Video Graphics Array

Jämförande tabell över de olika standardvisningslägena.

Video Graphics Array , förkortning VGA , är en analog standard relaterad till datorskärmar som introducerades på marknaden 1987 av IBM .

Beskrivning

VGA hänvisas till som en "array" (vektor) snarare än "adapter" (adapter, kringutrustning) eftersom den designades från början som ett enda chip, som ersatte Motorola 6845 och de dussintals chips som finns på ISA- moderkort som implementerade standarder t.ex. Monochrome Display Adapter ( MDA ), Color Graphics Adapter ( CGA ) eller Enhanced Graphics Adapter ( EGA ).

VGA-chippet kan installeras direkt på moderkortet på en PC mycket enkelt (det kräver bara videominne, en kvartsoscillator och en extern RAMDAC ), och redan de första PS / 2 - modellerna var utrustade med VGA-chippet på moderkortet.

Som med mycket av IBMs hårdvara har kloner av VGA-grafikkort producerats av många andra tillverkare. Även om VGA-standarden i sin ursprungliga form ansågs vara föråldrad under en tid, var det den sista IBM-standarden som de flesta tillverkarna bestämde sig för att följa, vilket gjorde den till en grafikstandard som så brukade vara närvarande i dagens datorer. VGA hade redan tekniskt sett överträffats av IBMs eXtended Graphics Array (XGA)-standard, men har faktiskt utökats avsevärt av de många tillägg som gjorts till VGA av andra tillverkare, som Super VGA .

VGA är fortfarande en viktig grafikstandard än i dag. Det är den "gemensamma nämnaren" som alla grafikkort måste kunna hantera, även innan specifika kortdrivrutiner laddas . I Windows - maskiner visas startskärmen som visas vid start medan maskinen arbetar i VGA-läge (den har inte laddat specifika drivrutiner än) och är också anledningen till att skärmen alltid har låg upplösning och lågt färgdjup.

Videoläge

VGA-kort hanterar både grafik- och textlägen.

Grafiklägen

Standardgrafiklägena är

• 640 × 480 i 16 färger
• 640 × 350 i 16 färger
• 320 × 200 i 16 färger
• 320 × 200 i 256 färger ( 13h-läge )

Utöver standardlägena kan VGA-adaptern konfigureras för att emulera många lägen för korten den ersatte, EGA , CGA och MDA .

Termen VGA används också ofta för att referera till upplösningen 640 × 480, oavsett vilken hårdvara som används för att skapa bilden.

För integrerade enheter, baserat på konventionen att hänvisa till upplösningen 640 × 480 med termen VGA, har de kommersiella villkoren QVGA (320 × 240), QQVGA (160 × 120) och 1/8 VGA (240 × 680) varit myntade.

En XVGA -skärm har 1024 gånger 768 pixlar i 256 färger. IBM hänvisar till detta läge som "8514", uppkallat efter den första IBM-skärmen som kan visa denna upplösning.

Termen VGA används också för att hänvisa till teknikerna för att ansluta datorn till bildskärmen (till exempel skiljer sig en "VGA-kontakt" från en " DVI -kontakt "). Standard VGA-anslutningen mellan PC och bildskärm slutar med en 15-stifts hankontakt/kontakt (på engelska, DE-15 D-subminiature ). VGA-kabeln för bilden till skärmen även vid upplösningar som 1600 × 1200 eller högre. Vissa VGA-enheter använder fortfarande 9- stiftskontakter (samma typ som de som används för EGA-, CGA- och MDA-standarderna), istället för de nyare standarderna som använder 15-stifts.

Programmeringstekniker

En utbredd men dåligt dokumenterad programmeringsteknik, kallad Mode X (myntades först av Michael Abrash ), användes för att göra tillgängliga tekniker och grafikupplösningar inte möjliga med standardläget Mode 13h (ett standardläge med 256 färger för VGA-kort). upplösning på 320 × 200 pixlar och användes för att programmera spel och animeringsprogram fram till 1990). Detta gjordes genom att "dela upp" minnet a256  kB VGA i fyra separata "plan", som använde alla 256 kB RAM tillgängliga i 256-färgsläge. Detta var en avvägning mellan större komplexitet och förlust av prestanda i någon form av grafikoperationer, men problemet mildrades av operationer som gjorde det snabbare i många situationer: färgfyllningen av polygoner kunde påskyndas tack vare möjligheten att rita fyra pixlar med en enda hårdvaruinstruktion. Högre upplösningar kunde tvingas fram med den här tekniken, men 320 × 240 var förmodligen den mest kända och användes för det typiska 4:3 kvadratpixelbildförhållandet .

