sincronización de línea como la sincronización de fotogramas deben generar cuatro partes: Sincronización a, Porche trasero b, Intervalo de visualización cy Porche delantero d. Los parámetros de sincronización de varios modos de uso común se muestran en la Tabla 1.
1.2 Realización de temporización VGA
Primero, determine la frecuencia del reloj principal de acuerdo con la frecuencia de actualización y luego calcule el número total de ciclos de línea a partir de la frecuencia del reloj principal y la resolución de la imagen. Luego, el tiempo de cada secuencia de tiempo de a, b, c, d dada en la Tabla 1 se convierte en el número de ciclos de reloj de acuerdo con la frecuencia de la fuente principal de impulsos de conteo. En el CPLD, los contadores y los flip-flops RS se utilizan para generar señales de pulso de diferentes anchos y ciclos en función de los ciclos de reloj calculados de cada segmento de tiempo. Reutilice su combinación lógica para formar cada secuencia de tiempo de a, b, c, d en la Figura 2 y la señal en blanco BLANK y la señal de sincronización SYNC del convertidor D / A.
1.3 Cómo leer la dirección SRAM
El reloj principal se utiliza como la señal de impulso de recuento de píxeles, y también proporciona la señal de lectura de la SRAM memoria de visualización y el reloj de conversión D / A. La salida del contador impulsado por él se utiliza como la dirección baja de lectura de SRAM. La señal de sincronización de línea se usa como la señal de pulso de conteo de línea, y la salida del contador impulsado por ella se usa como la dirección alta de lectura de SRAM. Dado que se utilizan dos piezas de SRAM, la dirección más alta se utiliza como selección de chip de SRAM. Debido a que existe un cierto retraso de tiempo cuando la señal pasa a través del dispositivo lógico interno del CPLD, cuando el CPLD genera la dirección y la señal de lectura para leer datos, la señal de lectura, la señal de dirección y la señal de datos no pueden cumplir con los requisitos de tiempo de la SRAM para leer datos. El circuito de hardware puede ser utilizado para hacer ciertos ajustes de temporización para las señales de lectura, de modo que los requisitos de temporización para la lectura de SRAM y la introducción de datos para el DAC pueden ser satisfechas entre las señales.
1.4 Ancho y formato de los datos
Si el VGA muestra una imagen BMP de color verdadero, requiere 8 bits para cada uno de los tres componentes de R, G y B, es decir, 24 bits representan un valor de píxel y, en muchos casos, se utilizan 32 bits para representar un valor de píxel. Para ahorrar espacio de almacenamiento de la memoria de video, se pueden usar imágenes de alto color, es decir, cada valor de píxel está representado por 16 bits, y los tres componentes de R, G y B usan 5 bits, 6 bits y 5 bits respectivamente. En comparación con la imagen en color verdadero, el volumen de datos se reduce a la mitad y el efecto de visualización se puede satisfacer al mismo tiempo.
2. Diseño de unidad funcional
Para realizar una visualización VGA, además de realizar el control de tiempo, se deben admitir otras unidades funcionales para realizar una visualización completa de la imagen.(1) Controlador:
visualización VGA tiene múltiples modos, que necesitan ser conmutada entre los modos a través del controlador, y la visualiza necesidades de contenido para ser recibida, procesada y visualizada. Por lo tanto, cuanto mayor sea el rendimiento del controlador, mejor será la actualización de datos y el efecto de visualización.
(2) Mostrar el área del búfer de datos:
La pantalla VGA requiere una velocidad de memoria rápida y una gran capacidad. La velocidad de lectura debe alcanzar 65 MHz o menos, y la capacidad de almacenamiento debe ser de al menos 2 MB. Se puede utilizar SRAM o SDRAM de alta velocidad como búfer de datos de visualización.
(3) Convertidor digital a analógico DAC: La pantalla VGA tiene los siguientes requisitos para DAC de conversión de digital a analógico: Una es la conversión de alta velocidad, la velocidad de conversión debe ser de 80 MHz o superior; En segundo lugar, tiene una buena rigidez, lo que puede garantizar la sincronización de las señales R, G y B; El tercero es la precisión correspondiente. Puede elegir un chip de video dedicado que incluya D / A de alta velocidad de 3 canales y 8 bits.
