DE4405329A1 - Verfahren zur Textdarstellung im CGA-Graphikmodus auf einem Bildschirm eines Personalcomputers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Textdarstellung im CGA- Graphikmodus auf einem Bildschirm eines Personalcomputers, der einerseits einen Prozessor und einen diesem zugeordneten Speicher, in welchem Bit­ muster der darzustellenden Textzeichen abgespeichert sind, und anderer­ seits eine mit diesem Prozessor über einen externen Bus verbundene Vi­ deokarte aufweist, die einen Videospeicher hat, dessen Speicherinhalt auf dem Bildschirm darstellbar ist, wo bei bei Anforderung eines Textzeichens zunächst dessen Bitmuster aus dem Speicher aufgerufen, dieses durch Zei­ chenfarbe und Hintergrundfarbe ergänzt als Pixelmuster im Videospeicher abgespeichert und auf dem Bildschirm dargestellt wird.

Zu den CGA-Grafikmodi gehören der 320 mal 200 Punktemodus, der den BI­ OS-Code 4 trägt und mit dem mit gewissen Einschränkungen vier Farben gleichzeitig auf dem Bildschirm dargestellt werden können, der 620 mal 200 Punktemodus, der den BIOS-Code 6 trägt und eine Darstellung in zwei Far­ ben ermöglicht und schließlich eine Variante des erstgenannten Graphik­ modus, die in der BIOS-Nomenklatur den Modus-Code 5 trägt und in der das Farbsignal unterdrückt wird, wodurch verschiedene Graustufen er­ scheinen. Diese Grafikmodi werden zwar von modernen Softwareprogrammen relativ wenig benötigt und angesprochen, sie werden aber grundsätzlich vom Betriebssystem nach wie vor unterstützt, weil einige, beispielsweise ältere, Programme notwendigerweise auf diese Modi zurückgreifen. Eine volle Kompatibilität eines Personalcomputers ist nur dann erreicht, wenn auch die genannten Modi 4, 5 und 6 unterstützt werden.

Das Verfahren der eingangs genannten Art ist aus dem europäischen Patent 71 744 vorbekannt. Bei diesem Verfahren wird das Bitmuster des darzustel­ lenden Zeichens zunächst über den externen Bus der Videokarte zuge­ leitet. Dabei wird für jedes spätere, auf dem Bildschirm erscheinenden Pi­ xel lediglich ein Bit verwendet. In der Videokarte werden die Bits zu­ nächst verdoppelt, anschließend werden die Farb- bzw. Graustufenattribute usw. hinzugefügt.

Dieses vorbekannte Verfahren ist effizient und sinnvoll bei externen Bus­ sen, die eine geringe Übertragungsrate haben, die also einerseits nur wenige Bit, beispielsweise 8 Bit breit sind und deren Taktfrequenz ande­ rerseits gering ist, beispielsweise bei 4,77 MHz liegt. Dann nämlich bildet der externe Bus eine Engstelle für den Durchlauf der Videodaten und er ist es, der im wesentlichen die Qualität, Auflösung, Farbvielfalt und der­ gleichen des Videobildes auf den Bildschirm begrenzt. Die Anzahl der auf diesem externen Bus zu übertragenden Daten wurde daher möglichst gering gehalten.

Diese Einschränkung gilt aber nicht mehr für moderne Personalcomputer. Unter modernen Personalcomputern werden solche verstanden, bei denen der Prozessor zumindest vom Typ x386, insbesondere x486 und höher ist, bei denen der externe Bus mindestens 16 Bit breit ist und eine deutlich höhere Frequenz 7 MHz hat. Auf Computer dieses Typs bezieht sich die Er­ findung.

Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Textdarstellung im CGA-Graphikmodus auf dem Bildschirm eines Personalcomputers zu verbes­ sern und zu beschleunigen, indem die Begrenzungen des CGA-Standards umgangen und die Möglichkeiten eines modernen Personalcomputers besser als zuvor genutzt werden.

