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Oct 02, 2023

Ehemaliger GPU-Architekt zeigt, wie man VGA-Bilder aus einer EPROM-Schaltung generiert

Moderne Computer verfügen über Grafikprozessoren mit ebenso viel, wenn nicht sogar mehr Rechenleistung

Moderne Computer verfügen über Grafikprozessoren mit genauso viel, wenn nicht sogar mehr Rechenleistung als die dazugehörigen CPUs. Zu Zeiten der 8-Bit-Computer waren die Videoschaltkreise jedoch weitestgehend ähnlich. Es ist also interessant zu sehen, wie ein ehemaliger GPU-Architekt, Dr. Matt Regan, die Funktionsweise des Video Graphics Array (VGA) aufschlüsselt und es dann in einem EPROM implementiert!

Regans Vorstand ist ein Sprungbrett für zukünftige Projekte. Die Platine enthält zwei EPROMs, vier Daten-Latches, einen 25-MHz-Oszillator und einige Widerstände. Das EPROM speichert die Bilddaten und die Widerstände bilden den Digital-Analog-Wandler für Rot, Grün und Blau. Insgesamt handelt es sich bei der Platine um eine endliche Zustandsmaschine.

Die Daten im RAM enthalten Frame-Daten. Diese Rahmen enthalten 3 Bit RGB-Daten, Signale für die vertikalen und horizontalen Scanlinien und Zeiger auf den nächsten Punkt. Regan verwendete ein 27c322-EPROM, das UV-löschbar ist.

Mit dieser Technik kann nur ein einzelner Rahmen oder ein statisches Bild gezeichnet werden. Wenn Sie jedoch die EPROMs durch RAMs ersetzen, könnte es zu veränderlichen Bildern kommen. Aber die Schaltung zeigt die Fähigkeit, eine Bitmap in den Speicher zu legen, die automatisch einen Frame mit VGA-Daten generiert!

Wenn Ihnen diese Technik bekannt vorkommt, kommt sie der Art und Weise, wie die Apple-II-Computerreihe Videos generiert, sehr nahe. Der Ansatz des Apple II ist jedoch etwas komplizierter. Die Karte des Videospeichers dient gleichzeitig als Aktualisierungszyklus für RAM-Inhalte. Darüber hinaus verfügt die CPU über einen „Stretch“-Taktzyklus, um das richtige Timing für ein zusammengesetztes NTSC-Signal zu erreichen. Im Prinzip durchsucht eine Zustandsmaschine jedoch den RAM und rastert ein Bild auf einen Bildschirm – genau wie Regans Ansatz.

Ausführliche Informationen zum Rastern eines Bildes, zum Format der Daten und zum Beispielcode zum Generieren der Bitmap finden Sie in Regans Video. Auf seinem Kanal gibt es auch eine sehr ausführliche Anleitung bis hin zu den Kabeln, wie der Apple II-Computer funktioniert.