Monitores y Placas de Video
El sistema de salida de información a la pantalla de la PC está compuesto por dos componentes :
· El Monitor
· La tarjeta de Video
Monitores :
El monitor es el medio que utiliza la computadora para comunicarse con con nosotros.
Cómo funciona el display
El esquema general del display se encuentra representado en la figura siguiente
Observe que la interface de vídeo puede ser una tarjeta especial conectada a uno de los conectores de extensión de la unidad central, o también estar integrada a la motherboard. En este último caso, existe por lo general un conmutador interno o un comando de software en el Setup que permite ponerla o no en funcionamiento. Por lo general, el Setup permite definir el modo de funcionamiento del monitor, por ejemplo elegir entre un monitor monocromo o color. A veces, un conmutador ubicado en la motherboard permite pasar de un monitor monocromo a uno color. Es obvio que si está mal regulado, esto repercutirá inmediatamente en el display.
Regulación del monitor
El monitor está conformado por un tubo catódico comparable al de un televisor, en un primer acercamiento. Un haz de electrones bombardea su faz delantera, recubierto con un luminóforo (no es con “fósforo”) y crea la imagen. En un tubo monocromo existe sólo un cañón de electrones. En un tubo a colores, en cambio, hay tres, cada uno de los cuales trabaja con uno de los colores primarios: rojo, verde, azul. En forma abreviada los americanos utilizan la sigla RGB por "Red, Green, Blue". El tubo se ve sometido a tensiones muy elevadas, de varias decenas de millares de voltios. Esta tensión subsiste durante un lapso considerable después de apagar el monitor. Por lo tanto es muy peligroso intervenir en el monitor. El tubo catódico se encuentra rodeado por una electrónica de comando bastante compleja, que administra las señales de luz y de colores, pero también el barrido de la pantalla en el sentido vertical y horizontal. Los valores de estas frecuencias dependen de los modos de vídeo y varían considerablemente, al punto que los fabricantes se han visto obligados a comercializar monitores llamados multisincrónicos; el monitor reconoce las características de las señales que recibe y se adapta a ellas automáticamente.
Las regulaciones que se pueden encontrar en el monitor son las siguientes (pero todo depende del modelo):
.Primeramente, un interruptor general, que no regula nada, sino que comanda simplemente la puesta en funcionamiento.
· El botón de regulación del brillo.
· El botón de regulación del contraste.
· La regulación del encuadre horizontal.
· El encuadre vertical.
· La altura de la imagen.
· El ancho de la imagen.
· La frecuencia del secuenciamiento vertical (si está mal regulado, la imagen parece dar vueltas verticalmente).
· La frecuencia horizontal (si está mal regulado, la imagen presenta rayas horizontales).
· Un botón de eliminación del campo magnético.
Señales de vídeo y conectores
La tarjeta de vídeo transmite las señales de color a la pantalla según dos modalidades:
1. Analógica. Como en el caso del VGA, pero este modo también se aplicaba en los viejos monitores monocromos como 'modo compuesto'.
2. Numérica. Es la aplicada en los antiguos modos “monocromo TTL", CGA, EGA.
Los cables y los conectores son absolutamente diferentes en los dos casos. Se ha vuelto al modo analógico con el VGA para poder trabajar en un número creciente de colores sin aumentar la cantidad de hilos de conexión.
En la práctica, actualmente se utilizan los dos tipos de conectores siguientes:
1. El conector SUB 9 de nueve pines, para los modos numéricos tales como el EGA, pero también el viejo monocromo TTL llamado NDA.
2. El conector SUB 15 para el modo analógico VGA y sus derivados.
El caso de los conectores BNC
Los monitores de grandes dimensiones, a partir de 17 pulgadas, por ejemplo, están equipados con conectores coaxiales de referencia BNC. La conformidad real al VGA exige la presencia de cinco conectores BNC: rojo, verde, azul, sincronización horizontal, sincronización vertical.
Sin embargo, al parecer la mayor parte de los monitores no requieren más que tres conectores (rojo, azul, más el verde que transporta también las señales de sincronización) o cuatro conectores (rojo, azul, verde, señales de sincronización).
El cable que une la unidad central al monitor debe entonces encontrarse perfectamente adaptado. En ese sentido, señalaremos que este cable de vídeo analógico no se ve afectado por la mediocridad, puesto que su banda pasante en frecuencia es considerable, y todos sus hilos deben estar perfectamente blindados.
Modos de vídeo
Los modos de vídeo se han multiplicado con el correr de los años, sembrando a veces la confusión. En general, un modo nuevo ofrece la compatibilidad con el (o los) modo(s) precedente(s). El cuadro siguiente presenta la lista de los principales modos en versión 'histórica' especificando:
. El año de aparición del modo;
. El nombre de la norma;
. La resolución en puntos de imagen elementales ('pixels');
. El modo de trabajo;
· La cantidad de colores;
· El formato de los caracteres;
· Las frecuencias de barrido vertical y horizontal aplicadas por el tubo catódico.
El origen de las siglas es el siguiente:
· MDA proviene de Monochrome Display Adapter. Este modo sólo muestra en pantalla en modo carácter y en monocromo. Con una resolución de 720 x 350 pixels.
· CGA proviene de Color Graphics Adapter. Este modo muestra en pantalla texto utilizando 15 colores y modo gráfico en paletas de 4 colores. Es decir 320 x 200 puntos en modo gráfico, cuatro colores, y el modo 6, es decir 640 x 200 puntos en dos colores.