Ausgehend von dem Verfahren der eingangs genannten Art wird die Aufga­ be dadurch gelöst, daß der externe Bus mindestens 16 Bit breit ist, daß die Videokarte zumindest eine VGA-Karte ist und daß das vollständige Pixel­ muster des darzustellenden Textzeichens in der unmittelbaren Umgebung des Prozessors im Speicher erzeugt und in dieser Form über den externen Bus an die Videokarte übertragen wird, wo es im Videospeicher abgespei­ chert wird. Erfindungsgemäß werden also die CGA-kompatiblen Grafikmodi 4, 5 und 6 verbessert und beschleunigt ausgeführt, dabei bleibt die Kompa­ tibilität erhalten. Die VGA-Videokarte wird nicht als CGA-Videokarte be­ trieben, sondern kann ihre vollen Fähigkeiten und Leistungsmerkmale aus­ nutzen. Für den externen Bus stehen zumindest 16 Bit zur Verfügung, es sind doppelt soviel wie beim CGA-Standard. Prozessoren vom Typ x386 und höher ermöglichen eine wesentlich beschleunigtere Datenverarbeitung, da­ durch wird es möglich, die Pixeldarstellung nicht mehr der Videokarte zu überlassen, sondern im wesentlichen auf der Seite des Prozessors durchzu­ führen. Erfindungsgemäß wird das volle Pixelbild eines darzustellenden Textzeichens, mit Farbe und Attribut und Information, im RAM-Speicher in unmittelbarer Umgebung des Prozessors erstellt und dann in dieser voll­ ständigen Form der Videokarte über den externen Bus zugeleitet. Die aus mehreren Bits pro Pixel zusammengesetzte Darstellung eines Textzeichens wird also vom Prozessor erzeugt und in fertiger, für die Abspeicherung im Videospeicher geeigneter Form der Videokarte zugeleitet.

Erfindungsgemäß werden auf diese Weise die CGA-kompatiblen Grafikmodi deutlich verbessert und wird somit auch für auf diese Grafikmodi rück­ greifende Softwareprogramme eine deutliche Verbesserung der Verarbei­ tungsgeschwindigkeit erreicht, also zumindest ein Teil der Vorteile, der mit der Entwicklung der Personalcomputer vom ursprünglichen 8088/8086 Prozessor zu einem Prozessor vom Typ 80386 oder höher erreicht wurde, nachvollzogen. Ein Benutzer einer älteren, auf die genannte CGA-kompati­ blen Grafikmodi zurückgreifenden Software hat dadurch einen Vorteil, wenn er sich einen modernen Computer anschafft und diesen einsetzt. Die­ sen Vorteil hätte er nicht oder nur in geringerer Form, wenn er den CGA- Standard einsetzte, wie er im eingangs genannten Patent beschrieben ist.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist der Prozessor mit einem Cache- Speicher versehen bzw. ein derartiger Speicher ist dem Prozessor zugeord­ net, dadurch werden die Verarbeitungsgeschwindigkeit und die Darstel­ lungsgeschwindigkeit noch erhöht.

In einer möglichen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der BIOS-Interrupt 10h abgefangen, gespeichert und zu einer internen Routine umgeleitet, in der überprüft wird, ob es sich um die Videomodi 4, 5 oder 6 handelt. Auf diese Weise bleiben die übrigen Videomodi unangetastet und werden lediglich die bereits genannten CGA-kompatiblen Modi geändert.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung nä­ her erläutert, in der ein nicht einzuschränkend zu verstehendes Ausfüh­ rungsbeispiel dargestellt ist. Dieses wird unter Bezugnahme auf die Zeich­ nungen im folgenden erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Flußdiagramm für den Ablauf während des Eingangstestes beim Einschalten des Computers,

Fig. 2 ein Flußdiagramm für die Umleitung des BIOS-Interrupts 10h für die CGA-kompatiblen Modi 4,5 und 6 und

Fig. 3 ein Ablaufdiagramm für den Ablauf einer erfindungsgemäßen Darstellung von Text.

Fig. 1 zeigt den Ablauf, wie er beim Anfangstest, dem sogenannten POST, der englischen Abkürzung für Power on self test, abläuft. Beim Einschalten des Computers also bei "Start", werden zahlreiche Tests durchgeführt, die sich auf die zentrale Hardware des Personalcomputers, beispielsweise Pro­ zessor, Speicher, Interrupt-Controller, DMA usw. beziehen. Dabei werden auch ROM-Erweiterungen überprüft, die sich entweder auf der Hauptplatine oder auf einer Erweiterungskarte befinden und die Aufgabe haben, die Funktionen des BIOS zu erweitern oder sie zu ersetzen. Zu erkennen sind solche Erweiterungen durch die beiden ersten Byte in dem Speicherbereich, der von ihnen belegt wird.

