Tarjetas de vídeo

Componentes de un Ordenador. Periféricos. Sistemas de Video. VGA (Video Graphics Array). Resolución. Profundidad. Procesador Gráfico. Drivers. Aceleradoras

  • Enviado por: Marco Salazar
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 14 páginas

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Introducción

Como elemento de salida primario la pantalla representa la conexión entre el usuario y los diferentes programas, que envían sus salidas a través de la llamadas tarjetas de vídeo a la pantalla.

Aparte de las velocidades de ordenador cada vez crecientes, el proceso de la tecnología de hardware no se actualiza en ningún campo tan claro como en las tarjetas de vídeo. Este desarrollo se ve reflejado no solamente en la velocidad de las tarjetas, sino que son más capaces, superan a sus antecesores claramente en numero de colores representables y resolución de pantalla. Mientras que hasta ahora se han conseguido mejoras cuantitativas primarias, basándose en tecnologías existentes, la moda en los últimos tiempos va en otra dirección. Cada vez, más tarjetas gráficas se equiparan con procesadores inteligentes, que le quitan al procesador principal el trabajo de dibujar líneas, círculos y superficies.

Si se requiere que las aplicaciones no se ralenticen a ojo del usuario, se ha de descargar de trabajo al procesador, y precisamente esto lo realizan la mayoría de las tarjetas gráficas con el popular chip S3 u otro procesador gráfico.

Clases de Tarjetas de Vídeo

Ahora vamos a proceder a mostrar el desarrollo en este sector del hardware, apoyándose en las modificaciones históricas, y dando una visión de las características de las diferentes clases de tarjetas de vídeo.

MDA

MDA, el IBM Monochrome Display Adapter, representada junto la tarjeta CGA, a uno de los adaptadores más antiguos del PC. En 1980 se presento junto con el primer PC, y durante muchos años fue tomado como el estándar en tarjetas de vídeo monocromas. Soportaba solo un modo de funcionamiento, con 25 líneas y 80 columnas en pantalla, apenas disponía de RAM de vídeo lo que hacia que solo se pudiera trabajar con una página de pantalla en memoria.

A pesar de que no se podían crear gráficos lo usuarios preferían esta a la CGA que tenia una resolución menor y cansaba más los ojos. En el ámbito de las tarjetas monocromas se dio paso a la Hércules que daba la posibilidad de mostrar gráficos monocromos.

CGA

CGA, el Color Graphics Adapter surgió como alternativa a la MDA en 1981. Su ventaja era que daba la posibilidad de crear gráficos, por otra parte el precio de la tarjeta era elevadísimo, aunque como contrapunto esta tarjeta daba la posibilidad de conectarse a una televisión normal, eliminando así la compra del monitor. Además se disponía de salida RGB, lo que hacia se dividía el color de un punto de la pantalla en sus partes proporcionales de Rojo, Azul y Verde. La imagen creada comparada con la MDA era de calidad inferior, lo que no se debía a la resolución menor, sino a que la distancia entre puntos del monitor CGA era mayor.

La tarjeta CGA al igual que la MDA representa en modo texto 25 líneas y 80 columnas en pantalla, pero los diferentes caracteres se basan en una matriz de puntos más pequeña que en el caso de las tarjetas MDA. Pero a cambio se pueden representar gráficos de 320x200 puntos, donde la posibilidad de elección de color queda muy limitada, con tan solo cuatro. En el modo de mayor resolución sólo quedan dos colores de los que disponemos para construir la pantalla. A pesar de las diferencias entre la MDA y la CGA, las dos se basan en el mismo controlador de vídeo, el MC6845 de Motorola.

HGC

HGC, Hércules Graphics Card. Un año después de la introducción en el mercado del PC, apareció la hasta entonces totalmente desconocida empresa Hércules, con una tarjeta gráfica para el PC, y consiguió un éxito devastador. También estaba basada en el controlador de Motorola y era prácticamente compatible con la tarjeta MDA e IBM. Sus posibilidades con respecto a las anteriores eran abrumadoras puesto que además del modo de texto, la tarjeta HGC puede gestionar dos páginas gráficas con una resolución de 720x348 puntos en pantalla. Con ello combina la estupenda legibilidad de la MDA con las capacidades gráficas de la CGA, ampliando incluso la resolución. La tarjeta Hércules está considerado como el estándar de las tarjetas monocromas.

