第6章显卡和显示器.ppt

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1、了解显示卡的分类了解显示卡的分类、结构、原理、结构、原理熟悉显示卡的主要相关术语熟悉显示卡的主要相关术语 理解理解CRT显示器的工作原理显示器的工作原理熟悉熟悉CRT显示器的性能指标显示器的性能指标熟悉熟悉LCD显示器的性能指标显示器的性能指标能够选购合适的显卡能够选购合适的显卡 能够选购合适的显示器能够选购合适的显示器 6.1 显卡显卡6.2 CRT显示器显示器 6.3 LCD显示器显示器 6.1.1 显卡的分类显卡的分类6.1.2 显卡的结构和工作原理显卡的结构和工作原理 6.1.3 显卡的主要参数显卡的主要参数6.1.4 显卡的选购原则和技巧显卡的选购原则和技巧显示卡简称显卡，如图显示卡

2、简称显卡，如图6.1所示。是显示器与主机通信的控制电路和接口所示。是显示器与主机通信的控制电路和接口电路，其主要作用是根据电路，其主要作用是根据CPU提供的指令和数据，将程序运行过程中的提供的指令和数据，将程序运行过程中的结果进行相应的处理，并转换成显示器能接受的图形显示信号后送给显结果进行相应的处理，并转换成显示器能接受的图形显示信号后送给显示器，最后再由显示器形成人眼所能识别的图像在屏幕上显示出来。因示器，最后再由显示器形成人眼所能识别的图像在屏幕上显示出来。因此，显卡的性能好坏直接决定着计算机的显示效果。此，显卡的性能好坏直接决定着计算机的显示效果。图6.1显示卡（1）按显卡独立性分类）

3、按显卡独立性分类分为主板集成显示芯片的集成显卡和独立显卡。分为主板集成显示芯片的集成显卡和独立显卡。（2）按显卡的接口分类）按显卡的接口分类MDA（单色显卡）、（单色显卡）、CGA、EGA、VGASVGA（显示绘图阵列）。（显示绘图阵列）。（3）按图形功能分类）按图形功能分类根据图形分为纯二维（根据图形分为纯二维（2D）显卡、纯三维（）显卡、纯三维（3D）显卡、二维三维）显卡、二维三维（2D3D）显卡。）显卡。（4）按显卡与主板的接口分类）按显卡与主板的接口分类与主板连接的接口经历了与主板连接的接口经历了ISA、EISA、VESA、PCI、AGP等，以及等，以及PCI-Express。（5）按

4、显示芯片分类）按显示芯片分类主流芯片厂家有主流芯片厂家有3家：家：nVIDIA、ATI和和Matrox。1.显卡的结构显卡的结构 显示芯片显示芯片 显示芯片是显卡的核心部件，决定了显示卡的档次和大部分性能。显示芯片是显卡的核心部件，决定了显示卡的档次和大部分性能。目前，主流芯片厂家有目前，主流芯片厂家有3家：家：nVIDIA、ATI和和Matrox。其中。其中nVIDIA（如（如图图6.2所示）、所示）、ATI（如图（如图6.3所示）最具实力。所示）最具实力。图6.2 nVIDIA显示芯片 图6.3 ATI显示芯片 RAMDAC RAMDAC（RAM Digital to Analog Con

5、verter，随机存取存储器，随机存取存储器数模转换器）的作用是将显示内存中的数字信息转换为能够用于显示器数模转换器）的作用是将显示内存中的数字信息转换为能够用于显示器识别的模拟信号，其数模转换速率影响显卡的刷新频率和最大分辨率。识别的模拟信号，其数模转换速率影响显卡的刷新频率和最大分辨率。刷新频率越高，图像越稳定；分辨率越高，图像越细腻刷新频率越高，图像越稳定；分辨率越高，图像越细腻。显存显存 显存用来存放显示芯片正在处理以及处理后的数据，然后有数模转显存用来存放显示芯片正在处理以及处理后的数据，然后有数模转换器读取并逐帧转换为模拟视频信号提供给显示器使用，所以，显存也换器读取并逐帧转换为模

