7.6. Буфер кадрів

Растровий дисплей реалізується у вигляді буфера кадрів, що складається з напівпровідникової пам'яті з довільним доступом. Хоча це метод реалізації, що найбільш часто зустрічається, однак для буфера кадрів може бути використана і вторинна пам'ять − диск або барабан.

Буфери кадрів можна також реалізувати за допомогою зсувних регістрів. Схематично зсувний регістр можна вважати стеком типу FIFO (першим прийшов − першим обслужений). Якщо стек заповнений, то при додаванні в вершину стека нових бітів даних з дна виштовхуються перші біти даних. Дані, що виштовхуються зі стека, можна інтерпретувати як інтенсивність пікселя скануючого рядка. Буфери кадрів на зсувних регістрах можна реалізувати, використовуючи по одному регістру на піксель в скануючому рядку при довжині кожного регістру, що рівний кількості рядків. Інший варіант − використання єдиного регістра з довжиною, що рівна кількості пікселів в скануючому рядку помноженому на число рядків.

На рис. 7.15 наведений найпростіший шестистроковий дисплей по вісім пікселів на рядок. На рисунку наведено також буфер кадрів на зсувних регістрах, до якого входять вісім регістрів по 6 бітів кожний. У буфері знаходиться набір бітів зображення. Біти для рядка 3 показані в момент виштовхування з дна зсувних регістрів. Для узгодженості зі швидкістю відеогенераціі потрібно ретельно керувати послідовністю виведення зсувних регістрів.

Зсувні регістри Вхід даних

Зображення Вихід даних

Рис. 7.15. Буфер кадрів на зсувних регістрах

Для буферів кадрів на вторинній пам'яті і на зсувних регістрах рівень інтерактивності невисокий. Для вторинної пам'яті причина полягає у великому часі доступу, а для зсувних регістрів зниження ефективності інтерактивної роботи пов'язане з тим, що зміни можуть бути зроблені лише при додаванні бітів в регістр.

Як наведено на рис. 7.16, схема графічної системи з буфером кадрів схожа на схему для векторного дисплея з регенерацією. При необхідності прикладна програма на головному комп'ютері модифікує буфер кадрів. Дисплейний контролер періодично обробляє його в порядку сканування рядків і передає відеомонітору інформацію, що необхідна для регенерації зображення. Буфер кадрів можна реалізувати або як частину пам'яті головного комп'ютера, або як окрему пам’ять. На рис. 7.17 показані дві ці схеми, що реалізовані зі структурою загальної шини.

Процес Процес

зміни відновлення

Рис. 7.16. Графічна система з буфером кадру

Рис. 7.17. Архітектура графічних систем с буфером кадру

Хоча перша схема дозволяє процесору ЕОМ самому маніпулювати буфером кадру (рис. 7.17, а), зазвичай, більш ефективно додати до системи спеціалізований графічний процесор. При отриманні команд від головного процесора графічний процесор керує детальною обробкою буфера кадру. При двох процесорах на загальній шині та однієї пам'яті на шині може відбутися конфліктна ситуація, що скорочує середню продуктивність системи. Таким чином, для високопродуктивних систем більш кращою є архітектура, наведена на рис. 7.17, б. У цьому випадку пам'ять буфера кадру відокремлена від основної, що виключає конфлікт на шині. Більш того, графічну підсистему можна оптимізувати для покращення характеристик модифікації буфера кадрів і, отже, для збільшення продуктивності системи.