Introduction

La carte vidéo EGA du fabricant IBM, tire son nom de l'abréviation de l'anglicisme Enhanced Graphics Adapter et est la carte graphique couleur proposé pour ses modèles PC/AT, mais il pouvait fonctionner aussi sur les PC original. La carte vidéo EGA était capable de concurrencer le Commodore 64 et l'Apple II au niveau de l'affichage mais en terme de performance vidéo, elle ne supporte pas les sprites par exemple et demeure donc une carte vidéo toujours uniquement destiné au besoin commerciales et non pour des joueurs exigeant. Par contre, l'affichage de l'écran de texte se trouve de plus en plus puissant et flexible par rapport aux fabricants concurrent de l'époque et ainsi vous pouvez améliorer les présentations des applications textes comme l'exploitaient si bien les applications PC Tools 8 et PC Tools 9 par exemple.

Description

L'IBM Enhanced Graphics Adapter (EGA) est un contrôleur graphique prenant en charge les affichages à entraînement direct couleur et monochrome dans une variété de modes. En plus du port d'entraînement direct, une interface stylet lumineux est fournie. Les fonctionnalités avancées de l'adaptateur incluent des graphiques bitmap dans 4 plans et un générateur de caractères chargeable RAM (Random Access Memory). Les caractéristiques de conception du matériel réduisent considérablement la charge logicielle pour de nombreuses fonctions graphiques.

L'adaptateur graphique amélioré fournit la prise en charge du système d'entrée-sortie de base (BIOS) pour les modes alphanumériques (A/N) et les modes graphiques adressables en tous points (APA), y compris tous les modes pris en charge par l'adaptateur d'affichage monochrome et l'adaptateur de moniteur couleur/graphique. D'autres modes offrent une prise en charge graphique APA 640x350 pixels pour l'écran monochrome IBM, une prise en charge complète de 16 couleurs dans les résolutions 320x200 pixels et 640x200 pixels pour l'écran couleur IBM, et la prise en charge A/N et APA avec une résolution de 640x350 pour l'écran couleur amélioré IBM. Dans les modes alphanumériques, les caractères sont formés à partir de l'un des deux générateurs de caractères ROM (mémoire morte) sur l'adaptateur. Un générateur de caractères définit 7x9 caractères dans une boîte de caractères 9x14. Pour la prise en charge de l'affichage couleur amélioré, l'ensemble de caractères 9x14 est modifié pour fournir un jeu de caractères 8x14. Le deuxième générateur de caractères définit 7x7 caractères dans une boîte de caractères 8x8. Ces générateurs contiennent des motifs de points pour 256 caractères différents. Les ensembles de caractères sont identiques à ceux fournis par l'adaptateur d'affichage monochrome IBM et l'adaptateur de moniteur couleur/graphique IBM.

L'adaptateur contient 64 K octets d'entreposage configurés comme quatre plans de bits de 16 K octets. Des options d'extension de mémoire sont disponibles pour étendre la mémoire de l'adaptateur à 128 K octets ou 256 K octets.

L'adaptateur est conditionné sur une seule carte de 13-1/8 pouces (333,50 mm). Le port d'entraînement direct est un connecteur monté à angle droit à l'arrière de l'adaptateur et s'étend à travers le panneau arrière de l'unité centrale. La carte comprend également cinq modules d'intégration à grande échelle (LSI) conçus sur mesure pour ce contrôleur.

Situé sur l'adaptateur se trouve un connecteur de fonction permettant d'accéder aux fonctions internes via un connecteur Berg à 32 broches. Un connecteur séparé à 64 broches fournit une interface pour l'extension de la mémoire graphique. Voici un schéma fonctionnel de l'adaptateur Enhanced Graphics Adapter :

Composante majeur

Contrôleur CRT

Le contrôleur CRT (Cathode Ray Tube) (CRTC) génère des cadencements synchrones horizontaux et verticaux, un adressage pour le tampon régénératif, des cadencements de curseur et de soulignement, et un adressage de rafraîchissement pour les RAM dynamiques.

