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Oct 02, 2023

Ex-arquiteto de GPU mostra como gerar imagens VGA a partir de um circuito EPROM

Os computadores modernos têm processadores gráficos com tanto, senão mais, computação

Os computadores modernos têm processadores gráficos com tanto, senão mais, poder de computação do que as CPUs acopladas a eles. No entanto, os circuitos de vídeo eram muito semelhantes na época dos computadores de 8 bits. Portanto, é interessante ver um ex-arquiteto de GPU, Dr. Matt Regan, detalhar como funciona o array de gráficos de vídeo (VGA) e implementá-lo em uma EPROM!

A diretoria de Regan é um trampolim para projetos futuros. A placa contém duas EPROMs, quatro travas de dados, um oscilador de 25 MHz e alguns resistores. A EPROM armazena os dados da imagem e os resistores formam o conversor digital-analógico para vermelho, verde e azul. No geral, a placa é uma máquina de estado finito.

Os dados na RAM contêm dados de quadro. Esses quadros têm 3 bits de dados RGB, sinais para as linhas de varredura vertical e horizontal e ponteiros para o próximo ponto. Regan usou uma EPROM 27c322 que pode ser apagada por UV.

Como está, esta técnica só pode desenhar um único quadro ou imagem estática. No entanto, se você substituir as EPROMs por RAMs, poderá gerar imagens mutáveis. Mas o circuito demonstra a capacidade de colocar um mapa de bits na memória que gera automaticamente um quadro de dados VGA!

Se essa técnica soa familiar, ela está próxima de como a linha de computadores Apple II gera vídeo. A abordagem do Apple II, no entanto, é um pouco mais complicada. O mapa da memória de vídeo funciona como um ciclo de atualização para o conteúdo da RAM. Além disso, a CPU possui um ciclo de clock "stretch" para atingir o tempo adequado para um sinal NTSC composto. No entanto, em princípio, uma máquina de estado varre a RAM e rastreia uma imagem para uma tela - exatamente como a abordagem de Regan.

Para obter detalhes completos sobre como uma imagem rastreia, o formato dos dados e o código de exemplo para gerar o mapa de bits, confira o vídeo de Regan. Seu canal também tem um guia muito detalhado, até os fios, de como o computador Apple II funciona.