Tanto el original como sus imitaciones tienen el fallo de que les falta soporte para la BIOS, ya que IBM siempre se ha negado a soportar tarjetas de vídeo externas por su BIOS. La Hércules al ser compatible con la MDA de IBM, en modo texto no tiene ningún problema mientras que en modo gráfico el programador no se ve realmente soportado por el BIOS, pero esto no representa realmente un problema, ya que las rutinas del BIOS correspondientes, a causa de su deficiente velocidad, normalmente no se emplean nunca. La tecnología va avanzando y mientras que en las primeras tarjetas Hércules se montaban en placas largas puesto que contenían sobre 40 circuitos integrados, las tarjetas Hércules más modernas se montan en placas más cortas y habitualmente tienen menos de 10 circuitos integrados.

La empresa Hércules sacó otras tarjetas pero que apenas tuvieron tanto éxito.

EGA

EGA. IBM tras ver la fuerte incursión en el mercado de la HerculesGC, se puso a trabajar hasta que en 1985 se presento la Enhaced Graphics Adapter.

El precio de entrada de esta tarjeta fue un tanto elevado dado a la tecnología que utilizaba, esto produjo que se hasta que no bajo el precio de la tarjeta no se comenzaran a comprar y llegar a estándar. La EGA era totalmente compatible con la MDA y la CGA, además la EGA era semejante a la Hércules Graphics Card, disponía de la posibilidad de reproducir gráficos monocromos en un monitor monocromo, representando con ello la primera tarjeta gráfica que se podía utilizar tanto en monitores monocromos como en los de color.

Pero la EGA desplegaba todo su esplendor en unión de un monitor EGA especial, que va más allá de las características de un monitor CGA. A pesar de que su resolución en el modo gráfico más alto, 640x350 puntos no era más alto que el de la CGA, se podían representar 16 colores diferentes, de una paleta de 64 colores. También se aumento la RAM de vídeo hasta 256 Kbytes, para tener espacio para varias páginas gráficas. Para conseguir estas resoluciones y colores la EGA se basaba en varios circuitos VLSI (Very Large Scale Integration)altamente integrados, que se encargaban de todas las tareas en el marco de generación de la imagen.

Eligiendo una distancia menor entre los puntos en los monitores EGA, la tarjeta EGA brilla con respecto a la CGA con una imagen más nítida. Además la EGA daba la posibilidad de trabajar con juegos de caracteres variables, además la EGA disponía de una ROM-BIOS propia ,cosa de la que no disponían ni la CGA ni la MDA.

VGA

VGA. La tarjeta VGA junto con los primeros sistemas PS/2 de IBM, se presento en la primavera de 1987, empalma perfectamente a la tradición de la tarjeta EGA, es decir: compatibilidad a todos sus antecesores, mas colores , mas resolución y mejor representación de texto.

El estándar VGA solo estaba pensado para los sistemas PS/2 de IBM, y con ellos para el nuevo Micro Channel que hasta hoy no ha podido imponerse. Rápidamente aparecieron muchos fabricantes con tarjetas VGA para el bus ISA en el mercado, de modo que los sistemas convencionales se podían equiparar con tarjetas VGA.

Las tarjetas VGA se diferenciaban de las EGA por su densidad de integración mayor, que hace posible la colocación de toda la lógica de control en un solo circuito. La señal enviada al monitor cambia de la anteriormente digital a ser analógica haciendo posible mas de 260.000 colores.

La resolución alcanzada por esta tarjeta pasa a los 640x480 puntos y 16 colores. Dadas estas altas prestaciones la memoria RAM de la tarjeta salía con un mínimo de 256 Kbytes y pudiendo llegas hasta los 512 Kbytes.

SuperVGA

SuperVGA. Estar tarjetas corresponden en lo que a hardware básico se refiere, con las tarjetas VGA normales, pero trabajan más rápido, para poder visualizar más puntos en pantalla en el mismo tiempo y con ello obtener una resolución mas alta. La SVGA es totalmente compatible con la VGA esto supone que se pueden mostrar las resoluciones de la VGA pero con muchos mas colores. La SVGA da la posibilidad de mostrar hasta 1024x768 puntos en pantalla.

