Tipos de tarjetas de video

De acuerdo a su tecnología de diseño las tarjetas de video se clasifican de la siguiente manera:

a) MDA (Monochrome Display Adapther / Adaptador de pantalla

monocromo)

Desarrollada por IBM en 1980; solo podía trabajar en modo texto monocromo (ver figura 2.25). La memoria RAM que tenia era de 4 KB (trabajaba solo con una pagina de memoria). Mostraba 25x80 líneas en pantalla. Esta tarjeta fue el estándar durante mucho tiempo.

b) CGA (Computer Graphics Array / Adaptador de color de pantalla)

Esta tarjeta llego con los primeros colores y gráficos (1981). La memoria RAM que tenía era de 16KB. Constaba con 2 tipos de resoluciones: 320x200 la cual mostraba 4 colores; y la 640x200 que mostraba solo 2 colores (monocromo) (ver figura 2.26). En esta época se desarrollaron juegos que hacían uso de estos colores y resoluciones.

Figura 2.26. Tarjeta CGA

c) HERCULES (Hércules Graphics Card / Tarjeta Grafica Hércules)

La memoria RAM que tenía era de 643KB. Además de trabajar en modo texto podía gestionar 2 paginas graficas, todo esto bajo una resolución de 720x348 (ver figura 2.27). Era una combinación de la MDA y la CGA. Su desventaja era que no mostraba colores en la pantalla.

Figura 2.27. Tarjeta Hércules

d) EGA (Enhaced Graphics Adapter / Tarjeta Grafica Adaptada).

Desarrollada por IBM (1985). La memoria RAM que tenía era de 256KB. Compatible con MDA y CGA (ver imagen 2.28). Su resolución era de 640x350 y el número de colores que podía representar era de 16.

Figura 2.28. Tarjeta EGA

e) VGA (Video Graphics Array / Video grafico Ordenada) Representan 256

colores; con una resolución de 640x480 en modo gráfico y 720x400 en modo texto. Compatible con MDA, CGA y EGA. La señal que se transmitía hacia el monitor era en forma analógica. Tenían una memoria de 256KB.

f) SVGA (Super VGA). Consigue resoluciones de 1024x768. La cantidad de

colores dependía de la cantidad de memoria RAM, así, con 512KB muestra 16 colores y con 1MB muestra 256 colores, ambas con la misma resolución.

2.5.4 Estructura y Funcionamiento

En primer lugar, se dispondrá de un buffer de vídeo o memoria de refresco, en esencia una memoria RAM (Video RAM) que almacenará la información que va a ser presentada por pantalla.

Esta RAM puede direccionarse desde la CPU, por lo que funcionalmente ésta trabaja con aquella de la misma forma que con la Memoria Principal.

Actualmente se tienen dos grandes grupos: las tarjetas basadas en VRAM y las basadas en DRAM. Las VRAM son chips de memoria de doble puerto, que permiten al procesador transferir datos a la memoria, mientras que simultáneamente, la tarjeta de vídeo transfiere información de la memoria al monitor.

En contraste, las DRAM son chips de puerto simple, por lo que los recursos se deben repartir entre el procesador y la propia tarjeta. Por todo ello se puede concluir que las tarjetas con VRAM alcanzan generalmente mayores prestaciones. La cantidad de memoria que necesitan los datos que constituyen una imagen, depende del número de bits que sean necesarios para codificar un color, de la resolución en la que se esté trabajando, y del hecho de que la aplicación esté trabajando con simple o doble buffer de vídeo.

Diagrama a Bloques de la tarjeta de video

Información de Atributos

Código del Gráfico

Sincronización de la información

Figura 2.29 Diagrama a bloques de la tarjeta de video

El controlador del CRT (CRTC) se encargará de actualizar, o refrescar, la información presentada en la pantalla continuamente con los contenidos de la RAM de vídeo, con objeto de producir la apariencia de una imagen estable.

Para ello, el CRTC genera las señales de sincronismo de barrido horizontal y vertical, y además incrementa un contador de direcciones de la RAM de vídeo a una velocidad sincronizada con las señales de barrido, para poder actualizar todo el contenido de la pantalla en un único ciclo de refresco, lo cual impone una limitación al tiempo de acceso a la RAM de vídeo. La RAM de vídeo posee dos caminos de acceso para datos, lo que permite simultáneamente el refresco de la pantalla y el acceso del procesador a ésta. El CRTC realiza además otras funciones. Por ejemplo, determinar el tamaño y posición del cursor que se visualiza en pantalla, seleccionar la parte de la RAM de vídeo que se ha de presentar en pantalla, o detectar las señales producidas por el mouse o lápiz óptico (ver figura 2.29), [C17], [C25].