6、拟视频信号提供给显示器使用，所以，显存也称为称为“帧缓存帧缓存”。显卡性能的发挥则很大程度上取决于显存。显卡性能的发挥则很大程度上取决于显存。显卡显卡BIOS 是显卡上的一块是显卡上的一块Flash BIOS芯片。主要用于存放显示芯片与驱动程芯片。主要用于存放显示芯片与驱动程序之间的控制程序，存放显卡的型号、规格、生产厂商、出厂时期、显序之间的控制程序，存放显卡的型号、规格、生产厂商、出厂时期、显存的容量等信息。存的容量等信息。总线接口总线接口 目前在市场上销售的显示卡几乎都是目前在市场上销售的显示卡几乎都是PCI-Express。输出接口输出接口 VGA接口：接口：15孔孔D型插座，与显示器

7、的型插座，与显示器的15针针Mini-D-Sub（又称（又称HD15）插头相连，如图）插头相连，如图6.4所示。所示。DVI接口：接口：DVI-D接口（如图接口（如图6.5所示）和所示）和DVI-I接口（如图接口（如图6.6所示）。所示）。DVI-D仅支持数字信号，仅支持数字信号，DVI-I同时支持数字与模拟信号。同时支持数字与模拟信号。DVI接口支持接口支持即插即用即插即用(plug and play)。图6.4 VGA接口和HD15插头图6.5 DVI-D接口 图6.6 DVI-I接口 TV out接口：视频输出接口，如图接口：视频输出接口，如图6.7所示，通过此接口为电视机提所示，通过此

8、接口为电视机提供视频输入信号。供视频输入信号。S-Video接口：接口：-Video接口使用接口使用 4 接脚的接脚的 mini-DIN 接头在两条讯号接头在两条讯号线之间传送视讯信息，也称为线之间传送视讯信息，也称为 Y/C，如图，如图6.7所示所示 HDMI（High Definition Multimedia，高清晰度多媒体接口）。新，高清晰度多媒体接口）。新型的主板和显示卡上开始配备型的主板和显示卡上开始配备HDMI接口插座，如图接口插座，如图6.8所示。所示。HDMI接接口可以提供高达口可以提供高达5Gbps的数据传输带宽，可以传送无压缩的音频信号及的数据传输带宽，可以传送无压缩的音

9、频信号及高分辨率视频信号。高分辨率视频信号。图6.7 TV Out 接口图6.8 HDMI接口2.显卡的工作原理显卡的工作原理显卡的工作过程大致如下：显卡的工作过程大致如下：首先由首先由CPU向图形处理器发出指令。向图形处理器发出指令。显卡将图形处理完成后，将数据传输到显示缓存。显卡将图形处理完成后，将数据传输到显示缓存。显示缓存进行数据读取，而后将其送到显示缓存进行数据读取，而后将其送到RAMDAC。RAMDAC将数字信号转化为模拟信号。将数字信号转化为模拟信号。最后通过显卡上的最后通过显卡上的VGA插座输出至显示器。如果采用插座输出至显示器。如果采用DVI接口的接口的显卡，将显卡，将GPU

10、处理的图形数据按照处理的图形数据按照TMDS协议编码后从显存中通协议编码后从显存中通过过DVI接口直接送至显示器。接口直接送至显示器。1.显卡芯片显卡芯片（1）芯片厂商：主要有）芯片厂商：主要有nVIDIA、ATI、Intel、Sis、Matrox和和3D Labs。（2）核心代号）核心代号（3）芯片型号）芯片型号（4）核心频率）核心频率（5）制造工艺）制造工艺（6）显示芯片位宽）显示芯片位宽（7）管线）管线（8）像素填充率）像素填充率（9）刷新频率）刷新频率（10）最大分辨率）最大分辨率（11）色深）色深（12）3D API2.显存颗粒显存颗粒（1）显存位宽）显存位宽 一般，显存的位宽分为一

11、般，显存的位宽分为64bit、128bit和和256bit。目前。目前256bit是市是市场的主流显存位宽。场的主流显存位宽。（2）显存速度）显存速度 工作频率工作频率=1/时钟周期时钟周期X1000（3）显存频率）显存频率 显存频率（显存频率（MHz）=1000/显存时钟周期显存时钟周期(ns)X每时钟数据段数量每时钟数据段数量（4）显存带宽）显存带宽 显存带宽显存带宽=工作频率工作频率X显存位宽显存位宽/8（5）显存类型）显存类型 SDRAM、DDR SDRAM、DDR SGRAM三种三种（6）显存容量）显存容量 128MB、256MB、512MB、1GB （7）显存封装）显存封装QFP、

