辦公設備：VGA線的顯示系統

2020-06-09 21:14 作者：admin

VGA線很普遍使用，VGA線的顯示系統現在就來說一下吧。IT外包公司好多，為什么那么多人都選擇北京艾銻無限，這是因為他是一個內涵的公司，值得你們擁有。大大小小這么多家公司，多少這么多年，北京艾銻無限就一直實在最前端，IT外包、網站建設、服務器維護。都是你們選擇的最好的理由。
顯存與顯示
在VGA顯示時，要考慮如何實現顯存數據更新與顯示的同步進行。解決的方案有以下幾種:
(1) 采用具有緩存作用的雙口RAM，這種方法使用的器件數量多、功耗大、成本高，基本不可取。
(2) 采用兩組SRAM進行乒乓工作模式，一組SRAM用于顯示的同時，另一組SRAM用于圖像數據的更新，然后在兩組SRAM之間切換。這樣做會提高一些成本，而且需要更復雜的總線控制。
(3) 利用FPGA/CPLD和SDRAM構造雙口SRAM。這種方法實時性好，成本較低，時序控制比較復雜，它是 實現高性能低成本要求的最佳方案。
(4) 采用一組SRAM作為顯存，可以簡化系統設計、降低成本。這時可以考慮利用行時序和幀時序中SRAM總線空閑的時序段，在不關閉圖像顯示的情況下實現顯存SRAM的數據更新。該方法的更新率與數據寫速度密切相關，顯存的寫數據速度越快，該方法的更新率就越高。
假設CPU的工作時鐘最大為60MHz，并采用JPEG解碼更新方式。這時如果將解碼緩存區分配在CPU片內內存，則更新數據時直接由內存向 SRAM寫數據，一次需要0.17μs;如果將解碼緩存區分配在片外空間，則更新數據時CPU要先從片外讀數據，再向SRAM寫數據，這樣寫一次需要 0.25μs。在相鄰顯示的兩幀圖像只存在局部差別或更新文本顯示信息時，可使用局部數據更新方法，以提高更新率。表2給出了顯示每幀圖像包含的總線空閑時間，以及在不同解碼緩存區分配方式下圖像全部更新和10%局部更新的幀率。這里提到的幀率是指對顯存數據的更新速度，而不是指圖像的屏幕刷新率，它對刷新率沒有影響。