Séquenceur

Le séquenceur génère des synchronisations de mémoire de base pour les RAM dynamiques et l'horloge de caractères pour contrôler les extractions de mémoire régénératives. Il permet au processeur d'accéder à la mémoire pendant les intervalles d'affichage actifs en insérant périodiquement des cycles de mémoire de processeur dédiés entre les cycles de mémoire d'affichage. Des registres de masque de carte sont disponibles pour protéger des cartes mémoire entières contre toute modification.

Contrôleur graphique

Le contrôleur graphique dirige les données de la mémoire vers le contrôleur d'attributs et le microprocesseur. Dans les modes graphiques, les données de mémoire sont envoyées sous forme sérialisée à la puce d'attribut. En mode alpha, les données de la mémoire sont envoyées sous forme parallèle, en contournant le contrôleur graphique. Le contrôleur graphique formate les données pour les modes compatibles et fournit des comparateurs de couleurs à utiliser dans les modes de peinture couleur. D'autres installations matérielles permettent au processeur d'écrire 32 bits en un seul cycle de mémoire (8 bits par plan) pour un préréglage rapide des couleurs des zones d'affichage, et une logique supplémentaire permet au processeur d'écrire des données sur l'affichage sur des limites autres que les octets.

Contrôleur d'attribut

Le contrôleur d'attributs fournit une palette de 16 couleurs, chacune pouvant être spécifiée séparément. Six sorties couleur sont disponibles pour piloter un écran. Le clignotement et le soulignement sont contrôlés par cette puce. Cette puce prend les données de la mémoire d'affichage et les formate pour les afficher sur l'écran CRT.

Tampon d'affichage

La mémoire tampon d'affichage sur l'adaptateur se compose de 64 Ko de mémoire de lecture/écriture dynamique configurée comme quatre plans de bits vidéo de 16 Ko. Deux options sont disponibles pour étendre la mémoire graphique. La carte d'extension de mémoire graphique se branche sur le connecteur d'extension de mémoire de l'adaptateur et ajoute une banque de 16 Ko à chacun des quatre plans de bits, augmentant ainsi la mémoire graphique à 128 Ko. La carte d'extension fournit également des prises DIP pour une extension supplémentaire de la mémoire. Remplir les sockets DIP avec l'ensemble de module de mémoire graphique ajoute deux banques supplémentaires de 16 Ko à chaque plan de bits, portant la mémoire graphique à son maximum de 256 K octets.

L'adresse du tampon d'affichage peut être modifiée pour rester compatible avec d'autres cartes vidéo et logiciels d'application. Quatre emplacements sont proposés. Le tampon peut être configuré à l'adresse de segment hexadécimal A0000 pour une longueur de 128 K octets, à l'hexadécimal A0000 pour une longueur de 64 K octets, à l'hexadécimal B0000 pour une longueur de 32 K octets, ou à l'hexadécimal B8000 pour une longueur de 32 K octets.

BIOS

Un module BIOS (Basic Input Output System) de mémoire en lecture seule (ROM) sur l'adaptateur est lié au BIOS du système. Ce BIOS ROM contient des générateurs de caractères et un code de contrôle et est cartographié dans l'adresse du processeur à l'hexadécimal C0000 pour une longueur de 16 K octets.

Logique de soutien

La logique sur la carte entourant les modules LSI prend en charge les modules et crée des bus de verrouillage pour le contrôleur CRT, le processeur et le générateur de caractères. Deux sources d'horloge (14 MHz et 16 MHz) fournissent le débit de points. L'horloge est multiplexée sous le contrôle d'entrée/sortie du microprocesseur. Quatre registres d'entrée/sortie résidant également sur la carte ne font pas partie des périphériques LSI.

Mode vidéo

Voici la liste des différents modes vidéo supporté par BIOS par les cartes vidéos EGA :

Les modes vidéos sont sélectionnable à partir du BIOS en utilisant l'interruption 10h, fonction 00h et l'affichage de l'écran est disponible à l'adresse mémoire A000h:0000, B000h:0000h ou B800h:000h en mode réel des microprocesseur 80x86.