· MGA proviene de Monochrome Graphícs Adapter y fue creado por Hércules.
. HGA proviene de Hercules Graphics Adapter, otro nombre del MGA. Es una extensión del modo NMA que le valió el éxito a su promotor, en su momento. Presenta una resolución gráfica de 720 x 348.
. EGA proviene de Enhanced Graphics Adapter Este modo sólo muestra en pantalla texto y gráficos en 16 colores extraídos de una paleta de 64.
. PGA proviene de Professional Graphics Adapter.
· VGA proviene de Vídeo Graphics Array. Modo analógico, el VGA muestra en pantalla textos y gráficos en 256 colores entre 262.144.
. MCGA proviene de Memory Controlled Gate Array. Término medio entre el CGA y el VGA, este modo puede mostrar en pantalla gráficos en 256 colores.
· SVGA proviene de Super Vídeo Graphic Array y emana igualmente de las recomendaciones de VESA.
· 8514, o más exactamente 8514/A, es una referencia de IBM.
. XGA proviene de Extended Graphics Array.
Memoria de vídeo
Para funcionar correctamente la interface de vídeo debe disponer de suficiente memoria. La cantidad de memoria depende a la vez de la resolución y de la cantidad de colores que desea obtener en la pantalla.
Es evidente que si usted declaró un modo sin disponer de la memoria que requiere, el display no podrá funcionar. La manifestación del error de parámetro va desde la presentación de un mensaje de error hasta el bloqueo total.
Administradores para la vídeo
Las tarjetas de vídeo, si no son totalmente compatibles con el BIOS y/o el DOS, vienen acompañadas de programas específicos, llamados administradores, O también drivers. Si usted trabaja en el modo VGA común no debe preocuparse por esto, dado que todas las tarjetas de vídeo parecen ser totalmente compatibles.
Si desea instalar otro modo, por ejemplo el XVGA, debe poner en servicio el administrador específico de su interface de vídeo, declarándolo en un archivo de sistema.
Los subdirectorios contienen administradores específicos para Windows, AutoCad, etc. Deberá remitirse a los modos de funcionamiento de estos comandos para poder parametrizar perfectamente su display.
Placas de Video :
Las tarjetas de video poseen una memoria en la que se almacena toda la información que se debe presentar en pantalla, siendo estas las encargadas de traducir los contenidos de esa memoria que en información que pueda entender el monitor al que está conectada, de esta forma, si se modifica el contenido de la memoria que se aloja en esta tarjeta, se modifica el contenido de la pantalla. Se conectan en una de las ranuras de expansión ( slot ), de la motherboard y el monitor se conecta a la salida de las mismas a través de un conector ( puerto ), de esta forma, el microprocesador se comunica con la tarjeta de video a través del bus de expansión. La tarjeta de video está compuesta por:
· La memoria de video.
· El controlador de video.
· El generador de caracteres.
El controlador de video se fija cada tanto en la información que se encuentra en la memoria de video y se la transfiere al monitor como señal de video, constituyendo un proceso de traducción, la cantidad de veces por segundo que se traduce el contenido de la memoria de video al monitor se llama Frecuencia de Refresco de pantalla, siendo ésta una característica de la tarjeta. A lo largo de los años, se fueron desarrollando diferentes tecnologías en este tema, desde la concepción de la primera IBM PC hasta los adaptadores gráficos acelerados de 128 bits con capacidad de reproducir video y generar escenas 3D con múltiples texturas en tiempo real.
Cuadro Comparativo de las distintas Placas y sus Capacidades :
| Capacidad : |
||||
| Placa : |
Texto : |
Gráfico : |
Colores |
Resolución en Pixeles : |
1 ) MDA |
Si |
No |
1 |
720 x 350 = 252.000 Pixeles – 80 Columnas x 25 Filas |
| 2 ) Hercules |
Si |
Si |
1 |
720 x 348 = 250.560 Pixeles - 80 Columnas x 25 Filas 250.560 puntos o bits / 8 = 31.320 Bytes / 1.024 = 30,58 KB |
| 3 ) CGA |
Si |
Si |
4 |
640 x 200 = 128.000 Pixeles. 4 Colores en modo Gráfico y 8 Colores en modo Texto. |
| 4 ) EGA |
Si |
Si |
16 |
640 x 350 = 224.000 Pixeles |
| 5 ) VGA |
Si |
Si |
256 |
Primeras versiones : 320 x 200 = 64.000 Pixeles. 256 Colores al mismo tiempo, total = 262.144 colores. 640 x 480 = 307.200 Pixeles. 256 KB de Memoria de Video. Máximo 16 Colores. |
| 6 ) SVGA |
Si |
Si |
256 |
640 x 480 = 307.200 Pixeles. 512 KB de Memoria de Video. 16 Millones de Colores. |
Un Pixel o Punto = 1 Bit.
Conector DB-9 ( 2 hileras de 5 y 4 ) : placas 1, 2, 3 y 4.
Conector DB-15 ( 3 hileras ) : placas 5 y 6.
Ejemplo de Resolución : 1.024 x 768 Pixeles ( necesita 24 Bits de Color ).
= 786.432 x 24 Bits
= 18.874.368 Bits / 8 = 2.359.296 Bytes
2.359.296 Bytes / 1.024 Bytes = 2.304 KB
2.359.296 Bytes / 1.048.576 Bytes = 2,25 MB
Tipos de Placas de Video :
1 ) MDA ( Monochrome Display Adapter = Adaptador de Pantalla o Video Monocromo ) :
La PC original de IBM se vendía con una tarjeta de video monocromo (de un solo color), sin capacidades gráficas, es decir, que solo podía mostrar texto en la pantalla, y se llamo MDA (adaptador de pantalla monocromo). Esta norma tenía un modo único de funcionamiento, el modo de texto de 80 columnas por 25 filas, con una resolución de 720 * 350 pixels, lo que significa que cada carácter estaba representado por 9 * 14 pixels, lo cual era una buena resolución, (se conoce como pixel al punto de menor tamaño posible en la pantalla del monitor). Estas tarjetas tenían 4 KB de memoria de video y una memoria ROM con la tabla de las definiciones de los pixels que forman cada carácter ASCII. Cuando el procesador actualiza el contenido de la memoria de video, la placa busca en la ROM la definición de cada carácter a presentarse en pantalla para luego transmitirle la información al monitor en su idioma.
Caja de Caracteres :
2 ) HÉCULES :
Esta tarjeta fue creada en 1982 por Van Suwannukul e inauguró la era de los gráficos en la era de las PCs. Era compatible con el estándar MDA y agregaba un modo gráfico de 720 * 348 pixels de resolución, a un solo color. La planilla de calculo Lotus 1-2-3 versión 1A ofreció soporte a esta tarjeta, lo que abrió las puertas a su masificación. Al trabajar con una resolución gráfica, se debía tener memoria para poder almacenar los datos de los 720 * 348 = 250.560 puntos que pueden estar encendidos o apagados, es decir que cada uno de los pixels va a ocupar un bit de la memoria de video, traduciendo el número anterior a bytes, se necesitaban 32 KB de memoria aproximadamente para poder soportar tal resolución más los 4 KB de memoria que se necesitaban para mostrar texto compatible con MDA y otro poco mas para otros tipos de información, se estableció la cantidad de 64 KB en estas placas. “El controlador de video utilizado en las placas Hércules fue el 6845 de motorola, que tiene una frecuencia de refresco de 50 Hz. Es decir, que actualiza la pantalla 50 veces por segundo leyendo el contenido de la memoria de la placa. Esta frecuencia de refresco relativamente baja hace que su uso se encuentre limitado a un par de horas sin tener dolores de cabeza.
Caracteristicas Técnicas : Este adaptador gráfico permite trabajar con dos páginas de video, independientes con cualquiera de los modos que se utilice, texto o gráficos. Esto significa que hay un área de la memoria de video destinada a la página visual, es decir que al modificar algún bit en ese segmento de la memoria, el cambio se presentara automáticamente en la pantalla. Otro sector de la memoria constituye la segunda página, en la cual se pueden hacer modificaciones sin que se vea en la pantalla y cuando sea necesario, se intercambian las páginas, es decir, el contenido de la página que estaba oculta pasa a visualizarse en pantalla con todas las modificaciones ya realizadas. La página cero comienza en la dirección B000:0000 y la página uno en B000:8000 para ambos modos el control de qué página se esta utilizando se hace a través del bit 7 del puerto de E/S 3B8h. En modo de texto, las direcciones pares e impares a partir del comienzo de página contienen un byte representando el carácter a mostrar y un byte representando sus atributos, respectivamente. Los atributos pueden ser: inverso, subrayado, parpadeante e intensificado.
3 ) CGA (Adaptador de Gráficos a Color) :
Fue el primer sistema a color introducido en el mercado de las PCs por IBM en 1981, inicialmente fue llamado pantalla a colores, pero luego se conoció como CGA. Tenía la limitación de mostrar solamente 4 colores en modo gráfico y 8 en modo de texto, con una resolución más baja que la que ofrecía Hércules. La limitación en la cantidad de colores es por lo siguiente:
Para transferir la información del color, se combinan los tres colores primarios (rojo, verde y azul), posibilitando un máximo de 8 colores (2 3 ), que combinados con dos intensidades posibles (brillante o débil), posibilitan un máximo de 16 colores (8 * 2), pero hay que tener en cuenta que no todos los modos pueden representar esta cantidad de colores, a mayor resolución, menor cantidad de colores para igual cantidad de memoria. Esta tarjeta utilizaba el mismo controlador de video 6845 de Motorola que se utilizaba en las plaquetas Hércules, aunque la resolución máxima era de 640 * 200 pixels, lo que determina que en modo de texto se podían representar 80 * 25 caracteres de 8 * 8 pixels cada uno, lo que indica que en este modo la definición de la caja del carácter es inadecuada para trabajar con programas que procesen textos. La tarjeta Hércules tiene casi el doble de definición por carácter. Todas estas desventajas hicieron que esta tarjeta de video fuera utilizada solamente si había una buena razón como para obviar todas las desventajas y tomar en cuenta la capacidad de color. Uno de los programas que determino su relativa aceptación fue el Lotus 1-2-3 y sus gráficos a color. Con esta tarjeta también aparecen los modos de textos de 40 columnas, que poco sirvieron, el modo más utilizado de esta tarjeta era el modo gráfico de 4 colores, por presentar la mejor relación resolución / colores. Este modo se utilizó en los juegos de la década anterior, pero existían simuladores de CGA par los que poseían tarjetas Hércules y querían correr los programas que utilicen los modos CGA, incluso, algunos simuladores reducían el tamaño de la pantalla pero eliminaban el problema de la lluvia. Un diseño ineficiente de la placa hacía que el procesador accediera en forma indebida a la plaqueta mientras se refrescaba la pantalla, como resultado de dicha interferencia, se obtenía una llovizna molesta cuando se modificaba la pantalla. Algunos programas ofrecían la opción de corregir este problema, desactivando el refresco de la pantalla cuando escribían en la memoria de video. En la tabla siguiente se muestran los diferentes modos de trabajo de las placas CGA. Estas placas poseen 16 KB de memoria de video, a ésto se debe su límite de cantidad de colores según la resolución, e uso de estos adaptadores es menos recomendado que el uso de Hécules.
