Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия - Михаил Гук

Печать содержимого экрана (Print Screen) поддерживается прерыванием BIOS Int 05h. Обработчик этого прерывания посимвольно выводит содержимое видеопамяти (в текстовом режиме) на порт LPT1. Обработчик пользуется ячейкой 0050:0000 для отражения своего текущего состояния: 00 — неактивен, 01 — выполняется печать, FF — во время последнего вызова произошла ошибка ввода-вывода. Прерывание Int 05h вызывается обработчиком аппаратного прерывания от клавиатуры (Int 09h), когда обнаруживается нажатие клавиши PrintScreen (PrtSc).

8.4. Интерфейсы графических адаптеров

Для подключения дисплея (монитора) к графическому адаптеру компьютера используются специализированные/интерфейсы, по которым передается информация о мгновенном значении яркости базисных цветов (RGB) и сигналы строчной и кадровой синхронизации. Способ передачи уже прошел первый виток спирали развития: от дискретного интерфейса первых адаптеров (MDA, CGA, EGA) через аналоговый интерфейс VGA снова возвращаются к цифровому способу (DVI, P&D, DFP). Интерфейсы мониторов в большинстве своем стандартизованы организацией VESA (www.vesa.org).

Видеоинтерфейсы используются для вывода информации на обычные телеприемники и телевизионные мониторы, а также ввода видеоданных в компьютер. Видеоданные в цифровом виде могут передаваться и приниматься по шине Fire Wire, а также по USB версии 2.0.

Многие графические адаптеры имеют внутренний разъем VFC или VAFC — это параллельная шина для обмена пиксельной информацией с дополнительными картами видеообработки.

К системе (процессору и памяти) графический адаптер подключается через какую-либо шину расширения (AGP, PCI, ISA), их интерфейсы описаны в главе 6.

8.4.1. Дискретный интерфейс RGB TTL

Дискретный интерфейс с уровнями ТТЛ — RGB TTL применялся в мониторах для графических адаптеров MDA, HGC (Hercules), CGA и EGA. Для этого интерфейса требуется разъем DB-9 (розетка на адаптере), назначение контактов приведено в табл. 8.5. В монохромных мониторах используются лишь два сигнала — Video (включить/выключить луч) и Intens (повышенная яркость). В цветных мониторах класса CD (ColorDisplay) для адаптеров CGA используется по одному сигналу для включения каждого луча и общий сигнал повышенной яркости. Таким образом можно было задать 16 цветов. В улучшенном цветном дисплее ECD (Enhanced Color Display) для адаптера EGA требуются два сигнала на каждый базисный цвет: RED, GREEN, BLUE и Red, Green, Blue — соответственно старшие и младшие биты базисных цветов. Таким образом можно задавать 64 цвета.

Таблица 8.5. Дискретный интерфейс монитора (RGB TTL)

Контакт Монитор Mono Color Enhanced Color/Mono 1 GND GND GND 2 GND GND Red 3 – RED RED 4 – GREEN GREEN 5 – BLUE BLUE 6 Intens. Intensiv. Green/Intens. 7 Video Резерв Blue/Video 8 +H.Sync. +H.Sync. +H.Sync. 9 –V.Sync. +V.Sync. –(+)V.Sync.

Строчная и кадровая синхронизация монитора осуществляется сигналами H.Sync и V.Sync. Монохромные адаптеры MDA и HGC, работающие с высоким разрешением (720×350 пикселов), используют высокую частоту развертки. Адаптер CGA работает с низкими частотами (параметры синхронизации близки к телевизионным). Адаптеры и мониторы EGA могут работать с любыми из этих частот. Для облегчения переключения режимов генератора развертки монитора задействуют сигнал V.Sync: полярность импульсов определяет диапазон частот развертки текущего видеорежима.

