Технический перевод с английского на русский в области информационных технологий вычислительной техники и связи
	Об авторе	Публикации	Ресурсы	Полезные ссылки

VGA/SVGA Соединительные кабели VGA/SVGA имеют скорее историческое значение, хотя и остаются пока на полках магазинов для ограниченного применения только в устаревшей аппаратуре. Присутствие в продаже, а также постоянное упоминания в публикациях о других, более современных кабелях требует включить VGA/SVGA в наш обзор разъемов аудио/видео. VGA (Video Graphics Array, графический массив видео) – это компонентный видеоинтерфейс (на основе трех компонентных сигналов: красный R, зеленый G, голубой/синий B) для связи компьютерных мониторов с компьютерными видеоадаптерами. Первоначально он был предложен компанией IBM в 1987 году для компьютеров PS/2 Model 50 и более поздних моделей. Отличительной особенностью от использовавшихся ранее интерфейсов MDA, CGA, EGA той же компании стало применение аналоговых сигналов для передачи и отображения цветовой информации. С технической точки зрения, исходная версия VGA позволяла переключаться между режимом вывода символьной информации (80 строк по 25 символов в каждой) и истинным графическим режимом (640 x 480 пикселей цветного изображения). Термин VGA также часто используется для обозначения разрешения 640×480 независимо от аппаратного обеспечения для вывода изображения, хотя это не совсем правильно (например, режим 640 × 480 с 16-, 24- и 32-разрядным кодированием цвета не поддерживается исходными адаптерами VGA, но может быть в адаптере SVGA). Кроме того, этот термин применяется для обозначения 15-контактного разъема для интерфейса VGA (он же DE-15 или HD-15), обеспечивающего передачу аналоговых и цифровых сигналов с различными разрешениями (с различной четкостью) изображения. Со временем VGA был заменен стандартом IBM XGA, но на рынке прижилось более общее название SVGA (Super Video Graphics Array, графический супермассив видео) не только для XGA, но и для всех последующих версий. Иногда вместо SVGA используется термин UVGA (Ultra Video Graphics Array, графический ультра-массив видео), особенно для общего обозначения всех разработанных на данный момент модификаций исходной спецификации VGA, а последнее время широкоэкранные версии часто имеют в своем названии первую букву W (Wide-screen). Разъем Для интерфейса VGA используется трехрядный 15-контактный разъем семейства D-Sub (D-subminiature, сверхминиатюрный типа D, т.е. для передачи данных – Data), широко применяемый в компьютерной технике (например, двухрядный DB25 использовался для подключения принтера, пока не появился более универсальный разъем USB). Стандартный (двухрядный) 9-контактный разъем-вилка D-sub (DE9P) Разъемы D-sub имеют два или более параллельных рядов штыревых или гнездовых контактов, обычно окруженных металлическим экраном в форме латинской буквы D, причем экран кроме защиты от наводок также обеспечивает механическое соединение парных частей разъема. Кроме того, форма экрана разъема в виде буквы D защищает от неправильной вставки. Достаточно часто для повышения надежности соединения вилки и розетки используются два внешних винта, хотя электрический контакт обеспечен и без закручивания этих крепежных встроенных винтов. Разъемы D-sub были разработаны компанией ITT Cannon, подразделением ITT Corporation, в 1952 году. В стандартном наименовании этой компании буквой D обозначают всю серию разъемов D-sub, а вторая буква используется для указания размера разъема по числу стандартных контактов, которые могут находиться внутри D-образного экрана (A = 15 контактов, B = 25, C = 37, D = 50, E = 9), далее следует цифровое обозначение (число) фактически присутствующих контактов и буква, указывающая тип разъема: P – plug (вилка) или S – socket (розетка) у настоящих разъемов Cannon, либо M – male (мужской, вилка) или F – female (женский, розетка) у некоторых других компаний. Например, DB25M означает разъем-вилку D-sub с экраном, вмещающим 25 контактов, и фактическим числом контактов равным 25. Контакты в этих разъемах находятся на расстоянии 2,77 мм, а ряды разнесены на 2,84 мм. Все исходные варианты D-sub были двухрядными. Позднее в разъемы серии D-sub добавили дополнительные контакты, обычно в виде третьего ряда. Например, разъем DE-15, обычно используемых в кабелях VGA, имеет 15 контактов в трех рядах, окруженных экраном размера E (т.