En annan använd funktion i Mode X är tillgängligheten av flera videosidor i hårdvaran, som används för att utföra sidvändning eller dubbelbuffring . I det officiella läget 13h-läge stöds inte dubbelbuffring, men det är bara möjligt att använda det med Mode X. (Alla 16-färgs VGA-lägen kan använda det).

VGA-kortet tillåter, på grund av dess mycket konfigurerbara natur, många riggade Mode X -lägen . Fractint , ett välkänt fraktalprogram , använde olika riggade VGA-lägen, som drev VGA till sina gränser - utökade 16-färgslägen som 704 × 528, 736 × 552, 768 × 576 och till och med 800 × 600 där det var möjligt. Annan programvara, som Xlib (ett VGA-grafikbibliotek skrivet i C i början av 1990-talet) och ColoRIX (ett 256-färgs grafikprogram), stödde också riggade 256-färgslägen, med många kombinationer av linjer (256, 320 och 360) pixlar) och kolumner (200, 240, 256, 400 och 480). Den praktiska gränsen var 640x400 som använde praktiskt taget varje byte av videominnet på 256 kB.

Det bör dock noteras att uppdateringsfrekvensen måste minskas för att tillåta användningen av dessa videolägen och att de var inkompatibla med vissa bildskärmar, vilket orsakade visningsproblem som saknade bilddetaljer, flimmer, brist på horisontell synkronisering eller vertikal, beroende på vilket videoläge som försökts. På grund av detta var de flesta av VGA- tricken som användes i kommersiella produkter begränsade till "skärmsäkra" kombinationer, såsom 320 × 400 (dubbel upplösning, två videosidor), 320 × 240 (kvadratiska pixlar) och 360 × 480 ( den högsta upplösningen som stöds med VGA-skärmar).

Textlägen

De vanliga alfanumeriska textlägena för VGA använder 80 × 25 eller 40 × 25 celler med text. Varje cell kan välja mellan 16 tillgängliga färger för teckensnittet och 8 för bakgrunden; uppsättningen av de 8 tillåtna bakgrundsfärgerna är densamma som för teckensnittsfärgerna, begränsad till de färger för vilka bitflaggan med hög intensitet inte är aktiv. Dessutom kan varje tecken fås att blinka; alla de som är inställda på att blinka, blinkar unisont. Blinkningsförmågan för hela skärmen kan bytas ut med möjligheten att välja mellan 16 färger istället för 8 för bakgrunden. Alla dessa alternativ är desamma som de som finns i IBMs CGA- standard

VGA-kort stöder vanligtvis både svartvitt och färgtextläge, även om monokroma knappt används. Svartvit text ritas med gråfärgad text på en svart bakgrund på nästan alla moderna VGA-kort. Monokroma VGA-skärmar såldes (främst för textapplikationer), men ändå fungerar de flesta acceptabelt när de är anslutna till färg-VGA-kort.

I färgtextläge representeras varje tecken på skärmen faktiskt av två byte . Den lägre, eller teckenbyte , är den som representerar det faktiska tecknet inom den aktiva teckenuppsättningen och den högre, eller attributbyte , är ett bitfält som används för att välja olika attribut som färg, blinkande, teckenuppsättning , och så vidare. Detta bitparschema är bland egenskaperna hos VGA som definitivt ärvs från CGA.

Adressinformation

Videominnet hos VGA:n mappas till datorns huvudminne genom ett fönster i intervallet 0xA0000 och 0xC0000 av adressutrymmet i realläge. vanligtvis är detta uppdelat enligt följande:

• 0xB0000 för monokromt textläge
• 0xB8000 för färgtextläge och CGA-kompatibelt grafikläge
• 0xA0000 för EGA/VGA-grafiklägen

På grund av användningen av olika mappningar för olika lägen är det möjligt att ha ett monokromt och ett färggrafikkort, som VGA, EGA eller CGA, installerat på en maskin samtidigt . I början av 1980-talet var detta en utbredd praxis, till exempel att visa ett Lotus 1-2-3- kalkylblad i högupplöst text på en monokrom skärm och tillhörande grafik på en lågupplöst CGA-skärm. Senare använde många programmerare denna konfiguration med monokroma kort för att visa felsökningsinformation , medan ett grafikprogram kördes på det andra kortet. Speciellt kan Microsofts CodeView - felsökare fungera i en konfiguration med dubbla bildskärmar för att felsöka fönster. Det fanns även DOS - drivrutiner , vanligtvis kallade ox.sys , som implementerade en seriell gränssnittssimulering på den monokroma skärmen och till exempel gjorde det möjligt för användaren att ta emot kraschmeddelanden från felsökningsversioner av Windows utan att använda en riktig terminal. Du kan också använda kommandot "MODE MONO" vid DOS -prompten för att omdirigera utdata till den svartvita skärmen. När det inte fanns något monokromt kort kunde utrymmet 0xB000 - 0xB7FF användas för program. Till exempel att lägga till raden "DEVICE = EMM386.exe I = B0000-B7FF" gjorde detta minnesutrymme tillgängligt för program laddade i utökat minne.