8.4.2. Аналоговые интерфейсы RGB

Интерфейс RGB Analog с аналоговой передачей сигналов яркости базисных цветов позволяет передавать формально неограниченное число оттенков. Сигналы базисных цветов в современных адаптерах формируются 8-разрядными ЦАП, что позволяет выводить 16,7 миллионов цветов (True Color). Для уменьшения перекрестных помех эти сигналы передаются по витым парам, с собственными обратными линиями (Return). Для согласования с кабелем в мониторе каждая сигнальная пара нагружается резистором. Черному цвету соответствует нулевой потенциал на линиях всех цветов, полной яркости каждого цвета соответствует уровень +0,7 В (не все графические адаптеры обеспечивают полную амплитуду сигнала). Сигналы управления, состояния и синхронизации передаются сигналами ТТЛ. Временные диаграммы интерфейса RGB (они применимы и к интерфейсу RGB TTL) иллюстрирует рис. 8.9. Сигналы R, G, В здесь показаны условно — изображены интервалы, во время которых сигналы отображаются засветкой точек экрана (видимая часть изображения — в областях пересечения отображения по кадру и по строке, в остальное время луч принудительно гасится). На рисунке показаны основные временные параметры сигналов. Стандарт VESA DMT (Discrete Monitor Timing, 1994–1998 гг.) задает дискретный ряд вариантов параметров для различных режимов разрешения. Несколько более поздний стандарт VESA GTF (Generalized Timing Formula Standard) задает формулы для определения всех параметров синхронизации, исходными данными для расчета являются следующие:

♦ формат экрана в пикселах (например, 800×600);

♦ необходимость дополнительного видимого обрамления (overscan borders);

♦ тип развертки — построчная (non-interlaced) или чересстрочная (interlaced);

♦ одна из заданных частот: кадров, строк или пикселов.

Рис. 8.9. Временные диаграммы интерфейса RGB: a — общая картина, б — строчная развертка, в — кадровая развертка

Поскольку стандартов много, один и тот же набор этих параметров разными графическими картами и их драйверами может использовать несколько отличающиеся временные параметры сигнала. Эти вариации приходится компенсировать настройками монитора (размер и смещение по вертикали и горизонтали). Примеры параметров синхронизации для построчной развертки приведены в табл. 8.6. Обратим внимание, что для строчной развертки параметры синхронизации задаются в микросекундах, а для кадровой — в числе строк за это время.

Таблица 8.6. Параметры синхронизации

Режим VESA Частота кадров, Гц Частота строк, кГц Частота пикселов, МГц Строчная развертка, мкс Кадровая развертка, строк Fv Fh Fp A b с d e f g h 640×480 VGA (60Hz) 59.9 31.5 25.2 3.8 1.9 25.4 0.6 2 33 480 10 640×480 VGA (72Hz) 72.8 37.9 31.5 1.3 3.8 20.3 1.0 3 28 480 9 640×480 VGA (85Hz) 85.0 43.3 35.9 1.6 2.2 17.8 1.6 3 25 480 1 800×600 SVGA (60Hz) 60.3 37.9 40.0 3.2 2.2 20.0 1.0 4 23 600 1 800×600 SVGA (85Hz) 85.1 53.7 56.3 1.1 2.7 14.2 0.6 3 27 600 1 1024×768 XGA (60Hz) 60.0 48.4 64.8 2.1 2.5 15.8 0.4 6 29 768 3 1024×768 XGA (85Hz) 85.0 68.7 94.8 1.0 2.2 10.8 0.5 3 36 768 1 1152×864 (85Hz) 85.0 77.5 1280×1024 SXGA (60Hz) 60.0 64.0 107.6 1.0 2.3 11.9 0.4 3 38 1024 1 1280×1024 SXGA (75Hz) 75.0 79.9 135 1280×1024 SXGA (85Hz) 85.0 91.1 1600×1024 (60Hz) 60.0 63.6 1600×1024 (85Hz) 85.0 91.4 1600×1200 (85Hz) 85.0 106.3 1920×1200 (60Hz) 60.0 74.5 1920×1200 (85Hz) 85.0 107.1 2048×1536 (75Hz) 75.0 120.2 2304×1440 (80Hz) 80.0 120.6

Впервые аналоговый интерфейс был применен на адаптере PGA фирмы IBM, где для него использовался 9-контактный разъем DB-9S (табл. 8.7). В дальнейшем, начиная с адаптеров VGA, стали применять малогабаритный 15-контактный разъем с таким же внешним размером (табл. 8.8). По назначению сигналов эти интерфейсы в основном совпадают, существуют даже переходные кабели с 15- на 9-контактные разъемы (табл. 8.9). В адаптере PGA используется совмещенная синхронизация (Composite Sync) сигналом (H+V)Sync.; этот режим поддерживают и многие современные мониторы.