е. для 9 контактов в двух рядах). В данном случае шаг контактов составляет 2,3 мм по горизонтали и 2,0 мм по вертикали, что называется высокой плотностью (high density) и иногда указывается в названии разъема буквами HD. Поскольку в ПК от IBM для параллельного и последовательного портов использовались разъемы DB25, букву B (обозначающую размер экрана) многие специалисты стали включать в название серии (DB вместо D), поэтому серию D-sub часто называют DB, вместо того, чтобы использовать правильное обозначения DA, DC или DE. Когда последовательный порт перевели на 9-контактный разъем, их начали называть DB9 вместо DE9. Сейчас под DB9 почти всегда подразумевают 9-контактный разъем с размером экрана Е. Стандартная (двухрядная) вилка DB25 Кроме того, в некоторых разъемах серии D-sub количество контактов по "фактическому стандартному" отсчету (который может отличаться от отсчета по размеру экрана) не совпадает с реальным числом контактов (например, в наших разъемах VGA). Сделано это для реализации дополнительного "ключа", защищающего разъем от неправильной вставки – один контакт в среднем ряду просто отсутствует, что не позволяет вставить в разъем интерфейса VGA какой-нибудь другой разъем DE-15 от неизвестно какого оборудования. Разъем VGA с отсутствующим контактом в среднем ряду (фото: Wikipedia) Разъемы D-sub специфицированы в немецком стандарте DIN 41652 и американском военном стандарте MIL-DTL-24308. Итак, правильное название для разъема интерфейса VGA: трехрядный 15-контактный соединитель DE15 с двойной плотностью расположения контактов и одним отсутствующим контактом. Именно этот разъем используется в видеокартах, компьютерных мониторах и телевизорах высокой четкости. На ноутбуках и других носимых устройствах часто можно обнаружить специальную уменьшенную версию, называемую mini-VGA. Разъем DE-15 часто называют не только разъемом VGA, но и RGB, D-sub 15, mini sub D15, mini D15, DB-15, HDB-15, HD-15 или HD15. Сигналы Разъем VGA (DE-15/HD-15) служит для передачи аналоговых компонентных сигналов RGB вместе с сигналами горизонтальной и вертикальной синхронизации HV (horizontal sync, vertical sync) и каналом данных VESA DDC (VESA Display Data Channel, канал данных дисплея по спецификации VESA). Ассоциация VESA несколько раз меняла состав сигналов в стандартном разъеме VGA (DE-15/HD-15), поэтому мы рассмотрим только последнюю версию расположения контактов в разъеме, которая может отличаться от нескольких предшествующих вариантов. Также нужно отметить, что интерфейс VGA не предполагает подключение/отключение разъема в "горячем" режиме (т.е. без отключения электропитания оборудования), однако некоторые мониторы допускают такое обращение. Использовать этот метод нужно с осторожностью и лучше не применять его вовсе, поскольку ничто в конструкции разъемного соединения VGA не обеспечивает первоочередного подключения контактов заземления при вставке вилки в розетку и предварительное размыкание этих цепей при разъединении вилки и розетки. Нумерация контактов в гнездовом соединителе (розетке) DE15 для интерфейса VGA Расположение контактов в гнездовом разъеме VGA (DE15) на стороне видеокарты в компьютере: Рассмотренная нами версия VGA называется 15-контактным разъемом VESA DDC2/E-DDC. До нее существовало еще как минимум три широко распространенных варианта (без E-DDC, в 9-контактном разъеме VGA и в разъеме Mini-VGA для ноутбуков). Все сигналы интерфейса VGA (кроме аналоговых R, G, B) являются цифровыми с уровнями TTL (транзисторно-транзисторная логика). Наиболее важный из них: VESA Display Data Channel (канал данных дисплея), который был введен в аналоговый интерфейс для обмена данными между монитором и компьютером. Первая версия стандарта DDC была утверждена в августе 1994 года. В ней был реализован формат данных EDID 1.0 и физические каналы передачи данных DDC1, DDC2B и DDC2Ab. На практике это позволяло компьютеру узнать о названии монитора и его характеристиках (прежде всего, о поддерживаемых режимах работы в части разрешения и частоты смены кадров/полукадров). Версия DDC 2 появилась в 1996 году и выделила EDID в отдельный стандарт вместе с вводом нового протокола DDC2B+ для обмена данными. Версия DDC 3 от 1997 года ввела протокол DDC2Bi вместе с поддержкой VESA Plug and Display (автоматическая настройка параметров отображения по спецификации VESA) и интерфейса Flat Panel Display Interface (интерфейс отображения на плоских панелях) с разной адресацией устройств. Затем в 1999 году стандарт DDC был заменен спецификацией E-DDC, вместе с которой продолжает действовать спецификация EDID (Extended display identification data, расширенные идентификационные данные дисплея), определяющая формат компактного двоичного файла с описанием характеристик монитора. Этот файл хранится в памяти только для чтения (EEPROM) монитора