VGA 란 정확히 무엇이며 VGA와 비디오 카드의 차이점은 무엇입니까?

운영 체제 개발 자습서는 VGA, EGA 또는 Super VGA에 직접 기록하여 화면 데이터에 도달하는 지점을 정확하게 찾아 내지 만, 표시되지 않는 고정 주소에 쓰는 것과 온보드로 직접 비디오 카드에 쓰는 것의 차이점은 무엇입니까? 또는 이동식? 내 문제에 대한 혼란에 대한 기본적인 설명을 원합니다.

그리고 카드, 연결 인터페이스, 버스, 아키텍처, 칩상의 시스템, 임베디드 시스템 등에 변수가있는 단순한 경우가 아니기 때문에이 100 %의 배경에 대한 아이디어를 이해하는 방법을 찾기가 어렵습니다 . 고정 주소가 고성능 GPU와 저가형 온보드 GPU와 다릅니 까? 왜, 왜 안돼?

커널을 호스팅하고 운영 체제를 만드는 것이 실제로 꿈꾸는 프로그래밍의 목표 중 하나입니다. 용어를 이해하지 못하면 일부 영역에서 저를 방해 할뿐만 아니라 하드웨어의 주제에 대해 어리석은 것처럼 보입니다.

EXTRA : 이러한 현재 답변 중 일부는 프로세서의 최대 주소 지정 가능 메모리를 16 비트의 사양으로 사용하는 것에 대해 말합니다. 문제는 다음과 같은 다른 발생하는 문제 중 일부입니다.

1. 카드 자체 메모리는 어떻습니까? 화면 데이터 자체에는 시스템 RAM이 필요하지 않습니다.

2. 높은 비트 모드에서는 어떻습니까? 그리고 실제 모드 (x86)에서 BIOS를 무시해도 여전히 AL을 통해 메모리를 처리 할 수 ​​없습니까?

3. 고정 주소에 쓰는 개념은 실제 마이크로 프로세서에서 또는 그 이상으로 여러 레지스터와 성능을 가진 GPU에서 어떻게 변경되지 않습니까?

기술적으로 VGA는 1987 년에 도입 된 640x480 비디오 표준 인 비디오 그래픽 어레이 (Video Graphics Array)를 나타냅니다 . 당시에는 특히 컬러 디스플레이의 경우 상대적으로 높은 해상도였습니다.

VGA가 도입 되기 전에 텍스트 (25 줄의 80 줄) 또는 상대적 고해상도 흑백 그래픽 (720x348 픽셀)을 표시하는 허큘리스 와 같은 몇 가지 다른 그래픽 표준이있었습니다 .

당시의 다른 표준은 CGA ( 컬러 그래픽 어댑터 )로 최대 640x200 픽셀의 해상도에서 최대 16 색을 허용했습니다. 그 결과는 다음과 같습니다.

마지막으로 주목할만한 PC 표준은 EGA (Enhanced graphics adapter)로 64 색으로 최대 640 × 350의 해상도를 허용했습니다.

(이 상대를 짧게 유지하기 위해 비 PC 표준을 무시하고 있습니다. Atari 또는 Amiga 표준을 추가하기 시작하면-당시 최대 4096 색!-이것은 꽤 길어질 것입니다.)

1987 년 IBM은 PS2 컴퓨터를 출시했습니다. 마우스와 키보드를위한 새로운 포트가 포함 된 이전 모델과 비교했을 때 몇 가지 주목할만한 차이점이있었습니다 (이전에 마우스는 마우스가있는 경우 25 핀 직렬 포트 또는 9 핀 직렬 포트를 사용 했습니다). 표준 3½ 인치 드라이브 및 고해상도 및 다양한 색상의 새로운 그래픽 어댑터.

이 그래픽 표준을 Video Graphics Array 라고합니다 . 아날로그 신호를 모니터에 전송하기 위해 3 열, 15 핀 커넥터를 사용했습니다. 이 커넥터는 DVI 및 디스플레이 포트와 같은 우수한 디지털 표준으로 대체 된 몇 년 전까지 지속되었습니다.

VGA 후

VGA 표준으로 진행이 중단되지 않았습니다. VGA가 도입 된 직후 800x600과 같은 새로운 표준이 생겼습니다. S 동일한 커넥터를 사용하는 VGA (SVGA) uper. (Hercules, CGA, EGA 등은 모두 자체 커넥터가 있습니다. 해상도가 충분히 낮더라도 CGA 모니터를 VGA 카드에 연결할 수 없습니다).

그 이후로 우리는 훨씬 더 높은 해상도의 디스플레이로 넘어갔지 만 가장 많이 사용되는 이름은 VGA입니다. 올바른 이름은 SVGA, XVGA, UXGA 등이더라도

(Wikipedia의 그래픽 제공)

'VGA'라고하는 또 다른 것은 원래 VGA 카드와 함께 사용되는 DE15 커넥터입니다. 이 파란색 커넥터는 일반적으로 아날로그 'VGA 신호'를 모니터로 전송하는 유일한 방법은 아니지만 가장 일반적입니다.

