Микросхемы видеопамяти

В видеоподсистемах компьютеров наряду с обычными микросхемами динамической памяти (FPM DRAM, EDO DRAM, SDRAM) используются специализированные типы памяти, ориентированные на поддержку операций с битовыми потоками. На сегодняшний день можно отметить следующие типы специализированной памяти: SGRAM, MDRAM, VRAM, WRAM, 3D-RAM.

Память SGRAM (Synchronous Graphics RAM) — синхронная динамическая память по принципу работы схожа с SDRAM. В то же время SGRAM поддерживает ряд дополнительных функций, обусловленных особенностью применения данного типа ОЗУ. С целью оптимизации операций пересылки больших битовых блоков, характерных для работы видеоадаптера, в SGRAM введены специальные режимы блочной записи — Block Write, Write-per-Bit. Первый режим позволяет записать значение, находящееся в регистре Color register памяти, одновременно в 8 ячеек памяти. Второй режим предназначен для заполнения ячеек данными с возможностью маскирования отдельных ячеек. По сравнению с DRAM данный тип памяти позволяет в 5 раз ускорить выполнение видеоопераций.

Память MDRAM (Multibank DRAM)разработана компанией MoSys и используется, в основном, в графических платах компании Tseng Labs. Особенностью данного типа памяти является ее блочная организация. Память состоит из большого количества независимо функционирующих 32-разрядных банков размером 32 Кбайт, подключенных к быстрой многоразрядной внутренней шине микросхемы. Благодаря блочной организации допускается изготовление микросхемы практически любого объема. Так, если стандартные типы видеопамяти имеют объем 1, 2, 4, 8, ... Мбайт, то в случае MDRAM объем видеопамяти может быть 2,5 Мбайта, 3,5 Мбайт и т.д. Данная особенность позволяет снижать стоимость видеокарт при обеспечении требуемой цветопередачи и разрешающей способности. Например, для реализации видеорежима 1024х768 TrueColor требуется 2,25 Мбайт памяти, тогда как при использовании обычной видеопамяти приходится устанавливать 4 Мбайта.

Память VRAM (Video RAM) разработана для обеспечения пропускной способности 170 Мбайт/с, что необходимо для поддержки видеорежима 1024х768х16М при частоте смены кадров 75 КГц. С этой целью память VRAM снабжена дополнительным портом. Данные из VRAM по внутренней шине передаются блоками по 4 Кбайт в специальную внутреннюю память с последовательным доступом SAM (Serial Access Memory), преобразующую данные в последовательный поток бит, который далее передается на ЦАП для формирования видеосигнала. Между моментами считывания информации из ядра памяти в SAM VRAM может без задержки обслуживать запросы процессора.

Память WRAM (Window RAM), разработанная компанией Samsung, является более дешевой альтернативой VRAM. WRAM так же, как и VRAM, содержит два порта, позволяющие одновременно вести обмен данными с процессором и ЦАП. Упрощение внутренней архитектуры WRAM позволило снизить ее стоимость по сравнению с VRAM на 20%, обеспечив при этом 50%-ное ускорение обменных операций. Память аппаратно поддерживает функцию скроллинга экрана, заполнения области экрана двухцветным узором, маскирования отдельных областей памяти. WRAM может работать на частоте 50МГц с пропускной способностью 960 Мбайт/с.

Память 3D-RAMразработана компанией Mitsubishi Electronics для применения в видеокартах совместно с акселератором трехмерной графики. В состав данной микросхемы входит массив динамической памяти CDRAM и блок АЛУ, позволяющий выполнять некоторые операции преобразования изображения.

Таким образом, в узлах МПС (микро-ЭВМ), требующих высокого быстродействия, широко применяются более дорогие статические микросхемы памяти. В остальных узлах МПС, в том числе и в качестве оперативной памяти, применяют микросхемы динамической памяти.

2. Принципы организации обмена данными

Для достижения большей гибкости МПС в её работе реализуют различные режимы, отличающиеся друг от друга быстродействием, алгоритмами обмена, использованием различных функциональных блоков и т.д. Несмотря на различия в структуре элементной базы и идеологии построения того или иного микропроцессорного комплекта, каждый из них, как правило, включает в себя специальные микросхемы для реализации этих режимов работы. В этом случае необходимо понимать особенности каждого из режимов работы МП, алгоритмы функционирования микро-ЭВМ при их реализации, схемотехнические способы их реализации.