Uknc Resources chapter1

Это глава из книги «Ресурсы УКНЦ».

Глава 1. Аппаратные средства вывода на экран

---

Решение некоторых сложных проблем иногда полезно начинать с конца. Поскольку вывод на экран — штука отнюдь не простая, мы именно так и сделаем. Причем концом будет у нас сам экран.

§0. Немного об экранах.

Экраном обычно служит телевизор или монитор. Оба они бывают черно-белые, цветные и выключенные. Причем последний тип легко может быть превращен в один из первых двух путем включения последнего. Если Вы уже запутались, кто первый, а кто последний, не страшно. Немного страшнее, если после подключения монитора или телевизора к компьютеру вместо удобоваримой картинки Вы обнаружите беспорядочное мерцание полос и бегание кадров с потрясной скоростью. Если предположить, что и монитор (телевизор), и ЭВМ исправны, то остается лишь разобраться с подключением одного к другому.

Обычно от компьютера к экрану идут следующие сигналы:

• Синхросмесь (смесь строчной и кадровой разверток).
  Этот сигнал, грубо говоря, управляет положением электронного луча на экране.
• Видеосигнал.
  Для черно-белых экранов этот сигнал управляет яркостью точки в текущем положении электронного луча. В него еще подмешано немного синхросмеси (для вкуса).
• R, G, B.
  Сигналы управления красным (Red), зеленым (Green) и синим (Blue) составляющими цвета точки (для цветных экранов).
• Звук.
  Тот же сигнал, что подается на пьезодинамик ЭВМ. Как правило, его подключают к телевизору в плату звукового канала.
• Общий (земля).

Все эти сигналы выводятся на разъемы "ВМ" на задней панели компьютера. Этих разъемов у УКНЦ два. Поэтому к ней можно подключить целых два монитора. (Любопытно, что у человека тоже целых два глаза. Совпадение?)

Теперь осталось подключить компьютер. К каждой машине прилагается видеошнур. В нем 10 жил. Разводка сигналов по этим жилам такова:

СС — 10

GND — 2, 4, 6, 8

R — 5

G — 3

B — 1

Видео — 9

Звук — 7

Для передачи черно-белого изображения достаточно всего двух проводов — Видео и Земля. Для цветного требуется минимум 5: R, G, B, СС и земля.

Напряжение на выходе из компьютера в видеоразъеме - порядка 1 В.

§1. Как видеоинформация попадает на экран

1.0 Вывод картинки на экран

Вы, очевидно, знаете принцип передачи теле-изображения. Электронный луч под управлением сигналов строчной и кадровой разверток обегает весь экран построчно (рисунок 1.0).

TODO
Рисунок 1.0 Движение электронного луча по экрану

То есть при движении от левого края к правому луч высвечивает на экране строку с переменной яркостью, а при обратном ходе он гасится и возвращается снова к левому краю экрана, сместившись немного вниз. Далее процесс повторяется до тех пор, пока луч не достигнет нижнего края экрана. Тогда он гасится и перебрасывается снова на начало экрана. Кадр нарисован.

То, что появилось на экране, назовем видеоизображением, или просто картинкой. Картинка перерисовывается на экране 50 раз в секунду. За время, равное 1/50 секунды, часто называемое тиком, глаз не успевает забыть старое изображение, поэтому картинка не мерцает.

1.1 Создание картинки

Будем постепенно продвигаться от конца к началу. Теперь вдоль видеошнура, через разъем «ВМ» влезем в компьютер и разберемся, как формируется видеоизображение.

Среди прочих устройств УКНЦ есть устройство, отвечающее за формирование картинки. Оно называется так: Устройство Управления ВидеоОЗУ (УВОЗУ). Помимо других функций, в задачи его входит считывание видеоинформации на экран.

Видеоинформацией мы будем называть данные, хранящиеся в особо отмеченной области оперативной памяти ЭВМ, а саму эту область — ВидеоОЗУ (ВОЗУ). Чтобы разобраться в строении ВОЗУ, давайте пройдемся по адресному пространству УКНЦ.

1.2 Экскурсия в адресное пространство УКНЦ

Среди всех микро-ЭВМ, выпущенных в нашей стране, УКНЦ — самая нетривиальная. Ни в одном другом компьютере больше не встретишь такого оригинального решения — 2 ОЗУ + 2 процессора. Некоторыми вопросами, связанные с повышенной микропроцессорностью УКНЦ, мы займемся позже, а теперь же перейдем к структуре памяти.

Прямой доступ к памяти

TODO

1.3 Таблица строк

TODO

Резюме к §1

• Изображение на экране УКНЦ состоит из 288 видеострок.
• Видеоинформация на экран построчно считывается Устройством Управления ВидеоОЗУ (УВОЗУ) из видеопамяти.
• Адресное пространство может быть доступно либо прямым доступом процессоров, либо регистровым доступом.
• Через РА и РД (регистры адреса и данных) доступно 192 Кб ОЗУ. Одному адресу соответствует Т-слово: 3 байта из трех смежных областей, называемых планами. ЦП доступны планы 1 и 2, ПП — 0, 1 и 2, т.е. все ОЗУ в УКНЦ.
• Одному Т-слову соответствуют восемь выведенных подряд точек на экране.
• Адреса в РА с 100000 указывают на особую область памяти, прямым доступом не видимую. Объем ее - 96 Кб, по 32 в каждом плане, и используется она в качестве ВОЗУ. Адреса меньше 100000 — это ОЗУ ЦП +ОЗУ ПП.
• Таблица строк — список в ОЗУ ПП, необходимый УВОЗУ для формирования видеоизображения. Начинается с пары ячеек с адресами 270 и 272.
• Таблица строк состоит из отдельных элементов. Каждый элемент, начиная с 21-го, соответствует видеостроке на экране. 21-й элемент соответствует самой верхней строке. Элементы могут быть двухсловными и четырехсловными. Первый элемент (270 и 272) всегда двухсловный.
• Формат двухсловного элемента:
  • 1-е слово — адрес в ВОЗУ, с которого начинается вывод видеоинформации в текущую строку.
  • 2-е слово — адрес следующего элемента в таблице строк. В трех младших битах слова содержится информация о типе следующего элемента, о переключении курсора в данной строке, а также определяется, какой регистр УВОЗУ загрузится из следующего элемента, если он — четырехсловный.
• Формат четырехсловного элемента:
  • 1-е, 2-е слова — интерпретируются УВОЗУ либо как регистр управления отображением, либо как регистр управления цветом.
  • 3-е слово — адрес в ВОЗУ.
  • 4-е слово — адрес следующего элемента.
• Регистры управления цветом (УЦ) и отображением (УО) состоят из двух 16-битных слов каждый и входят в состав УВОЗУ. Загружаются они лишь из таблицы строк, только из четырехсловных элементов.
• Регистр УЦ определяет соответствие цвета точки содержимому трех битов в планах ВОЗУ. В данной строке может быть одновременно 8 цветов.
• Регистр УО управляет: цветом, типом, горизонтальной позицией аппаратного курсора.
  • масштабированием изображения по горизонтали.
  • яркостью составляющих R,G,B в текущей строке.

§2. Формирование видеоизображения. Использование аппаратных возможностей.

TODO

§3. Каналы связи между процессорами.

TODO