En un principio no existía uniformidad en cuanto a como se han de inicializar o direccionar este tipo de modos gráficos a través de los registro de paleta. Por ello los fabricantes mas importantes de juegos de chips compatibles VGA (Tseng, Paradise y Video Seven) han formado un consorcio que lleva el nombre de Video Electronic Standard Association (VESA),. Juntos han determinado un estándar para el acceso a los modos ampliados de la SVGA a través del BIOS, y que en un futuro se empleará en los BIOS sobre las que se basan las tarjetas de estos fabricantes.

MCGA

MCGA. Mientras que IBM provee para sus modelos altos PS/2 una tarjeta VGA, los modelos mas pequeños se ofrecen con una tarjeta MCGA (Memory Controller Gate Array).

En lo que se refiere a modo texto, estas tarjetas se comportan igual que una CGA con sus 25 x 80 caracteres en modo texto, donde se puede elegir el color de texto y fondo de una paleta de 16 colores, pero al contrario que la tarjeta CGA estos colores no están predeterminados, sino que al igual que la VGA se pueden elegir libremente del total de 262.000 colores. Y al contrario que en la tarjeta CGA su resolución horizontal no es de 200 líneas, sino de 400 líneas, por lo que la definición de los caracteres es mucho mejor.

La tarjeta MCGA además de soportar los modos de la VGA también soporta los de la CGA, pero como esta tarjeta ha de trabajar con una resolución horizontal de 400 puntos, las diferentes líneas de puntos se duplican, lo que mejora la imagen, pero a cambio da la mitad de la resolución. Aun peor es el asunto de los modos VGA, que alcanzan la resolución VGA normal, pero se encuentran limitados en cuanto a colores.

8514/A

8514/A. Para no permitir que alguien le robara la batuta en el campo de las tarjetas de vídeo, IBM presento en el año 1987 un heredero para su estándar VGA. Esta tarjeta supuso una autentica revolución. Mientras que los controladores de vídeo comparados con el procesador, hasta ahora no eran otra cosa que controladores tontos, ahora la tarjeta de vídeo misma se equipara con un procesador, al que se le pueden comunicar ordenes externas. La ventaja está clara, ya no es el procesador el que ha de calcular los puntos de las líneas o los círculos, sino que puede delegar esta tarea al procesador gráfico, que procesa, paralelamente a la ejecución del resto del programa, la línea deseada u otro objeto gráfico. De esta forma no se sobrecarga el procesador. Pero dada la estrategia de IBM con esta tarjeta, y que el rendimiento por hardware de esta tarjeta queda muy por detrás de sus posibilidades y que el precio alto de esta tarjeta no es ningún milagro que la tarjeta 8514/A haya encontrado muy pocos adeptos.

Conceptos Generales

El proceso de visualización de datos e imágenes en la pantalla del monitor se realiza correctamente debido al sistema de vídeo del ordenador. Un sistema de vídeo consta de 3 elementos.

  • Monitor.

  • Programas controladores ( drivers ).

  • Tarjeta gráfica.

Los tres deben estar coordinados entre si, en el caso de uno de los tres tenga un nivel inferior a los otros dos, estos valores serán los que marquen el nivel máximo que se puede conseguir.

El elemento mas importante del sistema de vídeo son las tarjetas gráficas, ya que se comunican con el programa, controlan el monitor, y a veces proporcionan los drivers.

Funcionamiento general

Cuando el ordenador necesita mostrar un dato por pantalla simplemente lo envía a la memoria de vídeo VRAM. Una sección especial de la tarjeta de vídeo se encarga constantemente de mirar en esa memoria y de colocar en pantalla todo lo que allí se almacena. Desde el momento que la CPU mete algo en memoria hasta que sale por pantalla sólo transcurren entre 0,2 y 0,016 segundos, este proceso depende también de la velocidad de barrido de nuestro monitor, a continuación mostramos un gráfico de los principales componentes de una tarjeta de vídeo y su explicación: