Nawigacja:
Strona Główna

Definicja

Zasada działania

Podział kart

Magistrale

AGP

PCI Express

Słowniczek A-Z

Karta VGA

Budowa kart graficznych

Galeria

Linki

Współpraca Karta-Monitor

Kontakt
Zasada działania kart graficznych

Karta sterownika graficznego ma za zadanie zarówno wyświetlanie obrazu, jak i aktywne współuczestnictwo w jego tworzeniu, a nawet zupełne wyręczanie w tej materii glówny procesor komputera. Wyświetlaniem obrazu zajmuje się układ przetwornika RAMDAC. Odpowiednio zaprogramowany, w celu ustawienia parametrów właściwego trybu graficznego, odczytuje on zawarte w pamięci karty bajty opisujące kolory poszczególnych pikseli (to w trybach graficznych; w trybach tekstowych z pamięci czytane są kody znaków oraz ich atrybuty-kolor, migotanie, itp. -a informacja o ich wyglądzie pochodzi z generatora znaków ). Na podstawie odczytanych informacji RAMDAC generuje sygnały elektryczne sterujące monitorem. Za budowanie obrazu w pamięci karty odpowiada jej procesor-wyspecjalizowany układ scalony, zwany także akceleratorem. Na żądanie drivera ( sterownika programowego) potrafi on wykonać podstawowe i najczęściej używane operacje graficzne, np.: kreślenie odcinków, rysowanie prostokątów, wypełnianie i kopiowanie obszarów, co przyspiesza nie tylko działanie programów użytkowych, ale także-a może przedewszystkim-graficznych interfejsów użytkownika ( Windows). W praktyce nierzadko zdarza się, że akcelerator działa tylko w niektórych wyższych trybach, zaś w trybach o gorszych parametrach karta działa jako tzw. bufor ramki ( frame buffer)- wszystkie operacje graficzne wykonuje główny procesor komputera. Obraz jest wyświetlany dopiro wtedy, gdy cały jest już narysowany. Trzecim elementem karty jest pamięć obrazu, przy czym występuje kilka jej rodzajów. Pamięć graficzna jest najczęściej widocznaw systemie jako jeden ciągły obszar ( linear frame buffer). Procesor może zatem przesyłać obrazy za pomocą normalnego odwołania do pamięci. Dawniej najczęściej spotykanym jest DRAM. Pamięć taka zwana jest pamięcią jednoportową, ponieważ zarówno zapis, jak i odczyt informacji dokonywany jest przez to samo wyprowadzenie układu. Gdy DRAM pracuje w charakterze pamięci operacyjnej komputera, takie rozwiązanie w niczym nie przeszkadza. Jednak w przypadku sterownika graficznego powoduje to konieczność dzielenia dostępu do pamięci między RAMDAC i procesorem, co zmniejsza wydajność systemu. Aby uniknąć takich konfliktów dostępu skonstruowano pamięci dwuportowe, których najczęściej spotykanym typem jest VRAM (Video Ram). Pamięci takie mają osobne wejście (dla procesora) i wyjście (dla przetwornika). Pojawiły się również inne dwuportowe pamięci dla kart graficznych nazwane WRAM ( Window RAM ), różniące się od VRAM sposobem dostępu, nieco większą szybkością. Obecnie takie układy raczej nie są już stosowane. Nie stosuje się już także układów SDRAM. Wszystkie układy wyparło DDRAM, charaktyzujące się pracą z podwójną częstotliwością. Dawnij stosowano układy z 2,4,8,16 MB RAM na karcie. Obecnie za niezbędne minimum uważa się 64 MB. Wynika to z ciągłego postępu w dziedzinie modelowania obrazów. Oczywiście przy pracy w edytorach tekstu, bazach danych czy arkuszach kalkulacyjnych, w zupełności wystarcza 32 MB, ale producenci kart graficznych tworzą swoje najnowsze podzespoły dla graczy oraz profesjonalistów. Po włożeniu nowej karty w slot AGP lub PCI nie ma potrzeby przestawiania żadnych zworek, gdyż wszystko jest robione automatycznie. Wszystko to powoduje że obecne karty graficzne są szybsze i mogą być wyposażone w procesory już nie tylko 32-, ale 64- i 128-bitowe, bo istnieje już możliwość szybkiego przesyłania dużej liczby danych pomiędzy procesorem i sterownikiem. Nawet najlepsza karta graficzna nie zadziła dobrze bez odpowiednich sterowników. System operacyjny nie mając zainstalowanych odpowiednich sterowników pozwoli karcie graficznej tylko na pracę w podstawowych trybach.



Układ RAMDAC we współczesnych kartach graficznych zintegrowany jest z procesorem graficznym (zestawienie procesorów graficznych). Od szybkości pracy tego układu uzależnione są rozdzielczość obrazu i częstotliwość odchylania pionowego (odświeżania obrazu). Dla przykładu: przy rozdzielczości 1280 x 1024 i przy częstotliwości odchylania pionowego 100Hz częstotliwość układu RAMDAC nie może być mniejsza niż 173 MHz. Istotnym parametrem kart graficznych są częstotliwości generowanych przez nie impulsów synchronizacji odchylania poziomego i pionowego. Karta graficzna poza sygnałami RGB, odpowiedzialnymi za sterowanie trzema katodami kineskopu, generuje jeszcze impulsy synchronizacji poziomej HS i pionowej VS, Które synchronizują pracę generatorów odchylania w monitorze ekranowym (tzn. inicjują początek kreślenia nowej linii lub ramki). Częstotliwość odchylania pionowego f/VS (zwana też częstotliwością odświeżania obrazu) ma wpływ na zjawisko migotania obrazu. Im wyższa częstotliwość odchylania pionowego tym słabszy efekt migotania. Częstotliwość ta może przyjmować następujące wartości, częściowo standaryzowane: 56, 60, 65, 70, 72, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 140, 144, 150, 170, 200, 240 i 250 Hz (wyświetlanych obrazów na sekundę). Standard VESA zaleca częstotliwość odświeżania ekranu wynoszącą minimum 72 Hz. Częstotliwość odchylania poziomego monitorów wzrasta wraz z rozdzielczością, dla której monitor może wyświetlać dane. Dla rozdzielczości 800 x 600 i częstotliwości odchylania pionowego 72Hz (zalecanej przez VESA), wymagana częstotliwość odchylania poziomego wyniesie 48 kHz. Aby zapewnić rozdzielczość 1024 x 768 (przy f/VS =72 Hz), częstotliwość f/HS musi mieć wartość 58 kHz. Częstotliwość odchylania poziomego współczesnych monitorów wynosi od 30 do 94 kHz.