Tabla Representativa de los modos de trabajo del adaptador CGA.
| Modo |
Colores |
Tipo |
Dirección de Memoria |
Página |
Resolución de caja de carácter |
| 0/1 |
16 |
Texto |
B:800:0000 |
8 |
40*25 (8*8) |
| 2/3 |
16 |
Texto |
B:800:0000 |
4 |
80*25 (8*8) |
| 4/5 |
4 |
Gráfico |
B:800:0000 |
1 |
320*200 |
| 6 |
4 |
Gráfico |
B:800:0000 |
1 |
640*200 |
| LOS 16 COLORES ORIGINALES DE CGA. |
|||
| Atributo Binario |
Color Estándar |
Atributo Binario |
Color Intencificado |
| 000 (0) |
Negro |
1000 (8) |
Gris |
| 001 (1) |
Azul |
1001 (9) |
Azul claro |
| 010 (2) |
Verde |
1010 (10) |
Verde claro |
| 011 (3) |
Cyan |
1011 (11) |
Cyan claro |
| 100 (4) |
Rojo |
1100 (12) |
Rojo claro |
| 101 (5) |
Magenta |
1101 (13) |
Magnate claro |
| 110 (6) |
Marrón |
1110 (14) |
Amarillo |
| 111 (7) |
Gris |
1111 (15) |
Blanco |
4 ) EGA (Adaptador de Gráficos mejorado) :
Este estándar en adaptadores gráficos fue desarrollado por IBM en 1984. Con esta tarjeta se aumentaban la cantidad de colores, la resolución en modos gráficos y se mejoraban todas las deficiencias presentadas por CGA. Con esta placa se soluciona definitivamente el problema de la NIEVE. Tenía una resolución de 640 * 350 pixels y manejaba 64 colores y se mejoró la resolución de los caracteres en el modo de texto. Todos los programas desarrollados por CGA o MDA corrían perfectamente con EGA, se mantuvo la compatibilidad con sus predecesores. Esta norma trabajaba con el monitor ECG (pantalla de color mejorada), que también podía conectarse a una placa CGA, ya que tenia la capacidad de detectar automáticamente la frecuencia de barrido. Esta tarjeta tenia barios modos de operación, cada uno dependía de la cantidad de memoria que tenia la placa, que podía variar entre 64 KG y 256 KB. El adaptador EGA presentaba una caja de carácter de 14 * 8 para el modo de texto, mejorando substancialmente la que ofrecía CGA pero no alcanzaba la de Hércules. Ofrece dos resoluciones básicas 640 * 350 y 640 * 200, con 4 bits que describen la información sobre el color, obteniendo así 2 a la 4 (cuarta) = 16 colores simultáneamente de una paleta de 64 colores, pero solo 16 de ellos pueden estar en pantalla al mismo tiempo. Con las tarjetas que poseían solamente 64 KB de memoria, los colores se reducían a 4 para una resolución 640 * 350. Para esta última resolución y 16 colores se necesita 112.000 bytes de memoria de video, en las placas de 64 KB, no queda otra solución que reducir la cantidad de colores, en cambio, en las placas de 2506 KB sobra memoria. Esta memoria se utiliza para agregar otra página y aumentar la funcionalidad y los 38144 bytes restantes se utilizan para almacenar cuatro tablas de definiciones de 256 caracteres cada una. También se agrega un nuevo modo de texto, utilizando una resolución de 640 * 350 pixels y una caja de caracteres de 8 * 8, se logran mostrar 80 columnas y 43 líneas de caracteres, este agregado de 18 líneas al modo de texto estándar resulta muy útil con procesadores de texto, hojas de calculo y editores para programadores, la mayoría de los programas incluyeron la opción de manejar este modo de texto. “Las tarjetas EGA fueron las primeras en incorporar su propio BIOS, éste se activa al encender la PC antes que el BIOS principal, al encender la PC, que tenga instalada éste tipo de tarjeta, lea el texto que aparece en el monitor que indica el fabricante de la placa de video. La tarjetas EGA tuvieron un éxito moderado por ser las mejores placas, así que los fabricantes comenzaron a agregarle más funciones y modos de trabajo, pero se desviaron del estándar y debían proveer controladores para las aplicaciones principales del momento para que aprovechen las nuevas capacidades. Pero, las otras aplicaciones no las aprovechaban, de ahí el fracaso de la norma Super EGA.