Standard VGA-videoläge

Standard VGA-videoläge

Sätt	Kille	Upplösning	tecken	färger
0h, 1h	Text	360 × 400	40 × 25	16
2h, 3h	Text	720 × 400	80 × 25	16
4h, 5h	Grafik	320 × 200	40 × 25	4
6h	Grafik	640 × 200	80 × 25	2
7h	Text	720 × 400	80 × 25	Mono
Dh	Grafik	320 × 200	40 × 25	16
Va	Grafik	640 × 200	80 × 25	16
Fh	Grafik	640 × 350	80 × 25	Mono
10h	Grafik	640 × 350	80 × 25	16
11h	Grafik	640 × 480	80 × 30	2
12h	Grafik	640 × 480	80 × 30	16
13h	Grafik	320 × 200	40 × 25	256

Tekniska detaljer

VGA-specifikationerna är följande:

• 256 KiB video - RAM
• 16 och 256 färglägen
• 262 färgpalett med 144 värden (sex bitar per kanal, röd, grön och blå)
• huvudklocka valbar från25,175  MHz eller 28,322 MHz
• maximalt 720 horisontella pixlar (kolumner)
• maximalt 480 vertikala pixlar (linjer)
• uppdateringsfrekvens upp till70  Hz
• Planläge: upp till 16 färger (4 bitars plan)
• Packat-pixelläge: 256 färger (13h-läge)
• hårdvaruhantering av fluid scroll
• hantering av vissa " rasteroperatorer "
• Fatväxel
• hantering av delad skärm
• programvara teckensnitt

Anslutningens struktur

DE-15 (eller HD-15) VGA-kontakt PIN

Standard VGA-kontakter, vi noterar frånvaron av stift 9 i kontakten och stängningen av respektive hål i uttaget

Pin identifiering

Stift	Fungera
1	Röd (video)
2	Grön (video)
3	Blå (video)
4	Monitor-ID Bit 2
5	Massa
6	Röd (massa)
7	Grön (mark)
8	Blå (mark)
9	nyckel
10	Synkronism (massa)
11	Monitor-ID Bit 1
12	Monitor-ID Bit 0
13	Horisontell synkronism
14	Vertikal synkronism
15	[Inte ansluten]

Rapporteringsspecifikationer

Kille	Analog
Upplösning	640 (horisontell) × 480 (vertikal)
Klockfrekvens	25,175  MHz
Horisontell frekvens	31.469  kHz
Vertikal frekvens	59,94 Hz

Monitor-ID Bit

Monitor-ID- bitstiften kan kortslutas eller lämnas öppna för att identifiera vilken typ av monitor som är ansluten.

Om bit ID 0 och bit ID 2 är jordade betyder det att den anslutna bildskärmen är IBM 8514- kompatibel, det vill säga den stöder två (eller fler) frekvenser i interlaced färgläge.

Om bit ID 0 är jordad och bit ID 2 inte är ansluten betyder det att monitorn är IBM 8512- eller IBM 8513-kompatibel, det vill säga den stöder en (eller flera) frekvenser i icke-interlaced färgläge.

Om bit ID 0 inte är ansluten och bit ID 2 är jordad är monitorn IBM 8503-kompatibel svartvit.

Normalt är ID-bit 1 och ID-bit 2 sammanlänkade.

Bibliografi

• George Sutty och Steve Blair, Guide to EGA/VGA Cards , New Techniques, 1990, ISBN  88-7081-581-1 .
• Peter Norton, Richard Wilton, PS / 2 & IBM PC - Programmerarguide , Mondadori Informatica - Microsoft Press, ISBN  88-7131-000-4 .
• VGA-standarden ( JPG ), i MCmicrocomputer , n. 93, Rome, Technimedia, februari 1990, sid. 114-118, ISSN  1123-2714

Relaterade artiklar

• Skärm
• Bildskärm (dator)
• Standardupplösningar

Andra projekt

Andra projekt

• Wikimedia Commons

• Wikimedia Commons innehåller bilder eller andra filer på Video Graphics Array

Externa länkar

• ( EN ) Video Graphics Array , i Encyclopedia Britannica , Encyclopædia Britannica, Inc.