(4) Fuente de datos y su interfaz: Para mejorar la eficiencia de la pantalla VGA, es necesario actualizar continuamente los datos, mientras se garantiza el rendimiento en tiempo real, por lo que se requiere una velocidad de interfaz muy alta. Aunque la tarjeta de visualización VGA puede alcanzar una velocidad de actualización de datos de 100 Mbps, el equipo general, especialmente el equipo integrado, no puede alcanzar una velocidad tan alta y, en la mayoría de los casos, no se requiere una tasa de actualización de datos tan alta.
Las interfaces más utilizadas son la interfaz EPP, la interfaz USB, TCP / IP, RS232C / 485, etc. Entre ellos, TCP / IP, interfaz EPP e interfaz USB están basados en computadora, y la velocidad es más rápida; TCP / IP y RS232C / 485 son interfaces basadas en la comunicación de red. Aunque RS485 es lento, se usa ampliamente y puede realizar control remoto.
Cuando la fuente de datos es una interfaz de baja velocidad, puede considerar usar una tarjeta de memoria Flash o SM para pre-almacenar algunos archivos de fuentes y datos de visualización de imágenes de uso común. Estos datos se aplican directamente cuando se actualizan los datos, lo que acelera la velocidad de actualización de la caché de pantalla. Esto no solo satisface la visualización de imágenes de alta resolución, sino que también satisface la rápida actualización de los datos de información de texto. Para almacenar más imágenes al principio, primero puede almacenar imágenes en formato JPEG y luego decodificarlas en imágenes de mapa de bits BMP mediante el controlador y enviarlas al búfer de visualización para su visualización, expandiendo así relativamente el espacio de almacenamiento de Flash. Al mismo tiempo, dado que la velocidad de decodificación de la imagen es mucho más rápida que la velocidad de la interfaz de la fuente de datos, la velocidad de actualización de datos de la memoria intermedia de visualización se mejora correspondientemente.
3 Realización sincrónica de actualización y visualización de datos de memoria de video
Cuando se muestra VGA, es necesario considerar cómo realizar la sincronización de la actualización y visualización de los datos de la memoria de video. Hay varias soluciones:(1) Al usar RAM de doble puerto con función de caché, este método utiliza una gran cantidad de dispositivos, alto consumo de energía y alto costo, lo cual es básicamente indeseable.
(2) Se utilizan dos conjuntos de SRAM para el modo de trabajo de ping-pong, un conjunto de SRAM se utiliza para la visualización al mismo tiempo, el otro conjunto de SRAM se utiliza para la actualización de datos de imagen y, a continuación, se cambian los dos conjuntos de SRAM. Hacerlo aumentará algunos costos y requerirá un control de bus más complejo.
(3) Utilice FPAG / CPLD y SDRAM para construir SRAM de doble puerto. Este método tiene un buen rendimiento en tiempo real, bajo costo y un control de tiempo complicado. Es la mejor solución para lograr requisitos de alto rendimiento y bajo costo.
(4) El uso de un conjunto de SRAM como memoria de video puede simplificar el diseño del sistema y reducir los costos. En este momento, puede considerar usar el segmento de tiempo inactivo del bus SRAM en el tiempo de línea y tiempo de cuadro para realizar la actualización de datos de la memoria de pantalla SRAM sin apagar la pantalla de imagen. La tasa de actualización de este método está estrechamente relacionada con la velocidad de escritura de datos. Cuanto más rápido sean los datos de escritura de la memoria de video, mayor será la tasa de actualización de este método.
Se supone que el reloj de trabajo máximo de la CPU es de 60 MHz y se adopta el método de actualización de decodificación JPEG. En este momento, si el área de búfer de decodificación se asigna a la memoria en chip de la CPU, cuando se actualizan los datos, los datos se escriben directamente desde la memoria a la SRAM, lo que toma 0,17 μs cada vez; Si el área del búfer de decodificación se asigna en el espacio fuera del chip, la CPU debe primero leer los datos fuera del chip y luego escribir los datos en la SRAM cuando se actualizan los datos, de modo que una escritura toma 0.25μs. Cuando solo hay una diferencia parcial entre dos imágenes visualizadas adyacentes o la información de visualización de texto se actualiza, se puede utilizar un método de actualización de datos parcial para aumentar la tasa de actualización. La Tabla 2 muestra el tiempo de inactividad del bus contenido en cada fotograma de la imagen y la velocidad de fotogramas para todas las actualizaciones de imágenes y actualizaciones parciales del 10% bajo diferentes métodos de asignación de búfer de decodificación. La frecuencia de fotogramas mencionada aquí se refiere a la velocidad de actualización de los datos de la memoria de video, no a la frecuencia de actualización de la pantalla de la imagen, no tiene ningún efecto sobre la frecuencia de actualización.
