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Aula 10 – placas controladoras de vídeo (i)

Aula 10 – placas controladoras de vídeo (i)

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Aula 10 – Placas
controladoras de Vídeo
(I)
Professor: Marcos Elói Basilio
Função da placa de vídeo
• A principal função da placa de vídeo é enviar, controlar ou processar
os sinais digitais que vão para o dispositivo de visualização
• (display).
• As placas de vídeo sofreram, em curto espaço de tempo, uma grande
• evolução, e pode-se dizer que foi um dos componentes do
computador que teve um dos maiores aumentos de desempenho.
• A placa de vídeo transforma os sinais processados pelo sistema em sinais
que o monitor de vídeo entenda, assim pode ser visualizado
• na tela o resultado do processamento que está sendo feito pelo PC. A
• quantidade de cores, resolução e qualidade da imagem dependem não
somente do display quanto da placa de vídeo.
• A placa controladora de vídeo pode ser conectada à placa-mãe através de
conectores (AGP, preferencialmente, ou PCI)
• ou pode estar incluída na própria placa-mãe (on-board).
• Formação da imagem, resolução e cores em uma placa de vídeo
• A imagem é formada na tela do computador graças aos bits 0 e 1. A idéia é
simples:
• a imagem é formada por milhares de pontos bem próximos uns dos outros
e cada
• um destes pontos, também conhecidos por pixel.
• Cada pixel pode ocupar um bit (vídeo monocromático), ou um conjunto
• de bits (vídeo colorido ou com vários tons de cinza).
• A placa de vídeo possui uma memória que funciona como uma
memória RAM de sistema, tanto que as placas de vídeo onboard
• normalmente utilizam um pouco da própria memória RAM do
computador para poder funcionar, é chamada de memória
• de vídeo compartilhada.
• Dica: Cada bit da memória de vídeo tem seu pixel correspondente na
tela e o processador sabe o endereço de memória de cada um destes
bits.
• A quantidade de memória RAM, ou VRAM, utilizada por uma placa de
vídeo e a tecnologia de fabricação desta memória são fatores
fundamentais para a qualidade de imagem mostrada na tela.
• No caso de padrões de vídeo colorido, as cores são representadas
com vários bits.
• Nos padrões atuais são utilizados em geral 32 bits para representação
de cores. Notar que a necessidade de memória para uma
• dada resolução aumenta conforme o número de bits para
representação das cores utilizadas..
• Exemplo de codificação de cor com 3 bits, utilizada em padrões mais
antigos
• A resolução da imagem está relacionada com a quantidade de pixels
ou pontos mostrados na tela ao mesmo tempo.
• Quanto maior o número de pixels, maior será a resolução da imagem,
porém exigirá mais da placa de vídeo, tanto no que diz respeito à
quantidade de memória, quanto à capacidade de processamento.
• Um mesmo vídeo pode suportar diversas resoluções e quantidades
de cores, de acordo com a necessidade do usuário.
• A imagem é formada por uma grande matriz de pontos, os pixels. Em
uma resolução de 640x480 a imagem será formada por uma matriz
de 640 pontos no sentido horizontal e 480 pontos no sentido vertical.
• Os pixels podem ser mostrados na tela basicamente de duas
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Aula 10 – placas controladoras de vídeo (i)

  • 1. Aula 10 – Placas controladoras de Vídeo (I) Professor: Marcos Elói Basilio
  • 2. Função da placa de vídeo • A principal função da placa de vídeo é enviar, controlar ou processar os sinais digitais que vão para o dispositivo de visualização • (display). • As placas de vídeo sofreram, em curto espaço de tempo, uma grande • evolução, e pode-se dizer que foi um dos componentes do computador que teve um dos maiores aumentos de desempenho.
  • 3. • A placa de vídeo transforma os sinais processados pelo sistema em sinais que o monitor de vídeo entenda, assim pode ser visualizado • na tela o resultado do processamento que está sendo feito pelo PC. A • quantidade de cores, resolução e qualidade da imagem dependem não somente do display quanto da placa de vídeo. • A placa controladora de vídeo pode ser conectada à placa-mãe através de conectores (AGP, preferencialmente, ou PCI) • ou pode estar incluída na própria placa-mãe (on-board). • Formação da imagem, resolução e cores em uma placa de vídeo • A imagem é formada na tela do computador graças aos bits 0 e 1. A idéia é simples: • a imagem é formada por milhares de pontos bem próximos uns dos outros e cada • um destes pontos, também conhecidos por pixel. • Cada pixel pode ocupar um bit (vídeo monocromático), ou um conjunto • de bits (vídeo colorido ou com vários tons de cinza).
  • 4. • A placa de vídeo possui uma memória que funciona como uma memória RAM de sistema, tanto que as placas de vídeo onboard • normalmente utilizam um pouco da própria memória RAM do computador para poder funcionar, é chamada de memória • de vídeo compartilhada. • Dica: Cada bit da memória de vídeo tem seu pixel correspondente na tela e o processador sabe o endereço de memória de cada um destes bits. • A quantidade de memória RAM, ou VRAM, utilizada por uma placa de vídeo e a tecnologia de fabricação desta memória são fatores fundamentais para a qualidade de imagem mostrada na tela.