5 ) VGA ( Video Graphics Array ) y 6 ) Super VGA :
Esta nueva norma fue desarrollada por IBM como una mejora a la norma EGA en 1987, y salió al mercado como el estándar para las computadoras IBM PS/2, éste adaptador revoluciono las capacidades gráficas de las PCs y señaló el camino hacia e video analógico.” Con ésta tecnología, se incrementa la cantidad de colores o tonos a un total de 262.144, de los cuales se puede mostrar 256 tonos en pantalla al mismo tiempo. Estos tonos se eligen y se utilizan llamándolos por el código de color. Con 256 tonos ya es posible ver imágenes de calidad cuasi fotográfica. Las primeras tarjetas VGA venían con 256 KB de memoria de video, lo que permitía una resolución de 320 * 200 pixels con 256 tonos simultáneos, que muchos juegos para PC no abandonaron. La máxima resolución era de 640 * 480 pixels con 16 tonos de los 262.144 tonos posibles. El modo de texto trabajaba a una resolución de 720 * 400 (20 pixels más que el Hércules), lo que permite una caja de caracteres de 16 * 9 pixels. Utilizando una caja de caracteres de 8 * 8, se consigue con EGA: 43 líneas de texto más. Con VGA, 50 líneas de texto más. La frecuencia de refresco de la tarjeta VGA original era de 60 Hz y totalmente compatible con las demás placas, esto es, que todo el software preparado para correr en CGA o EGA, también corre con una placa VGA. Esta tecnología se siguió expandiendo y continua en expansión.
ARQUIRECTURA DE LAS PLACAS EGA Y VGA
Ambas placas gráficas carecen de capacidades de procesamiento. Esto significa que el procesador principal es el que se debe encargar de efectuar todos los cambios en la memoria de video para que se realicen los cambios en la pantalla, por ejemplo, para dibujar una línea, el procesador deberá realizar todo el trabajo de calcular los puntos en la pantalla y las direcciones de memoria en donde deben aparecer puntos de color blanco. Lo mismo si se desea dibujar un círculo, rellenar una imagen cerrada, etc. Esto implica un gran trabajo del procesador, para efectuar los procesos gráficos, y le quita tiempo para efectuar otros trabajos. Los adaptadores EGA y VGA se encargan simplemente de traducir los códigos de la memoria de video a una señal que entienda el monitor, lo que se llama refresco de pantalla. La arquitectura de una tarjeta EGA/VGA esta compuesta por:
· La memoria RAM de video.
· El controlador gráfico.
· El secuenciador.
· El controlador de video.
· El controlador de atributos.
· El serializador.
· El convertidor digital – analógico (solo en VGA).
SEÑAL ANALOGICA:
Los adaptadores VGA tienen una salida analógica, al contrario de sus predecesores que utilizaban una señal digital para llevar información al monitor, en lugar de utilizar señales si o no (encendido o apagado), para cada color. A través de esta tecnología, el nivel de cada color puede variar en forma continua, la cantidad de colores que se pueden obtener es teóricamente infinita. En las placas VGA, los niveles de señal para cada color principal están limitadas a 64 valores posibles, esto significa que se podrán obtener 64 al 3(cubo), 262.144 tonos.
RAM DAC ( RAM Digital to Analogic Conversor ) Convertidor Digital a Analógico:
El convertidor digital – analógico es el encargado de generar una señal analógica a partir de una señal digital, los convertidores programables RAM DAC o circuitos DAC, se encuentran en un chip aparte en la tarjeta de video y se componen de tres convertidores, uno para cada color, rojo, verde y azul. En el caso del VGA primitivo, cada DAC tiene una entrada de datos de 6 bits, lo que permite distinguir entre 2 al 6=64 tonos para cada una de los colores. Estos convertidores incluyen una tabla de búsqueda de 64 entradas en las que se almacenan los niveles posibles de cada uno de los tres colores. Cuando reciben un código de 6bits, cada convertidor toma el nivel de color correspondiente de cada tabla y genera una señal analógica. La generación de la señal es el último proceso, por lo tanto las señales digitales están disponibles antes del ingreso en los conversores para posibilitar la emulación de señales compatibles con EGA o CGA. La información del color llega al monitor por tres conductores separados, constituyendo tres informaciones independientes. La amplitud de la señal determina la tonalidad de los colores, a mayor amplitud mayor intensidad y viceversa. Si todas las señales están a máxima amplitud se obtendrá un punto blanco o sea 100%rojo + 100% verde + 100% azul = blanco. Las tarjetas de video de mayor rendimiento ofrecen circuitos DAC que trabajan a velocidades de reloj de 200 MHz o mayores, ofreciendo un rendimiento excelente para aplicaciones que impliquen una exigencia grande en el procesamiento de gráficos 3D en tiempo real. En este tipo de tarjetas, se suele incluir la velocidad de reloj del DAC como una de las características principales de las mismas, siendo las más comunes 150; 160; 200; 230; 250 y 260 MHz para las de alto rendimiento.
EL CONTROLADOR GRÁFICO:
Éste se encarga de administrar el acceso desde el microprocesador a la memoria de video, mediante la cual se modifica la información en pantalla. El acceso a la memoria de video en las placas es más complicado que un simple acceso a la memoria, se deben utilizar cuidadosamente los registros del controlador gráfico y respetar las reglas de escritura y lectura de la memoria de video. Cuando este controlador está activado, realiza operaciones lógicas con la información que ingresa y sale, cuando se lo desactiva, estas operaciones deberán ser efectuadas por el procesador central.
EL CONTROLADOR DE ATRIBUTOS:
En CGA, el atributo de color tiene asignado un color fijo, el color 2 es verde porque se le asigno ese valor estático. En VGA, en cambio al atributo de color 2 le corresponde el tono que se le asigno de los 262.144 tonos posibles. El controlador de atributos administra la paleta de colores, posibilitando de esta manera que cualquier atributo de color contenga cualquier color del máximo posible. También controla otros efectos: el cursor, parpadeo, borde de color, desplazamiento horizontal suave del pixel, subrayado, etc.