Affichage couleur amélioré IBM

L'adaptateur graphique amélioré EGA prend en charge la connexion de l'écran IBM Enhanced Color Display. L'écran IBM Enhanced Color Display est capable de fonctionner à la fréquence de télévision standard de 15,75 KHz ainsi qu'à 21,85 KHz. Le tableau ci-dessous résume les caractéristiques de l'écran IBM Enhanced Color Display :

En mode de fréquence de télévision, l'écran IBM Enhanced Color Display affiche des informations identiques en couleur et en résolution à l'écran IBM Color Display. En mode haute résolution, l'adaptateur fournit une prise en charge améliorée des caractères alphanumériques. Ce support alphanumérique amélioré consiste à transformer la case de 8 par 8 caractères en une case de 8 par 14 caractères, et de fournir 16 couleurs sur une palette de 64 couleurs d'affichage possibles. Les couleurs d'affichage sont modifiées en modifiant la programmation des registres de palette de couleurs dans le contrôleur d'attributs. Dans les modes alphanumériques, 16 des 64 couleurs sont affichables. La résolution de l'écran est de 320x350 pour les modes 0 et 1, et de 640x350 pour les modes 2 et 3.

La résolution affichée sur l'écran IBM Enhanced Color Display est sélectionnée par les paramètres de commutateur sur l'adaptateur graphique amélioré. L'écran IBM Enhanced Color Display est compatible avec tous les modes répertoriés pour l'écran IBM Color Display. le tableau suivant décrit les modes supplémentaires pris en charge par le BIOS pour l'écran couleur amélioré IBM :

* Notez que les modes 0, 1, 2 et 3 sont également répertoriés pour la prise en charge du moniteur IBM Color Display. Le BIOS offre une prise en charge améliorée de ces modes lorsqu'un écran couleur amélioré est connecté.

Les valeurs dans le champ "COLORS" indiquent 16 couleurs d'une palette de 64 couleurs ou 4 couleurs d'une palette de seize couleurs.

En mode 10, les valeurs doubles du champ "COLORS" et du champ "Maximum pages" indiquent la prise en charge fournie lorsque 64 Ko ou plus de 64 Ko de mémoire graphique sont installés, respectivement.

Opérations de base

Modes alphanumériques

Le format de données pour les modes alphanumériques sur l'adaptateur graphique amélioré est le même que le format de données sur l'adaptateur de moniteur IBM Color/Graphics Monitor Adapter et l'adaptateur IBM Monochrome Display Adapter. En tant que fonction supplémentaire, le bit trois de l'octet d'attribut peut être redéfini par le registre de sélection de table de caractères pour agir comme un commutateur entre les ensembles de caractères. Cela donne au programmeur l'accès à 512 caractères à la fois. Cette fonction n'est valide que lorsque la mémoire a été étendue à 128 Ko ou plus.

Lorsqu'un mode alphanumérique est sélectionné, le BIOS transfère les modèles de caractères de la ROM au plan binaire 2. Le processeur entrepose les données de caractère dans le plan binaire 0 et les données d'attribut dans le plan binaire 1. Le programmeur peut afficher les plans binaires 0 et 1 comme un tampon unique en modes alphanumériques. Le CRTC génère des adresses séquentielles et récupère un octet de code de caractère et un octet d'attribut à la fois. Le code de caractère et le plan binaire d'adresse de comptage de lignes 2, contenant les générateurs de caractères. Les motifs de points appropriés sont ensuite envoyés à la palette dans la puce d'attribut, où la couleur est attribuée en fonction des données d'attribut.

Modes graphiques

Graphiques 320x200 deux et quatre couleurs (modes 4 et 5)

L'adressage, la cartographie et le format des données sont identiques au mode 320x200 pixels de l'adaptateur de moniteur Color/Graphics Monitor Adapter. Le tampon d'affichage est configuré en hexadécimal B8000. Les données d'image binaire sont entreposées dans les plans binaires 0 et 1.

Graphiques bicolores 640x200 (mode 6)

L'adressage, la cartographie et le format des données sont identiques à ceux du mode noir et blanc 640x200 pixels de l'adaptateur Color/Graphics Monitor Adapter. Le tampon d'affichage est configuré en hexadécimal B8000. Les données d'image binaire sont entreposées dans le plan binaire 0.