Das ROM Modul wird nun benutzt, den Interrupt Vektor 10h auf eine eigene Routine umzuleiten, wie dies in Fig. 2 näher dargestellt ist. Dadurch wird die normale Funktion des BIOS durch eine neue Funktion ersetzt. Der Post- Test schließt ab mit POST ENDE. Danach wird in bekannter Weise der Inter­ rupt 10h aufgerufen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird der Interrupt 10h der ROM- Erweiterung unter der Adresse 0000:0300 gespeichert. Er wird anschließend umgeleitet, und weist nun auf den Interrupt-Sektor 10h intercept. Durch diesen wird eine Subroutine aufgerufen, in der zunächst abgefragt wird, ob die Funktion AH=6, 7, 9, A oder E vorliegt. Ist die Antwort nein, wird die Speicherstelle 0000:0300 im Video-BIOS aufgerufen. Ist die Antwort ja er­ folgt eine Prüfung, ob die CGA-kompatiblen Modi 4,5 oder 6 vorliegen. Bei einer Neinantwort hierauf wird wiederum die genannte Video-BIOS Adresse angesprochen, bei einer Jaantwort erfolgt die erfindungsgemäße Umleitung im System-BIOS an die Adresse F000:F065.

Der modifizierte Bereich des BIOS-Codes hat die folgenden Eingangsparame­ ter:
BH Attribut
DL Farbe (BH & 3)
CX Anzahl der Wiederholungen des Textzeichens
ES : DI Zeiger zur Korrektur von Rasterzeile und Rasterspalte im Speicher für geradzahlige Rasterzeilen
DS : SI Zeiger auf den Zeichensatz der darzustellenden Textzeichen

Der Code hat folgenden Ablauf:

• 1. Wiederhole CX mal
  • a. Wiederhole 4mal (4mal 2 Rasterzeilenpaare = 8 Rasterpunkte, Abspeichern SI, DI
    • i. Übernehme das gradzahlige Byte (8mal 1 Pixel pro Bit) in DH und setze AX = 0.
    • ii. Wiederhole 8mal
      • (1) Verschiebe DH links um 1
      • (2) Wenn Carry OR AL,DL
      • (3) Verschiebe AX links um 2
    • iii. Swap AL, AH
    • iv. Ist das Attribut größer als 127 dann XOR ax mit es: [di]
    • v. Speichern im Speicher
    • iv. Verschiebe ES : DI, so daß er auf eine ungerade Rasterzeile zeigt
    • vii. Übernehme das ungeradzahlige Byte und wiederhole die Schritte ii. bis v.
    • viii. Verschiebe ES : DI so, daß er auf eine gradzahlige Rasterzeile zeigt
  • b. Inkrementiere zur nächsten Textzeichenposition S(DI + = 2)
• 2. Ende.

Aus Fig. 3 sind die einzelnen Schritte beim Bildaufbau aus geradzahligen Rasterzeilen und ungeradzahligen Rasterzeilen zu ersehen.

Unter einer Videokarte mit zumindest VGA-Eigenschaften wird eine Videokarte verstanden, die eine Auflösung von zumindest einer VGA-Karte hat, also z. B. Super VGA.

Unter dem Begriff Bildschirm wird eine sogenannte Katodenstrahlröhre ver­ standen, bei der mindestens ein Elektronenstrahl gerastert zeilenförmig über eine mit phosphoreszierendem Material belegte Bildwand geleitet wird.

Claims (2)

1. Verfahren zur Textdarstellung im CGA-Graphikmodus auf einem Bild­ schirm eines Personalcomputers, der einerseits einen Prozessor und ei­ nen diesem zugeordneten Speicher, in welchem Bitmuster der darzustel­ lenden Textzeichen abgespeichert sind, und andererseits eine mit diesem Prozessor über einen externen Bus verbundene Videokarte auf­ weist, die einen Videospeicher hat, dessen Speicherinhalt auf dem Bild­ schirm darstellbar ist, wobei bei Anforderung eines Textzeichens zu­ nächst dessen Bitmuster aus dem Speicher aufgerufen, dieses durch Zei­ chenfarbe und Hintergrundfarbe ergänzt als Pixelmuster im Videospei­ cher abgespeichert und auf dem Bildschirm dargestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der externe Bus mindestens 16 Bit breit ist, daß die Videokarte zumindest eine VGA-Karte ist und daß das vollständige Pi­ xelmuster des darzustellenden Textzeichens in der unmittelbaren Umge­ bung des Prozessors im Speicher erzeugt und in dieser Form über den externen Bus an die Videokarte übertragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prozessor einen Cache-Speicher umfaßt bzw. ein derartiger Speicher dem Prozessor unmittelbar zugeordnet ist.