EL CONTROLADOR DE VIDEO:
Éste es el encargado de producir la señal de video que será enviada al monitor. También se encarga de regular los tiempos y generar las señales de sincronismo (horizontal y vertical), para el correcto funcionamiento del monitor. La variación de los registros del controlador de video pueden causar daños al monitor en forma permanente, por lo tanto se recomienda su variación mediante el uso de llamadas a las rutinas del BIOS EGA/VGA y no modificarlos en forma directa. Por ejemplo: Algunos programas que modifican los registros en dicha sección son los que vienen acompañados de la placa de video, que permiten seleccionar entre diferentes modos de operación o diferentes frecuencias de barrido. Si al seleccionar alguna de las opciones de estas utilidades ve que la imagen se achica, salta el horizontal o se siente un silbido proveniente del monitor, apague la PC junto con el monitor, esto se produce debido a que su monitor no soporta algunos modos con los que sí puede trabajar la tarjeta de video. El controlador de video 6845 de motorola utilizado en las placas MDA, Hércules y CGA, es similar al utilizado en las placas EGA/VGA, aunque en éstas últimas son mucho más complejo y no es compatible a nivel de registros.
EL SERALIZADOR:
El serializador se encarga de leer la información de la memoria de video y enviarla por un solo conductor en forma codificada.
EL SECUENCIADOR:
Se encarga de controlar los tiempos y coordinar su funcionamiento, a su vez controla el plano al que se accederá cuando se pretenda escribir en la RAM de video.
LOS REGISTROS DE LAS PLACAS EGA/VGA:
Los registros son puertos de E/S en los cuales se puede escribir o leer información. Es una forma de seleccionar el modo de operación de la placa en forma directa, sin pasar por el BIOS de la misma, que es un proceso más lento (a menos que se utilice ROM Shadow), aunque, se recomienda su modificación mediante las rutinas del BIOS, debido a que brindan mayor seguridad de que no se tocará el bit del registro equivocado que cuelgue el sistema o dañe el monitor. Las placas EGA tienen mas de 50 registros, cuya mayoría son de solo lectura. Las placas VGA tienen mas registros para facilitar el reconocimiento en forma sencilla el estado de la plaqueta; El acceso a estos registros no es directo y es un poco complejo. No se hace en forma directa porque si se ocupan más de 50 puertos de E/S, no quedaría mucho lugar para los demás puertos que necesitan ser utilizados por otros dispositivos. Para acceder a los registros, es necesario realizar dos operaciones, primero se debe seleccionar el registro que se quiere leer o escribir y luego se lee o modifica el mismo. Hay registros que controlan el estado general de la tarjeta y otros que están relacionados con cada uno de los componentes de la placa. Los registros de la controladora de video modifican la forma en que la placa genera la señal de video; son 24 registros que no deben ser modificados, los controla el BIOS y así deben quedar ya que modifican opciones de barrido, estado y posición del cursor, etc. Los registros del secuenciador incluyen funciones de control de tiempos de la plaqueta que son peligrosos de modificar, seleccionan los planos de escritura, el juego de caracteres activo, etc.
EL BIOS EN LA PLACA EGA/VGA:
Esta memoria ROM se encarga de las operaciones básicas de video y de efectuar operaciones como la modificación de los registros, que pueden ser peligrosos si se hacen en forma manual.
Memoria de Video, ¿cuánto se necesita?
Las plaquetas VGA originales venían con 256 KB de memoria de video, lo que les permitía un máximo de 256 colores simultáneos con una máxima resolución de 320 * 200 con esa cantidad de colores, la resolución máxima era de 640 * 480 con 16 colores. Luego comenzaron a aparecer tarjetas con más memoria que soportaban 1024 * 768 con 256 colores, pero los monitores de esa época no soportaban tales resoluciones y la imagen presentaba un parpadeo intenso y molesto para la vista; Recién cuando los monitores se pusieron a tono con la tecnología analógica y con las placas que estaban tomando parte del mercado, comenzaron a avanzar juntos en el camino hacia las mayores resoluciones con mayor cantidad de colores.
Para saber la cantidad de memoria que se requiere para mostrar cierta resolución con cierta cantidad de colores se debe multiplicar el número de columnas por el número de filas para conseguir la resolución deseada. Este número estará expresado en bits y deberá ser multiplicado por la cantidad de bits que se necesitan para mostrar la cantidad de colores deseada y luego dividido por 8 para representar un valor en bytes. Por ejemplo: con una resolución 1024 * 768 pixels y se desean 16.7 millones de colores se necesitarán 24 bits de color para mostrar esos colores (2 a la 24= 16.7 millones).
1024 * 768 * 24 =7786.432 * 24 = 18.874.368 bits.
18.874.368 / 8 = 2.359.296 Bytes = 2.25 MB.
Como se puede observar la cantidad de colores ha aumentado respecto de los 256 originales y de los 262.144 máximos. Esto se debe al total aprovechamiento de la tecnología analógica, como habíamos dicho que, teóricamente la cantidad de colores era infinita. A partir de 640 * 480 y 256 colores simultáneos, resolución que requiere una placa que tenga 512 KB de memoria de video, reciben el nombre de Super VGA. Vale aclarar que no solamente se necesita cierta cantidad de memoria, sino que también el BIOS de la placa debe soportar estos modos gráficos. En las tarjetas de video aceleradoras de gráficos 3D, la memoria de video encuentra otra utilidad: la de almacenar temporalmente las texturas que se utilizan para revestir las figuras tridimensionales en tiempo real y así lograr una mayor velocidad en este complejo proceso, por esta razón, aparecen tarjetas con mas de 4 MB de memoria de video, de los cuales se utiliza lo que queda sin utilizar para mostrar los puntos en pantalla como almacenamiento de texturas.