El sistema de pantalla VGA integrado diseñado en base al esquema anterior realiza la pantalla VGA integrada de alta resolución con solo la placa de control del sistema y la pantalla CRT.
Mediante el análisis del diseño y el uso real del sistema de visualización VGA integrado, se obtienen las siguientes conclusiones:
(1) Dado que la pantalla VGA es un proceso de alta velocidad, se deben seleccionar dispositivos de alta velocidad al seleccionar dispositivos.
(2) Los requisitos de tiempo de visualización de VGA son más estrictos, los bordes delantero y trasero y el ancho del pulso de sincronización en el tiempo deben configurarse de acuerdo con datos de referencia estrictos.
(3) En general, debido a la limitación de la interfaz de datos, la tasa de actualización de datos no puede alcanzar el nivel de la computadora. A través de algunos diseños especiales, aún puede satisfacer las necesidades de la mayoría de los VGA integrados.
(4) El rendimiento, el costo y la complejidad deben considerarse de manera integral, y las necesidades reales del sistema deben tomarse como objetivo, y deben adoptarse esquemas de diseño razonables y prácticos.
Este estándar ya está muy desactualizado para el mercado actual de computadoras personales. Aun así, VGA sigue siendo un estándar bajo admitido por la mayoría de los fabricantes, y las computadoras personales deben admitir el estándar VGA antes de cargar sus propios controladores únicos.
El término VGA se usa a menudo directamente para referirse a la resolución de 640 × 480 independientemente del dispositivo gráfico. El dispositivo VGA puede almacenar 4 placas de color EGA completas al mismo tiempo y puede cambiar rápidamente entre ellas, lo que parece cambios de color instantáneos en la pantalla.
Excepto por la versión de color de estilo EGA expandida a 256 colores, estos 256 colores se pueden especificar como cualquier color a través de VGA DAC (convertidor de digital a analógico). Esto cambia las reglas de la placa de color EGA original hasta cierto punto, porque originalmente en EGA, esta es solo una forma de que el programa seleccione los colores más múltiples para cada canal (es decir, rojo, verde y azul) en 2 bits. Pero bajo VGA es sólo una simple tabla de un grupo de 64 colores, cada uno de los cuales se pueden cambiar de forma individual, por ejemplo, los dos primeros bits de color EGA representan la cantidad de rojo, que no es necesariamente el caso en VGA.
Cuando VGA especifica el color de la placa de color, un canal de color tiene 6 bits, cada uno de los cuales tiene 64 cambios diferentes para rojo, verde y azul, por lo que hay un total de 262,144 colores. Cualquiera de los 256 colores se puede seleccionar como color de la placa de color (y se pueden usar 16 de los 256 colores para mostrar los colores del modo CGA).
Este método finalmente todavía permite que el modo VGA use colores sin precedentes al mostrar los modos EGA y CGA, porque VGA usa una forma analógica para dibujar imágenes EGA y CGA. Proporcione un ejemplo de conversión de placas de color: Para establecer el color del carácter del modo de texto en rojo oscuro, el rojo oscuro debe ser un color en el conjunto de colores CGA 16 (por ejemplo, en lugar del gris N ° 7 predeterminado de CGA). Esta posición No. 7 se designará como No. 42 en la placa de color EGA, y luego el VGA DAC designará EGA # 42 como rojo oscuro. El gris CGA No. 7 original en la pantalla se volverá rojo oscuro. Esta técnica se usa a menudo en juegos VGA DOS de 256 colores para indicar la pantalla de aparición y desaparición gradual de los juegos de carga.
En resumen, CGA y EGA solo pueden mostrar 16 colores al mismo tiempo, mientras que VGA usa el Modo 13h. Puede mostrar todos los colores en la placa de 256 colores a la vez, y los 256 colores se seleccionan entre 262144 colores.
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