CRTC ^Generadorde Gráficos

La tarjeta controladora de vídeo es la que se encarga de convertir la información binaria en una representación visual que es enviada a la pantalla, lo cual logra Interpretando los datos que le llegan del procesador, ordenándolos y calculando su posición para poder presentarlos en la pantalla en forma de puntos luminosos de colores (pixeles).

Los datos digitales resultantes de este proceso los transforma, dependiendo del tipo de controlador que se trate, en una señal digital o analógica que pueda presentar la pantalla del monitor. Estos son los 4 pasos que los datos deben de pasar al salir de la UCP, antes de alcanzar el monitor:

• Del transporte de datos o bus a la circuiteria de vídeo, en donde los datos digitales son procesados.

• En la circuiteria a la memoria de vídeo, se almacena una imagen espejo, en formato digital, de la que se presentará en pantalla.

• De la memoria de vídeo al convertidor digital-analógico (RAM-DAC), quien lee la copia de la imagen en memoria y la convierte para el monitor. En este punto la información entra en formato digital y sale convertida en pulsos eléctricos analógicos.

• Desde el convertidor digital analógico al monitor, en formato analógico. La primera solución que se encontró para aumentar la velocidad de proceso de los gráficos consistió en proveer a la tarjeta gráfica de un circuito especial denominado acelerador gráfico. El acelerador gráfico se encarga de realizar una serie de funciones relacionadas con la presentación de gráficos en la pantalla, que de otro modo, tendría que realizar el procesador. De esta manera, le quita tareas de encima a este último, y así se puede dedicar casi exclusivamente al proceso de datos. La velocidad con que se ejecutan las aplicaciones basadas en Windows

para el manejo de gráficos se incrementa muy notablemente, llegando al punto (con algunas placas) de no necesitar optimizar la CPU. El estándar hoy día está dado por los aceleradores gráficos, de 64 bits. También, aunque no tan comunes, hay aceleradores gráficos de 128 bits.

Para lograr una mayor velocidad se comenzaron a instalar en las tarjetas de video, otros circuitos especializados en el proceso de comandos gráficos, llamados coprocesadores gráficos. Se encuentran especializados en la ejecución de una serie de instrucciones específicas de generación de gráficos. En muchas ocasiones el coprocesador se encarga de la gestión del ratón y de las operaciones tales como la realización de ampliaciones de pantalla.

Los gráficos en 3 dimensiones son una representación grafica de una escena o un objeto a lo largo de 3 ejes de referencia X, Y, Z, que marcan el alto, el ancho y la profundidad de este grafico. Para manejar un grafico tridimensional, este se divide en una seria de puntos o vértices, en forma de coordenadas, que se almacenan en la memoria RAM.

Para que ese objeto pueda ser dibujado en un monitor de tan sólo dos dimensiones (ancho y alto), debe pasar por un proceso que se llama

renderización. La renderización se encarga de modelar los pixeles (puntos), dependiendo de su posición en el espacio y su tamaño. También rellena el objeto, que previamente ha sido almacenado como un conjunto de vértices. Para llevar a cabo ésta tarea, se agrupan los vértices de tres en tres, hasta transformar el objeto en un conjunto de triángulos.

Estos procesos son llevados a cabo entre el microprocesador y el acelerador grafico.

Normalmente el microprocesador se encarga del procesamiento geométrico, mientras que el acelerador grafico rendering. En resumen el microprocesador genera el objeto, y el acelerador grafico lo “pinta”. El gran problema que enfrenta el microprocesador es que al construir los objetos 3D a base de polígonos, cuanto más curvados e irregulares se tornan los bordes del objeto, mayor es la cantidad de polígonos que se necesitan para aproximarse a su contextura. El problema es aún peor si además dicho objeto debe moverse, con lo cuál hay que generarlo varias decenas de veces en un lapso de pocos segundos [C17], [C25].

2.6 TARJETA DE SONIDO