EL ESTANDAR VESA
A lo largo de los años, Super VGA fue evolucionando constantemente, agregando más y más modos de trabajo y se hizo necesario establecer un nuevo estándar para que todos los programas pudieran trabajar con los modos que ofrecían las placas, independientemente del fabricante. VESA (Asociación de Normas Electrónicas de Video), creado en 1989, reuniendo un grupo de fabricantes de tarjetas de video para establecer modos de trabajo estándar, que permita a los programas detectar y utilizar las extensiones de la tarjeta. El primer estándar de VESA fue el modo 800 * 600 de 16 colores y se fueron agregando todos los modos siguientes. Todas las versiones de este estándar, como todo en las PC, son compatibles hacia atrás, lo que significa que se le agregan modos de operación, manteniendo los existentes. Muchos programas utilizan este estándar para dar soporte a todas las tarjetas sin necesidad de controladores específicos para cada una. VESA puede estar soportado en el BIOS de la plaqueta de video o se puede activar mediante un programa residente que brinde los servicios necesarios y que este diseñado para la placa de video con la que se lo distribuye, la mayoría de las placas de video actuales soportan VESA por controladores en el peor de los casos, es decir, que el disco que acompaña a la placa viene con un programa residente que brinda compatibilidad total con VESA o puede soportarlo directamente desde el BIOS, ésta es la mas conveniente y la más común en estos tiempos.
Funciones de las Extensiones del BIOS VESA
La versión 1.2 revisión 3 de las extensiones del BIOS Super VGA VESA, estándar incluye las siguientes funciones:
· Brinda información sobre la placa.
· Brinda información acerca del modo en que está funcionando la placa.
· Guarda y restaura el estado de la tarjeta, Esta función es muy útil para entornos multitarea.
· Fija ventanas de texto.
La Necesidad de Controladores.
Los modos Super VGA fueron mejorando cada vez más, por lo tanto cada placa tiene sus modos de trabajo diferentes, lo que implica que si los programas con los que va a utilizar la placa, no utilizan estos modos de trabajo, se desperdiciaría dicha capacidad de placa. Este problema se soluciona si la placa provee los controladores para que nuestros programas aprovechen las características de la tarjeta gráfica. La mayoría de las placas vienen junto con un diskette y si no lo trae, es mejor no comprarla, en este diskette vienen utilidades para proveer soporte al estándar VESA, programas para el funcionamiento correcto de la placa, programas para cambiar el modo de video y controladores para las aplicaciones y sistemas operativos más importantes. Se encontrarán con seguridad controladores para Autocad, Generic Cadd, Lotus 1-2-3, Word, WordPerfect y demás programas. Deben proveer controladores para Windows 3.1, Windows NT y OS/2, sin dejar de lado los controladores de Windows 95/98. Es posible que a año se necesite otro controlador para otro sistema operativo nuevo, si la placa es demarca reconocida, no habrá problemas en conseguir una actualización en Internet. El problema de los controladores para cada aplicación especifica se resuelva con los sistemas operativos / entornos gráficos como Windows en todas sus versiones y OS/2, ya que todas las aplicaciones utilizan el mismo controlador.
¿Placa de Video de 24 Bits?
Hace algunos años, se aumentó la cantidad de colores de los 256 iniciales que se mostraban simultáneamente en pantalla. Para denominar la capacidad de los colores de la placa, se las comenzó a denominar por la cantidad de bits que deben manejar para representar dicha cantidad de colores diferentes. A las placas capaces de manejar 16.7 millones de colores se las llama placa de video de 24 bits, también se conocen con el nombre el nombre de placas de video de color real, en la tabla se muestran la cantidad de bits para las diferentes cantidades de colores.
La Velocidad de las Placas Super VGA.
A medida que se fueron aumentando las resoluciones y la cantidad de colores, se necesitaba cada vez mayor manejo de información y mayor memoria de video, lo que implica que el procesador deberá trabajar cada vez más para transferir grandes bloques de información desde el procesador hacia la memoria de video. Para imaginarse la diferencia, hay que recordar que para 320*200 y 256 colores se requieren solamente 64 KB de memoria de video, lo que significa que modificar la pantalla completa significaría escribir solamente 64 KB, mientras que en 1024*768 y la misma cantidad de tonos, se requieren 768 KB, 12 veces más.
Las Primeras Tarjetas de 8 Bits.
Las primeras tarjetas de video VGA, eran de 8 bits, en esos tiempos no era que la placa de video fuera rápida porque el procesador era lento, entonces, estas placas eran lentas en las operaciones en modo de texto tanto como en los gráficos.
Las Placas de 16 Bits.
Insertar una plaqueta VGA de 8 bits en un sistema que tenga un bus ISA y un procesador 286 o superior, es desperdiciar la potencia en la transferencia de datos. Entonces, aparecieron en el mercado las placas VGA de 16 bits que aumentaban la velocidad de procesamiento gráfico, ensanchando el bus de datos al doble y permitiendo la transferencia del doble de datos en el mismo tiempo. Cuando hablamos de placas de 16 bits, quiere decir que se conectan en bus de expansión ISA con ese ancho de datos, y no a la cantidad de colores con los que puede trabajar la placa.