  • 5. • No caso de padrões de vídeo colorido, as cores são representadas com vários bits. • Nos padrões atuais são utilizados em geral 32 bits para representação de cores. Notar que a necessidade de memória para uma • dada resolução aumenta conforme o número de bits para representação das cores utilizadas..
  • 6. • Exemplo de codificação de cor com 3 bits, utilizada em padrões mais antigos • A resolução da imagem está relacionada com a quantidade de pixels ou pontos mostrados na tela ao mesmo tempo. • Quanto maior o número de pixels, maior será a resolução da imagem, porém exigirá mais da placa de vídeo, tanto no que diz respeito à quantidade de memória, quanto à capacidade de processamento. • Um mesmo vídeo pode suportar diversas resoluções e quantidades de cores, de acordo com a necessidade do usuário. • A imagem é formada por uma grande matriz de pontos, os pixels. Em uma resolução de 640x480 a imagem será formada por uma matriz de 640 pontos no sentido horizontal e 480 pontos no sentido vertical. • Os pixels podem ser mostrados na tela basicamente de duas maneiras:
  • 7. • modo gráfico, cada pixel é independente dos demais, sendo possível gerar imagens de variadas formas; • ▪ modo texto, os pixels formam blocos e cada bloco pode representar um caráter. Note que os sistemas operacionais gráficos praticamente não fazem uso deste modo. • Em modo texto, além de bits de cores, a placa de vídeo necessita de memória para armazenar informações de atributos de texto como sublinhado, negrito, etc.
  • 8. • Em modo gráfico, os efeitos são gerados individualmente em cada pixel pela intensidade máxima das três cores - vermelho, • verde e azul - simultaneamente. Um dos fatores que determinam a qualidade de uma placa de vídeo é o tipo de memória utilizada por ela. A quantidade de memória utilizada determina a resolução e a quantidade máxima de cores que a placa • suporta. Sua velocidade de trabalho está mais relacionada com outros fatores: uma • placa com 1MB de memória suporta até 16 milhões de cores com uma resolução • de 640x480, já uma placa com 2MB de memória suporta até 16 milhões de cores • com uma resolução mais alta, como 800x600. A tabela apresenta a quantidade • de memória exigida conforme a resolução e o número de cores configurado.
  • 10. • Tabela de quantidade de memória necessária de acordo com resolução e número de cores suportadas Tipos de memória de vídeo • As principais tecnologias empregadas na fabricação de memória de vídeo atualmente são: • VRAM (VIDEO RAM): é um tipo de memória especialmente desenvolvido para o uso em placas de vídeo. Sua principal vantagem é que, ao contrário dos tipos convencionais de memória, ela pode ser acessada simultaneamente por dois componentes. Isso permite que • a placa de vídeo use os dados contidos na VRAM para atualizar a exibição das imagens ao mesmo tempo em que o • processador inclui novos dados.
  • 11. • O uso de memórias VRAM aumenta muito o desempenho da placa, o problema é que este tipo de memória é bem mais caro que as memórias convencionais, fazendo com que muitos fabricantes • utilizem memórias EDO comuns em seus modelos de placas de vídeo mais baratas. • SGRAM (SYNCHRONOUS GRAPHIC • RANDOM ACCESS MEMORY): é um tipo de memória SDRAM otimizada para o uso em placas de vídeo, que apesar de • possuir apenas uma entrada de dados, pode ser dividida em duas páginas de memória e ambas podem ser acessadas ao mesmo tempo, simulando uma dupla entrada de dados. Este tipo de memória tem desempenho menor que as memórias VRAM, mas são mais • baratas, sendo substitutas das memórias EDO.
  • 12. • WRAM (WINDOWS RAM): é um tipo de memória de vídeo otimizada para sistemas gráficos como o Windows. • Basicamente é um tipo de VRAM melhorada. • ▪ SDRAM DDR: é muito comum as placas de vídeo 3D possuírem memórias de vídeo do tipo DDR, que são muito mais rápidas que as SGRAM ou VRAM. • Padrões de placas de vídeo • As placas de vídeo passaram por uma grande evolução no que diz respeito aos padrões utilizados. Nos dias de hoje, normalmente as placas são padrão SVGA, isto significa que elas podem exibir vários milhões de cores e suportar resoluções superiores a 800x600 pontos, mas para chegarem a este conceito passaram por diversos outros padrões, tais como MDA, CGA, EGA, dentre outros, hoje praticamente em desuso.
