Super Video Graphics Array

Super Video Graphics Array, quasi sempre abbreviato in Super VGA o Ultra VGA o semplicemente SVGA o UVGA, è un termine generico che copre una vasta gamma di standard relativi al collegamento video per computer. Promosso inizialmente dalla Video Electronics Standards Association, permette di estendere le prestazioni del precedente standard video VGA, sia per risoluzione che per profondità di colore.

Origini

Lo standard SVGA fu proposto per la prima volta nel 1989, inizialmente con una risoluzione di 800×600 pixel e 4-bit per pixel, ossia con 16 colori. Negli anni successivi questa risoluzione iniziale fu estesa a 1024×768 8-bit per pixel e oltre, dando origine a diverse nomenclature. Nello specifico lo standard SVGA si riferisce alla risoluzione di 800x600 pixel, ma il termine è stato poi genericamente esteso alle altre specifiche risoluzioni (vedi anche tabella risoluzioni).

Tecnologia

Le precedenti schede video CGA e EGA utilizzavano una codifica digitale per visualizzare i colori, e potevano operare solo ad una frequenza ben precisa. Con la VGA veniva introdotto il segnale analogico per la trasmissione dell'informazione relativa al colore fra la scheda video e il monitor; questo ha permesso in seguito il superamento del numero di colori visualizzabili dalla vecchia VGA, virtualmente infiniti anche se limitati dalla video RAM presente sulla scheda video. Pochi mesi dopo la prima introduzione dello standard SVGA, sono apparse sul mercato schede video in grado di operare con una profondità di colore di 24-bit, ossia 8 bit per ciascuna componente di colore (oltre 16 milioni di colori).

Lo standard SVGA definì anche un set di regole che permettevano di superare il limite di frequenze fisse di sincronismo orizzontale e verticale, consentendo così di avere sia delle frequenze di aggiornamento più alte, sia diverse risoluzioni, aprendo così la strada alla produzione di nuove schede video e monitor sempre retrocompatibili e combinabili in modo libero, mentre precedentemente ciascuna scheda video, CGA, EGA e VGA, richiedeva un monitor specifico.

Connettori

Connettore VGA Originale

Le schede video SVGA del 1989 utilizzano lo stesso connettore della VGA originale:

PIN del connettore VGA DE-15 (o HD-15)

Identificazione dei pin^[1]
Pin	Funzione
1	Rosso (video)
2	Verde (video)
3	Blu (video)
4	Monitor-ID Bit 2
5	Massa
6	Rosso (massa)
7	Verde (massa)
8	Blu (massa)
9	[chiave]^[2]
10	Sincronismo (massa)
11	Monitor-ID Bit 1
12	Monitor-ID Bit 0
13	Sincronismo Orizzontale
14	Sincronismo Verticale
15	[Non connesso]^[3]

Connettore VESA VGA PnP

Nel 1995 venne introdotto il DDC2B e il segnale EDID, che permise il plug and play del monitor, il connettore venne modificato in:

PIN del connettore VGA DE-15 (o HD-15)

Identificazione dei pin VESA VGA^[4]
Pin	Funzione
1	Rosso (video)
2	Verde (video)
3	Blu (video)
4	Non connesso e riservato
5	Massa
6	Rosso (massa)
7	Verde (massa)
8	Blu (massa)
9	+5 V
10	Sincronismo (massa)
11	Non connesso
12	Segnale seriale DDC
13	Sincronismo Orizzontale
14	Sincronismo Verticale
15	Clock DDC

Note

Il segnale video è analogico RGBHV (ossia usa la codifica RGB più i sincronismi orizzontale e verticale separati) 0,7 Vp-p/75 Ω.
Il segnale DDC è digitale in TTL su un bus di trasmissione DDC2B su I²C che, di per sé, sarebbe bidirezionale ma in pratica opera in modo unidirezionale, secondo la codifica EDID.
Il segnale DDC non è indispensabile; il monitor può operare anche solo con la connessione RGBHV. Su lunghe distanze il bus DDC solitamente non viene utilizzato.
L'interfaccia solitamente può operare fino ad una frequenza di 200 MHz permettendo una risoluzione di 1600×1200 a 75 Hz.
La frequenza orizzontale normalmente può variare da 31,5 kHz a 90 kHz
La frequenza verticale normalmente può variare da 60 Hz a 85 Hz

VESA VGA BIOS Extensions

Per permettere ai programmatori di sviluppare applicazioni che operassero su molte schede video di diversi produttori, la VESA definì un'interfaccia standard per accedere alle funzioni SVGA, la "VESA VGA BIOS Extensions".

Questa interfaccia incorpora diverse funzioni che permettono ai programmi di sapere che modalità video sono disponibili (risoluzione e numero di colori) e come accedere alla memoria video. Per ottenere questo risultato senza dover intervenire sull'hardware delle schede video già messe in commercio, si decise di usare un interrupt software per consentire l'accesso a tutte le procedure di programmazione. I produttori di schede video poterono così pubblicare un driver video VESA implementato in modalità TSR, che si frapponeva così fra il programma applicativo e l'hardware; in questo modo i programmatori poterono sviluppare vari software che potevano operare su hardware differenti.