La Necesidad de Acelerar el video.
Las tarjetas de video se encargan de traducir el contenido de la memoria de video en una señal que entienda el monitor, lo que quiere decir que la CPU es la encargada de efectuar todas las modificaciones en dicha memoria. La CPU se comunica con ésta a través del bus de expansión, lo que significa que la máxima transferencia de datos se verá limitada por el tipo de bus al que esta conectada la placa. Si en cambio, se incluye un coprocesador gráfico en la tarjeta de video, que se encargue de dibujar círculos, trazar líneas, trasladar bloques de memoria, etc., se libraría a la CPU de mucho peso y aumentaría el rendimiento bajo estos entornos gráficos.
Tarjetas de Video de Bus Local.
Una plaqueta Super VGA que aproveche la tecnología del bus local, podría trabajar con un ancho de datos mayor y a la velocidad del procesador, lo que significa que trabaría varías veces más rápido que una tarjeta conectada en un bus ISA convencional de 16 bits. Actualmente, hay placas de bus local económicas que no tienen coprocesadores gráficos y brindan un rendimiento bastante mejor que las basadas en ISA. Cuando se combinan el bus local y los chips aceleradores gráficos, se obtienen rendimientos muy superiores.
El Coprocesador Gráfico.
Así como el coprocesador matemático se encarga de realizar las operaciones con números de punto flotante, liberando a la CPU de esta tarea y haciéndolo mucho más rápido; el coprocesador gráfico es otro procesador que se encarga de liberar a la CPU de los procesos gráficos y los realiza mucho más rápido.
El Acelerador Gráfico.
Los aceleradores gráficos son una alternativa más económica a los procesadores. Los aceleradores gráficos son microprocesadores de propósitos generales, son chips que pueden efectuar algunas tareas gráficas especificas con mucha rapidez. Un acelerador gráfico es un chip que generalmente no puede programarse y tiene rutinas especiales para realizar las operaciones más comunes, como ser, trazado de líneas, rellenos de área, etc. Estos aceleradores le quitan trabajo al microprocesador central y permiten que las interfaces gráficas trabajen con mayor rapidez. Estas operaciones también se ejecutan aún más rápido con tarjetas en tecnologías de bus local.
La Norma 8514/A.
Es una norma gráfica creada por IBM como ampliación de la VGA, permite un máximo de 1024*768 pixels con 256 colores al mismo tiempo y fue el primer adaptador que ofrecía video coprocesado, fue el primero que trabajaba a semejante resolución y fue comercializado en forma masiva. Los adaptadores 8514/A trabajaban en modo no entrelazado. Este adaptador fue pobremente aceptado por los siguientes factores:
· Trabajaba solamente con el sistema de bus MCA.
· IBM ocultó la información del hardware de bajo nivel para retrasar la salida de productos compatibles de otras empresas.
· Solamente hizo publico el lenguaje entre las aplicaciones y el adaptador gráfico para convertirlo en estándar y que todas las aplicaciones puedan trabajar con 8514/A sin problemas.
· Las plaquetas para los demás sistemas de bus salieron al mercado tiempo después, a cargo de otras empresas que descubrieron mediante una gran investigación la tecnología de IBM.
· No era totalmente compatible con VGA a nivel hardware.
Esta norma fue el inicio de otra era gráfica, la coprocesada, pero fue ampliamente superada con el correr de los años.
La Norma XGA.
Fue el estándar presentado por IBM para sus PS/2 para reemplazar al fracasado 8514/A. XGA, tuvo mayor éxito que 8514/A, incluso muchas de las ventajas de estas tarjetas se incluyen en las actuales Super VGA, pero se limitó al mercado de las PS/2. IBM cambió su política errática e hizo públicas las especificaciones de hardware de este estándar, aumento la resolución a 1024*768 y 65536 colores, ofreció un acelerador gráfico de 32 bits y la opción de elegir entre DRAM o VRAM, como tecnologías de la memoria de video y era totalmente compatible con VGA a nivel hardware.
¿Qué es TIGA?
Es el estándar de interfaces entre los programas y el hardware desarrollado por Texas Instruments. Es el lenguaje que utilizan los programas para enviar órdenes a los coprocesadores gráficos de Texas como el 34010, 34020 y e 34092. Estos coprocesadores ofrecen capacidades de procesamiento similares a las de un 486 o superior. Si se tiene una placa de video conectado a un coprocesador gráfico de Texas, cualquier programa que soporte TIGA podrá utilizar las capacidades avanzadas de la controladora gráfica sin inconvenientes.
La Frecuencia de Refresco Necesaria: 72 Hz.
Las tarjetas VGA convencionales fueron diseñadas para trabajar con una frecuencia de refresco de 60 Hz. Muchas tarjetas Super VGA soportan altas resoluciones pero reduciendo a la mitad la velocidad de refresco de pantalla y utilizando el modo entrelazado, Hay que asegurarse que la plaqueta de video soporte la frecuencia de refresco de 72 Hz en las resoluciones máximas también. Las plaquetas Super VGA que soportan los 72 Hz, vienen con la opción de utilizar también 60 Hz, para un monitor que no soporte altas frecuencias de refresco.
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Tarjeta de Vídeo Trident Blade3D 9880
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