嵌入式
基于以上方案設計的嵌入式VGA顯示系統在只有系統控制板和CRT顯示器的情況下實現了嵌入式高分辨率VGA顯示。
通過對嵌入式VGA顯示系統的設計分析和實際使用，得到如下結論:
(1) 由于VGA顯示是一個高速過程，所以選擇器件時要選擇高速器件。
(2) VGA顯示時序要求較嚴格，時序中的前后沿及同步脈沖寬度都要依照嚴格的參考數據設置。
(3) 在一般情況下，由于數據接口的限制，數據更新率不能達到計算機的水平。通過一些特殊設計，還是能夠滿足大多數嵌入式VGA的需求。
(4) 性能、成本和復雜度要綜合考慮，要以系統的實際需求為目標，采用合理而實用的設計方案。
內存尋址
VGA所使用的視訊內存，透過一個窗口對應于PC的主內存，它們的真實位址為0xA000和0xC000之間的內存。典型地來說位址的開始點是:
* 0xA000 使用于 EGA/VGA 圖型模式(4 KB)
* 0xB000 單色文字模式(2 KB)
* 0xB800 彩色文字模式和 CGA 相容模式(2 KB)
由于使用的區段皆不相同，在同一部機器上裝置一個單色顯卡(MDA)和另一個彩色顯卡(VGA、EGA或CGA)是不沖突的。在 1980 年代初，這種典型的搭配方式用于 Lotus 1-2-3 試算表上，一部高解析單色屏幕用來顯示文字，而另一部低解析的 CGA 屏幕用來顯示圖表。許多程式設計師也用這種配置來開發軟件，一部屏幕顯示 debug 細節，另一部屏幕則顯示真正的軟件運行畫面。許多商業的除錯軟件都支持這種配置，例如 Borland 的 Turbo Debugger、由 Alan J. Cox 開發的 D86、微軟的 CodeView 等。Turbo Debugger 和 CodeView 可以甚至可拿來 debug 微軟的 Windows軟件。也有 DOS驅動程式如ox.sys模擬一個終端機來接受 Windows 的 debug 訊息，而不用真正接上另一個終端機。在 DOS 底下使用"單色模式"指令，使其輸出轉向單色也是可能的。另外，假如電腦上并無單色顯卡，那么可以使用 EMM386.EXE程序讓其他程式可以使用 B000-B7FF 這一段內存。(于 config.sys檔案中加入 "DEVICE=EMM386.EXE I=B000-B7FF")
程序技巧
一個未被紀錄但十分廣泛使用的技術稱作 Mode X(由 Michael Abrash 導入)，使程式設計師能夠使用在 Mode 13h 之下無法做到的分辨率。他將 256 KiB 連續的視訊內存"解開"并分成四個層次，因此在 256 色模式時全部 256 KB 的內存都可以使用。技術上這將使得處理變得更復雜，并且效能降低。但在一些特殊情況下，效能損失的情況可以被彌補:
* 單色的多邊形填色增快，因為一次寫入可以設定四個像素。
* VGA 可以用來協助視訊內存之間的拷貝，有些時候會比使用 8088 或 80286 等慢速 CPU 更快。
* 提供更高的分辨率:16 色可使用 704×528、736×552、768×576、甚至 800×600。諸如 Xlib(1990 年代早期的 C 圖形函式庫)和 ColoRIX(256 色的圖形程式)支援 256 色下的各種分辨率調和:直行 256、320 和 360 個像素，以及水平行 200、240、256、400 和 480 個像素的組合(上限的 640×400 幾乎用掉 256 KiB 中每一個 byte)。不過，320×240仍然是最常被使用的，因它為典型的4:3比例，為方形像素。
* multiple video pages 讓程序員能夠使用雙重緩沖(所有的 16 色模式都可)，這在 Mode 13h 無法辦到。
有時候，顯示器必須降低更新頻率來滿足這些模式，這會造成眼睛的疲勞這樣的低分辨率雖然在PC市場早已淡出，但在Pocket PC和PDA市場，它正逐漸成為標準。它也常被用來指稱15針的D型接頭，這種接頭仍然用來傳輸各式各樣分辨率的類比訊號。
曾經IBM官方宣布VGA被XGA標準所取代，但在歷史上，它是被其他的OEM制造商使用的所謂SVGA標準取代了。
技術性細節
VGA中的A指的是"陣列(array)"而非"轉換器(adapter)"，因為它從一開始就被設計為一個單一的整合芯片，用來取代Motorola 6845和數十個離散的邏輯芯片組合而成的ISA母版，這種設計是之前的MDA、CGA和EGA所使用的。VGA的這個特性允許它輕易的殖入PC的主板之中，只需要額外的視訊內存、振蕩器和一個RAMDAC，就具備顯示功能。IBM的PS/2電腦系列就是采用將VGA放置于主板上的設計。
VGA的規格表如下:
* 256 KiB 的 Video RAM
* 16 色和 256 色模式
* 總共 262144 種顏色的色版(紅、綠、藍三色各 6 bit，總共 (26)3 種)
* 選擇性的 25.2 MHz 或 28.3 MHz 處理頻率
* 最多 720 個水平像素
* 最多 480 條線
* 最高 70 Hz 的更新頻率
* Vertical Blanking interrupt(不是所有卡都支持)
* 平面模式:最多 16 色(4 bit 面板)
* Packed-pixel 模式:256 色(Mode 13h)
* 順暢卷動畫面的能力
* Some "Raster Ops" support
* Barrel shifter
* 支援分割畫面
VGA支援可單獨操控像素的APA(All Points Addressable)模式，也支援字母與數字的文字模式。標準的圖形模式如下:
* 640×480×16色
* 640×350×16色
* 320×200×16色
* 320×200×256色(Mode 13h)
它也支援用模擬的方式畫出以往規格的分辨率:EGA、CGA和MDA。
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