12、TSOP-II、MBGA等等3.接口等部件接口等部件（1）PCB层数：一般分为信号层、电源层或地线层层数：一般分为信号层、电源层或地线层（2）显卡供电）显卡供电（3）显卡接口类型）显卡接口类型（4）显卡散热装置：被动式和主动式）显卡散热装置：被动式和主动式（5）输出结构）输出结构1.显卡的选购原则显卡的选购原则（1）根据自己的需求进行选择）根据自己的需求进行选择（2）根据显卡的芯片类型来判断显卡档次）根据显卡的芯片类型来判断显卡档次（3）搭配原则）搭配原则（4）估算显存容量）估算显存容量2.显卡的选购技巧显卡的选购技巧（1）明确自己的需求）明确自己的需求（2）显卡的做工）显卡的做工（3）显存的

13、选择）显存的选择（4）注重显卡的品牌）注重显卡的品牌6.2.1 显示器的分类显示器的分类6.2.2 CRT显示器的分类显示器的分类 6.2.3 CRT显示器的特点显示器的特点6.2.4 CRT显示器的显示器的结构结构6.2.5 CRT显示器的显示器的基本基本工作原理工作原理6.2.6 CRT显示器的显示器的主要参数主要参数6.2.7 CRT显示器的显示器的选购选购显示器的分类方法较多，主要包括如下几种：显示器的分类方法较多，主要包括如下几种：（1）按显示的颜色分类：可分为单色显示器和彩色显示器，但目前均）按显示的颜色分类：可分为单色显示器和彩色显示器，但目前均为彩色显示器。为彩色显示器。（2）

14、按显示器件分类：可分为阴极射线管显示器（）按显示器件分类：可分为阴极射线管显示器（CRT）、液晶显示）、液晶显示器（器（LCD）、发光二极管显示器（）、发光二极管显示器（LED）、等离子体显示器（）、等离子体显示器（PDP）、）、荧光（荧光（VF）平板显示器等。）平板显示器等。CRT显示器和显示器和LCD显示器是主流显示器。显示器是主流显示器。（3）按显示方式分类：可分为图形显示方式的显示器和字符显示方式）按显示方式分类：可分为图形显示方式的显示器和字符显示方式的显示器。的显示器。（4）按屏幕尺寸分类：一般以）按屏幕尺寸分类：一般以in（英寸，（英寸，1in=2.54cm）为单位。）为单位。1

15、.按显像管的表面平坦度分类按显像管的表面平坦度分类 可分为球面管、平面直角管、柱面管、真正平面管和视觉平面管可分为球面管、平面直角管、柱面管、真正平面管和视觉平面管2.按显像管的生产厂家分类按显像管的生产厂家分类 主要有主要有Sony的特丽珑、三菱的钻石珑、三星的丹娜、的特丽珑、三菱的钻石珑、三星的丹娜、LG的未来窗的未来窗等等CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）显示器通过电子枪束产，阴极射线管）显示器通过电子枪束产生图像，按照不同的显像管又可以分为球面显示器、平面直角显生图像，按照不同的显像管又可以分为球面显示器、平面直角显示器和纯平显示器三种。目前主流的示器和纯平显示器三

16、种。目前主流的CRT显示器为纯平显示器显示器为纯平显示器。（1）出色的色彩还原度）出色的色彩还原度（2）高带宽带来的高分辨率）高带宽带来的高分辨率（3）反应速度快）反应速度快（4）辐射和体积较大）辐射和体积较大 主要由外壳、显像管、控制开关、电源开关、信号电缆和电源插主要由外壳、显像管、控制开关、电源开关、信号电缆和电源插座组成。座组成。CRT（阴极射线管）显示器的核心部件是（阴极射线管）显示器的核心部件是CRT显像管，其工作原显像管，其工作原理和电视机的显像管基本一样，可以把它看做是一个图像更加精理和电视机的显像管基本一样，可以把它看做是一个图像更加精细的电视机。细的电视机。CRT显示器的工作原理如图显示器的工作原理如图6.15所示。经典的所示。经典的CRT显像管使用电显像管使用电子枪发射高速电子，经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的子枪发射高速电子，经过垂直和水平的偏转线圈控制高速电子的偏转角度，最后高速电子击打屏幕上的荧光物质使其发光，通过偏转角度，最后高速电子击打屏幕上的荧光物质使其发光，通过电压来调节电子束的功率，就会在屏幕上形成明暗不同的光点，电压来调节电子束的功率，就会