  • 13. • Padrão VGA (Video Graphics Array) • Atualmente, os computadores novos apresentam, no mínimo, este padrão. • Pode-se dizer que as placas novas apresentam apenas modificações deste padrão, já que este tipo de placa foi considerado • praticamente um marco no que diz respeito à qualidade de vídeo. Este tipo de placa possuía diversas características, como, em vez de utilizar sinais digitais, trabalhar com diversos níveis de tensão • elétrica (voltagem) em 3 condutores, cada um deles alimentando respectivamente os canhões de cores do vídeo. Outras características • do VGA: • incorpora todos os padrões anteriores MDA, CGA e EGA; • ▪ a relação de 4 para 3, entre o número de pixels de cada linha e o número
  • 14. • total de linhas, segue as proporções de comprimento e altura da tela; • ▪ imagem com melhor nitidez do que qualquer outro padrão criado até este momento; • ▪ resolução de até 720 x 400 pixels; • ▪ exibição de até 256 cores, selecionada • de uma paleta de 262.000 cores; • sua freqüência de trabalho vertical é de 70Hz e a horizontal, de 31,5KHz; • ▪ memória de vídeo de 256KB. • Os monitores padrão VGA operam com sinais analógicos (níveis de tensão elétrica) que possibilitam uma maior quantidade de cores, geradas nos canhões de elétrons para as cores vermelho, verde e • azul, diferentemente dos monitores padrão MDA, CGA e EGA.
  • 16. • Conector de vídeo padrão VGA/S-VGA (D-15 pinos) Padrão Super- VGA • O padrão SVGA é uma evolução do padrão VGA e possui total compatibilidade com sistemas produzidos para o VGA. Este • padrão foi criado devido à necessidade de melhores resoluções e maior quantidade de cores simultâneas na tela, exigidas pelos sistemas operacionais e por outros programas que estavam sendo criados. • Dica: Executar mais de um programa ao mesmo tempo criava a necessidade de visualização de mais informações na tela. • Resoluções maiores permitem diminuir um pouco o tamanho das janelas, exibindo mais janelas, com qualidade de imagem • melhor
  • 17. • Só se alcançou uma padronização geral de placas de vídeo e monitores quando os fabricantes resolveram se juntar e criar um • consórcio industrial que representasse todos os fabricantes de sistemas para vídeo. • Este consórcio foi chamado de VESA - Vídeo Electronics Standards Association e praticamente todos os fabricantes de • placas de vídeo, monitores e também os principais fabricantes de computadores juntaram-se a esta organização. O padrão VESA não segue normas rígidas e concilia os interesses dos diversos fabricantes associados. • O padrão VESA não existe mais e o padrão de conector para as placa novas é o AGP.
  • 18. • As principais características do padrão SVGA são: • compatibilidade com o padrão VGA; • as placas vêm no mínimo com memória • de vídeo de 512KB ou 1MB; • no mínimo 256 cores na tela, mas com possibilidade de trabalhar com mais de 16 milhões de cores; • utilizavam o mesmo conector do padrão VGA; • resoluções mais altas, como 1024 x 768 pixels. • Para reduzir a oscilação da imagem em modos de alta resolução, a frequência vertical foi estabelecida em 72Hz. Mas, para aproveitar monitores mais antigos existentes no mercado, estas placas podem operar com frequências de 56Hz e 60Hz. As frequências horizontais podem ser 35KHz, 37,60Khz ou 48KHz.
  • 19. • A IBM tentou padronizar as placas SVGA antes do consórcio VESA, criando o padrão XGA (Extended Graphics Array), mas não • foi muito feliz. • Normalmente, as placas SVGA possuem dois conectores: um onde deve ser ligado o monitor, que é um conector tipo DB-15, • e através dele a placa transmite sinais analógicos que representam a imagem a ser exibida no monitor; e o outro conector • é o chamado de VGA Feature Connector, que serve para conectar a placa SVGA com outras placas que operam com sinais de vídeo, como placas digitalizadoras de vídeo.
  • 21. • Conector DB-15 para conexão do monitor de vídeo e o conector VGA Feature Connector • Padrão DVI • Em várias placas de vídeo ou mesmo notebooks (em particular os Apple) existe a disponibilidade de porta padrão DVI, definida • pelo consórcio DDWG (Digital Display Working Group), criado com o objetivo de maximizar a qualidade visual para displays LCD.
  • 22. • O DVI suporta tanto transferência de sinais analógicos quanto de digitais, existindo os "sub" padrões DVI-A, DVI-D e DVI-I (analógico, • digital e integrado analógico/digital, respectivamente). O conector prevê ainda um segundo link de dados para displays de • alta resolução (DVI-DL, dual link), normalmente não suportado pelos dispositivos de vídeo. DVI é o único padrão mais difundido • com suporte a sinais analógicos e digitais num mesmo conector.
  • 23. Conector DVI-I fêmea visto de frente
  • 24. • Atividades • 1. Qual é a principal função da placa controladora de vídeo no computador? • 2. Como a cor de um pixel é codificada? • 3. Quais são as duas maneiras possíveis de mostrar os pixels na tela? • 4. Qual é a quantidade de memória necessária para mostrar respectivamente uma resolução de tela de 800 x 600 com 16 milhões • de cores e um a resolução de 1.024 x 756 também com 16 milhões? • 5. Cite e explique pelo menos dois tipos de tecnologias de memória utilizadas em • placas de vídeo. • 6. Quais são os padrões de vídeo utilizados nos micros atuais? • 7. Quais são as principais características de placas de vídeo padrão SVGA? • 8. Quais são as características principais do padrão DVI?