Graphiques monochromes 640x350 (mode F)

Ce mode prend en charge les graphiques sur l'écran IBM Monochrome Display avec les attributs suivants : noir, vidéo, vidéo clignotante et vidéo intensifiée. Une résolution de 640x350 nécessite 56 Ko pour prendre en charge quatre attributs. En chaînant les cartes 0 et 1, puis les cartes 2 et 3 ensemble, deux plans de 32 K bits peuvent être formés. Ce chaînage n'est effectué que lorsque cela est nécessaire (moins de 128 Ko de mémoire graphique). La première carte est le plan binaire vidéo et la deuxième carte est le plan binaire d'intensité. Les deux plans résident à l'adresse hexadécimale A0000.

Deux bits, un de chaque plan de bits, définissent un élément d'image (pixel) sur l'écran. Les définitions de bit pour les pixels sont données dans le tableau suivant. Le plan binaire vidéo est désigné par C0 et le plan binaire d'intensité est désigné par C2.

L'organisation des octets en mémoire est séquentielle. Les huit premiers pixels de l'écran sont définis par le contenu de la mémoire à l'emplacement A000:0H, les huit seconds pixels par l'emplacement A000:1H,... Le premier pixel dans n'importe quel octet est défini par le bit 7 de l'octet. Le dernier pixel dans l'octet est défini par le bit 0 dans l'octet.

Les graphiques monochromes fonctionnent en mode pair/impair, ce qui signifie que les adresses de microprocesseur paires vont dans des plans binaires pairs et que les adresses de microprocesseur impaires vont dans des plans binaires impairs. Étant donné que les deux plans binaires résident à l'adresse A0000, l'utilisateur doit sélectionner le ou les plans qu'il souhaite mettre à jour. Ceci est accompli par le registre de masque de carte du séquenceur. (Voir le tableau ci-dessus pour les attributs valides).

Modes graphiques 16/64 couleurs (Mode 10)

Ces modes prennent en charge les graphiques en 16 couleurs sur un moniteur de résolution moyenne ou élevée. La mémoire dans ces modes consiste à utiliser les quatre plans de bits. Chaque plan de bits représente une couleur comme indiqué ci-dessous. Les plans de bits sont notés C0, C1, C2 et C3, respectivement :

Quatre bits (un de chaque plan) définissent un pixel sur l'écran. Les combinaisons de couleurs sont illustrées dans le tableau suivant :

Le tampon d'affichage réside à l'adresse A0000. Le registre de masque de carte du séquenceur est utilisé pour sélectionner tout ou partie des plans de bits à mettre à jour lorsqu'une écriture en mémoire dans le tampon d'affichage est exécutée par le microprocesseur.

Cartographie des couleurs

L'adaptateur graphique amélioré prend en charge les graphiques 640x350 pour les écrans IBM Monochrome et les écrans IBM Enhanced Color Displays. La capacité de quatre couleurs est prise en charge sur l'EGA sans la carte d'extension de mémoire graphique (base 64 Ko) et seize couleurs sont prises en charge lorsque la carte d'extension de mémoire graphique est installée sur l'adaptateur (128 Ko ou plus). Cette section décrit les différences dans les couleurs affichées en fonction de la mémoire graphique disponible. Notez que les couleurs 0H, 1H, 4H et 7H sont cartographiées directement, quelle que soit la mémoire graphique disponible.

* Attributs de caractères graphiques cartographiant directement quelle que soit la mémoire graphique disponible.

Les ports d'entrée/sortie

Voici la liste des ports d'entrées/sorties utilisés par la carte vidéo EGA et compatible de l'entreprise IBM :

Registre de sortie divers (Écriture 03C2h)

Il s'agit d'un registre en écriture seulement. L'adresse du port de sortie du microprocesseur est en hexadécimal 3C2. Une réinitialisation matérielle entraîne la remise à zéro de tous les bits.

Registre de contrôle des fonctionnalités (Écriture 3BA/3DA)

Il s'agit d'un registre en écriture seulement. Le registre de sortie du microprocesseur est hexadécimal 3BA ou 3DA.

Registre d'état d'entrée zéro (Écriture 3C2)

Il s'agit d'un registre en lecture seulement. L'adresse du port d'entrée du processeur est hexadécimal 3C2.

Registre d'état d'entrée 1 (Lecture 3BA/3DA)

Il s'agit d'un registre en lecture seulement. L'adresse du port du processeur est 3BA hexadécimal ou 3DA hexadécimal.