왼쪽 : DB5HD 오른쪽 : 대체 VGA 커넥터 (일반적으로 더 나은 품질을 위해 사용됨)

'VGA'가 사용되는 세 번째 방법은 그래픽 카드를 설명하는 것입니다. 비록 해당 카드가 VGA와 완전히 다른 해상도를 생성 할 수 있습니다. 사용이 기술적으로 잘못되었거나 최소한 'VGA 호환 카드'여야하지만 일반적인 연설로 인해 차이가 생기는 것은 아닙니다.

그 잎 VGA에 쓰기

이것은 IBM XT의 메모리가 고안된 방식에서 비롯됩니다. CPU는 최대 1MiB (1024KiB)의 메모리에 액세스 할 수 있습니다. 하단 512KiB는 RAM 용으로, 상단 512KiB는 애드 인 카드, ROM 등을 위해 예약되었습니다.

이 상단 영역은 VGA 카드 메모리가 매핑 된 곳입니다. 직접 쓸 수 있고 결과가 디스플레이에 나타납니다.

이것은 VGA뿐만 아니라 동일한 세대 대안에도 사용되었습니다.

  G = 그래픽 모드 비디오 RAM
  M = 흑백 텍스트 모드 비디오 RAM
  C = 컬러 텍스트 모드 비디오 RAM
  V = 비디오 ROM BIOS (PS / 2에서 "a"임)
  a = 어댑터 보드 ROM 및 특수 목적 RAM (사용 가능한 UMA 공간)
  r = 추가 PS / 2 마더 보드 ROM BIOS (비 PS / 2 시스템에서 무료 UMA)
  R = 마더 보드 ROM BIOS
  b = IBM Cassette BASIC ROM (IBM 호환 장치에서 "R"임)
  h = HIMEM.SYS가로드 된 경우 HMA (High Memory Area).

기존 (기본) 메모리 :   
처음 512KB (또는 64KiB의 8 개 청크). 

상단 메모리 영역 (UMA) :

0A0000 : GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG
0B0000 : MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
0C0000 : VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
0D0000 : aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
0E0000 : rrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrr
0F0000 : RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbRRRRRRRR

( ASCII 맵의 소스 ).

"고정 주소" 에 쓰는 것은 본질적으로 비디오 카드에 직접 쓰는 것이 었습니다 . 모든 비디오 ISA 비디오 카드 (CGA, EGA, VGA)에는 본질적으로 일부 RAM (및 레지스터)이 CPU 메모리 및 I / O 공간에 직접 매핑되었습니다.

따라서 특정 메모리 위치에 바이트를 쓰면 비디오 카드에있는 메모리에 실제로 기록 된 비디오 카드가 해당 메모리를 사용했기 때문에 해당 문자 (텍스트 모드)가 즉시 화면에 나타납니다.

특히 오늘날의 비디오 카드는 때때로 VGA라고 불리며 1990 년대의 "진정한"VGA 카드와 유사하다는 점을 고려하면 오늘날 매우 혼란스러워 보입니다. 그러나 최신 카드조차도 이러한 이전 디자인의 일부 기능을 에뮬레이트합니다 (대부분의 최신 PC에서 DOS를 부팅하고 비디오 메모리에 직접 쓰는 DOS 프로그램을 사용할 수 있음). 물론 오늘날에는 비디오 카드의 펌웨어에서 모두 에뮬레이트됩니다.

실제로 차이는 없습니다. 비디오 메모리의 주소에 쓰는 경우 하드웨어가 비디오 카드로 라우팅합니다.

자신의 운영 체제를 작성하는 경우 PCI 버스를 스캔하여 카드를 찾기 시작하여 그래픽 카드가 원하는 메모리를 매핑하도록하는 데 많은 노력을 기울여야 할 것입니다.

지금까지 답변은 비디오 메모리를 프로세서의 주소 공간에 매핑하여 오래된 비디오 카드가 작동한다고 설명했습니다. 이것은 카드 자체의 메모리였습니다. 노스 브릿지는이 매핑 된 메모리에 대한 요청을 VGA 장치로 리디렉션하는 것을 알고 있습니다.

그 외에도 VGA 호환 카드에 대한 확장 및 새로운 모드가 거의 없었습니다. 이로 인해 VESA BIOS 확장 (VBE)이 생성됩니다 int 10h. 기본 2D 가속 (BitBlt), 하드웨어 커서, 이중 / 삼중 버퍼링 등을 지원합니다. 이것은 지원되는 모든 해상도 (고해상도 포함)에서 풀 컬러 디스플레이를위한 기본 방법입니다. 이것은 노스 브릿지가 클래식 VGA와 같이 리디렉션을 수행 할 때 카드 내부의 메모리도 일반적으로 사용했습니다. 전체 콜로 / 풀 해상도 그래픽을 사용하는 가장 간단한 방법입니다.

다음으로 bios를 사용하지 않고 GPU에 액세스하는 직접적인 방법으로 VBE와 동일한 기능 및 추가 기능에 액세스 할 수 있습니다. 내 이해는 여기에서 꽤 모호하다. 이 인터페이스는 장치마다 다르지만 전혀 확신 할 수 없습니다.

그런 다음 3D acelleration / GP-GPU 계산 등을 지원할 수있는 GPU 인터페이스가 있습니다.이를 위해서는 제조업체가 제공 한 드라이버 또는 사양을 완전히 사용해야하며 동일한 제조업체의 장치 간에도 실질적인 차이가있는 경우가 많습니다.