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25.06.1995

Flachbildschirme/Die Welt der Grafik- und Videokarten erschlossen Eine flexible Schnittstelle fuer analoge und LC-Monitore

Analog-Digital-Wandler konnten bislang die hohen Anforderungen an Grafik und Geschwindigkeit nicht erfuellen. Eine schnelle, analoge Displayschnittstelle, die die Verwendung von Industriestandard- VGA-Grafikkarten ermoeglicht, hat Dolch Computer Systems entwickelt. Ueber diese Entwicklung, die Anwendern die Tuer zu allen Grafik-, Multimedia- und Teleconferencing-Applikationen eroeffnen soll, die bisher den Roehrenmonitoren vorbehaltenen waren, berichtet Joerg Moessinger*.

Nach der Desktop-PC-Welle der 80er Jahre stehen die 90er im Zeichen mobiler Anwendungen. Ausser der grossen Zahl mobiler PCs brachte uns dieses Jahrzehnt neue Applikationen wie multimediale Praesentationen, interaktive Trainingsprogramme oder Teleconferencing. Diese Anwendungen haben eins gemeinsam: Sie stellen hohe und teilweise sehr spezielle Ansprueche an die Hardware.

Inzwischen gibt es zwar Notebooks mit Pentium-Prozessoren, hochaufloesenden Displays und integrierten CD-ROM-Laufwerken. Doch in zwei Bereichen hinken die handlichen Begleiter den Desktops stets hinterher: Die Erweiterbarkeit sowie die individuelle Konfigurierbarkeit ihrer Displays sind beschraenkt.

Anwender von Desktop-PCs setzen in der Regel analoge Roehrenmonitore ein. Fuer diese gibt es unzaehlige preiswerte Grafikkarten und Boards mit Digital-Analog-Wandler (Coder-decoder, Codec) zur Wiedergabe von digitalisiertem Video in Multimedia- und Telekonferenz-Applikationen. Sie lassen sich ohne allzu grosses technisches Wissen in den PC einstecken und konfigurieren.

Eingebaute Controller reichen nicht aus

Dieser Weg ist den Anwendern von Notebooks und Laptops mit eingebauten LCD-Displays jedoch verbaut: Die digitalen Displays benoetigen eine spezielle Steuerelektronik, die mit den regulaeren Grafikkarten und Codecs nicht kompatibel ist. Und da die Abmessungen von Notebook-PCs den Einsatz standardmaessiger PC- Steckkarten unmoeglich machen, muesste jeder Notebook-Hersteller staendig neue Spezialloesungen entwickeln und in seine Produkte integrieren: ein offensichtlich unrentables Unterfangen.

Was also soll der anspruchsvolle Anwender tun, der seinen PC heute mit unterschiedlichen Bildschirmen einsetzen muss? Dolch Computer Systems, ein kalifornischer Hersteller von portablen erweiterbaren High-end-PCs setzte sich das Ziel, ein mobiles System anbieten zu koennen, das mit allen heutigen und zukuenftigen Industriestandards entsprechenden Grafik-, Video- und Codec-Karten fuer Desktop-PCs mit Roehrenmonitoren kompatibel sein sollte. Dies wuerde den Entwicklungsaufwand fuer immer neue, spezielle und teilweise nur in geringen Stueckzahlen nachgefragte Applikationen gering halten.

Zugleich sollte die Entwicklung Anwendern die Moeglichkeit geben, ihren Portable bei Bedarf auf modernste Technik aufzuruesten, ohne gleich ein neues Geraet anschaffen zu muessen. Damit verbunden war die Forderungen nach Echtfarbendarstellung mit 16,7 Millionen Farben und nach hoher Geschwindigkeit der Steuerelektronik, um auch mit zukuenftigen Grafikkarten Schritt halten zu koennen.

Der Wandler muss dem grundsaetzlich unterschiedlichen Arbeitsprinzip der LCD-Displays Rechnung tragen. Analog-Monitore erzeugen das Bild, indem drei Kathodenstrahlen - Rot, Gruen und Blau - von links nach rechts und von oben nach unten ueber den Bildschirm streichen. Die Helligkeit der Kathodenstrahlen wird dabei analog geregelt. Die Synchronisationsfrequenz entscheidet ueber die Geschwindigkeit beim Bildschirmaufbau. Beide Informationen sind im Analog-VGA- Signal enthalten.

Hochaufloesende und schnelle Grafik moeglich

Das LCD-Display hingegen ist eine feste Matrix aus roten, gruenen und blauen Pixeln, die durch X/Y-Koordinaten definiert sind. Um das von der analogen VGA-Karte erzeugte Bild darstellen zu koennen, muessen drei separate Wandler fuer die Farben Rot, Gruen und Blau das analoge VGA-Signal in digitale Information umgewandeln. Ein schneller Baustein setzt dabei die stufenlosen Helligkeitswerte der Farbsignale in 256 Stufen um.

Die Adressierung erfolgt durch einen Synchrongenerator, der die horizontalen und vertikalen Synchronisationsimpulse in digitale X/Y-Matrix-Werte umsetzt. Ein Oszillator liefert die dazu notwendige Synchronisationsfrequenz.

Die bislang existierenden Analog-Digital-Wandler konnten jedoch weder die hohen Anforderungen an Grafik und Geschwindigkeit erfuellen, noch waeren sie in Portables einzubauen gewesen, ohne einen Steckplatz zu opfern. So fiel die Entscheidung fuer eine komplette Neuentwicklung nach dem neuesten Stand der Technik.

Die neuentwickelte, schnelle analoge Displayschnittstelle ermoeglicht den Anwendern, auf die ganze Vielfalt an ISA-, EISA-, VESA- und PCI-Grafikkarten und Videocontroller zurueckzugreifen. In Verbindung mit Dolchs 16,7-Millionen-Farben Aktiv-Matrix-TFT- Display lassen sich Echtfarben darstellen.

Eine Kombination mit einem selbst in grellem Sonnenlicht lesbaren Monochrom-Display ist aber auch moeglich. Erste Tests mit 64-Bit- PCI-Grafikkarten und 2 MB Video-RAM ergaben bei Echtfarbendarstellung Leistungswerte um 115 Win-Marks.

Der Einsatzbereich der neuen Analog-VGA-Technik wird aus heutiger Sicht in verschiedenen Spezialbereichen von Grafik- und Multimedia zu finden sein - naemlich dort, wo Praesentation, Editieren und Teleconferencing hohe technische Ansprueche stellen.

*Joerg Moessinger ist freier Autor in Fremont, Kalifornien