Modalità video SVGA definite da VESA

Modo	Risoluzione	colori
100h	640×400	256
101h	640×480	256
102h	800×600	16
103h	800×600	256
104h	1024×768	16
105h	1024×768	256
106h	1280×1024	16
107h	1280×1024	256

La "VESA VGA BIOS Extensions" fornisce alle applicazioni informazioni sulle specifiche hardware. Per far questo mette a disposizione 6 funzioni:

Funzione 0: restituiva delle informazioni sul hardware SVGA
Funzione 1: restituiva l'informazione sulle modalità SVGA
Funzione 2: impostava la modalità SVGA desiderata
Funzione 3: restituiva la modalità SVGA operativa
Funzione 4: salvava e ripristinava lo stato della modalità SVGA
Funzione 5: restituiva la modalità di accesso alla finestra di memoria video

Per accedere a queste funzioni è necessario impostare il registro AH della CPU a 4Fh, il numero della funzione nel registro AL e richiamare interrupt 10h.

Ancora oggi le specifiche VBE vengono utilizzate per permettere l'output in modalità grafica quando non è disponibile il supporto per una determinata scheda video. Un esempio comune è il driver VESA di Xorg. L'inconveniente maggiore è l'assenza di funzioni grafiche accelerate, in particolare relative alla grafica 3D. Lo standard VBE/AF infatti specifica alcune funzioni grafiche 2D accelerate, anche se il relativo supporto non risulta molto diffuso.^[5]

Tabella di comparazione fra diverse risoluzioni

Nome	x (larghezza)	y (altezza)	Pixel (×1 milione)	Aspect Ratio	Percentuale di differenza in pixel								Versione Widescreen	Dimensione tipica dello schermo
Nome	x (larghezza)	y (altezza)	Pixel (×1 milione)	Aspect Ratio	VGA	SVGA	XGA	XGA+	SXGA	SXGA+	UXGA	QXGA	Versione Widescreen	Dimensione tipica dello schermo
VGA	640	480	0,31	1,33	0%	−36%	−61%	−69%	−77%	−79%	−84%	−90%
SVGA	800	600	0,48	1,33	56%	0%	−39%	−52%	−63%	−67%	−75%	−85%
XGA	1024	768	0,79	1,33	156%	64%	0%	−21%	−40%	−47%	−59%	−75%	WXGA	15" / 38 cm
XGA+	1152	864	1,00	1,33	224%	107%	27%	0%	−24%	−32%	−48%	−68%	WXGA+	17" / 43 cm
SXGA	1280	1024	1,31	1,25	327%	173%	67%	32%	0%	−11%	−32%	−58%		17-19" / 43-48 cm
SXGA+	1400	1050	1,47	1,33	379%	206%	87%	48%	12%	0%	−23%	−53%	WSXGA+
UXGA	1600	1200	1,92	1,33	525%	300%	144%	93%	46%	31%	0%	−39%	WUXGA	20" / 51 cm
QXGA	2048	1536	3,15	1,33	924%	555%	300%	216%	140%	114%	64%	0%	WQXGA	30" / 76 cm

Note

^ (EN) Pinout del connettore VGA (DE-15), su pinouts.ws.
^ Il piedino 9 non è presente sul connettore maschio ed il foro è chiuso sul connettore femmina in modo che non si possa inserire un connettore DB-15F^{[senza fonte]} generico che potrebbe avere dei segnali diversi e danneggiare la scheda video.
^ Il piedino 15 è riservato per usi futuri
^ (EN) Pinout del connettore VESA VGA (DE-15)
^ (EN) VESA BIOS Extension/Accelerator Functions (VBE/AF) (PDF), su flint.cs.yale.edu. URL consultato il 18 ottobre 2016 (archiviato dall'url originale il 17 dicembre 2015).

Bibliografia

7 schede Super-VGA a confronto (JPG), in MCmicrocomputer, n. 96, Roma, Technimedia, maggio 1990, pp. 116-123, ISSN 1123-2714 (WC · ACNP).

Voci correlate

Altri progetti

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[1] (EN) Pinout del connettore VGA (DE-15), su pinouts.ws.

[2] Il piedino 9 non è presente sul connettore maschio ed il foro è chiuso sul connettore femmina in modo che non si possa inserire un connettore DB-15F^{[senza fonte]} generico che potrebbe avere dei segnali diversi e danneggiare la scheda video.

[3] Il piedino 15 è riservato per usi futuri

[4] (EN) Pinout del connettore VESA VGA (DE-15)

[5] (EN) VESA BIOS Extension/Accelerator Functions (VBE/AF) (PDF), su flint.cs.yale.edu. URL consultato il 18 ottobre 2016 (archiviato dall'url originale il 17 dicembre 2015).

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