и передается в компьютер по запросу. Как уже упомянуто выше, DDC1 позволяет монитору сообщить свои характеристики в компьютер. Поэтому, когда видеокарта VGA обнаруживает передачу информации на линии данных, она запускает считывание по импульсам синхронизации монитора или вертикальной синхронизации. На время передачи данных DDC частота импульсов вертикальной синхронизации может увеличиваться до 25 кГц (такая частота не должна попасть на мониторы, не поддерживающие DDC1!). DDC2 (DDC2B) обеспечивает двунаправленную связь: монитор может отчитаться о своих текущих параметрах, а компьютер может настроить параметры монитора. Двунаправленная шина данных для этого относится к синхронному типу и основана на протоколе I2C (сигналы на этой шине являются стандартными сигналами I2C). Шина I2C (или IIC, т.е. Inter-Integrated Circuit, цепь взаимной интеграции) – это последовательная шина с несколькими ведущими устройствами и терминированием на концах, разработанная компанией Philips для низкоскоростной компьютерной периферии встроенных систем. Эта шина, под разными названиями, широко использовалась другими компаниями и, в частности, была заимствована в интерфейс VGA для организации обмена цифровыми данными между монитором и видеокартой компьютера. Однако в реализации для DDC2B эта шина стала однонаправленной с единственным ведущим устройством – графическим адаптером (видеокартой) компьютера. Монитор играет роль ведомого устройства с 7-разрядным адресом 50h на шине I²C, предоставляя 128-256 байт из памяти "только чтение" в формате EDID. Следующая модификация – E-DDC (Enhanced Display Data Channel, улучшенный канал данных дисплея) – стала последним вариантом стандарта DDC. Причем версия 1 спецификации E-DDC была утверждена в 1999 году для 32 КБ информации из дисплея в новом формате Enhanced EDID (E-EDID). Версия E-DDC 1.2, утвержденная в 2007 году, добавила поддержку стандартов DisplayPort и DisplayID, что позволяет полностью отказаться от разъема и интерфейса VGA/SVGA. Кстати, канал передачи данных DDC в разных вариантах сохранился не только в DisplayPort, но и в интерфейсах DVI и HDMI. Super VGA Если VGA был "настоящим" стандартом компании IBM, то SVGA (Super VGA) никогда не был утвержден на официальном уровне. Наиболее близко к статусу официального документа находится спецификация для расширения VBE, разработанная ассоциацией стандартов видео и электроники VESA (Video Electronics Standards Association), открытым консорциумом для поддержания совместимости корпоративных стандартов в этой области. Причем согласно определению VESA: "Термин Super VGA служит для описания возможности контроллера графического дисплея поддерживать любые улучшения стандартного адаптера дисплея IBM VGA". По разрешению и в сравнении с VGA или XGA, термин SVGA первоначально определял разрешение 800 × 600 пикселей с 4-разрядным кодированием цвета (1989 г.), но вскоре этот показатель был улучшен до 1024 × 768 пикселей с 8-разрядным кодированием цвета, а затем и выше. Классическая диаграмма соотношения разрешений и форматов экрана для различных версий SVGA: Источник: Wikipedia Для SVGA используется обычный разъем VGA (DE-15 / HD-15), хотя качество соединительного кабеля должно быть выше, особенно для последних широкоэкранных вариантов: Соединительные кабели (шнуры) VGA/SVGA Многие, но не все, соединительные кабели VGA с вилками DE-15 на обоих концах могут использоваться для надежной передачи сигналов интерфейса VGA с разными разрешениями, от 640×400 пикселей при частоте синхронизации 70 Гц (полоса пропускания 24 МГц) до 1280×1024 пикселей (SVGA) при 85 Гц (полоса 160 МГц) или 2048×1536 пикселей (QXGA) при 85 Гц (полоса 388 МГц). Специальных стандартов для VGA-кабелей не существует, но обычно качественные изделия отличаются коаксиальными жилами для аналоговых компонентных сигналов (RGB) и хорошим экранированием, что обычно делает такие кабели более толстыми и негибкими. Разумеется, качественный кабель должен защищать сигналы VGA от внешних и внутренних наводок, а также точно соответствовать предписанному волновому сопротивлению (75 Ом) для компонентных видеосигналов RGB, чтобы исключить ненужное отражение на концах, приводящее к двоению (ghosting) картинки на экране или иным искажением изображения. Как правило, чем короче кабель, тем меньше он подвержен наводкам. Иногда кабели VGA имеют вилку DE-15 на одном конце и 5 отдельных разъемов BNC на другом, чтобы обеспечить подключение сигналов RGBHV к качественному монитору по пяти отдельным 75-омным коаксиальным кабелям в жгуте. Дело в том, что в 15-контактном разъеме сигналы RGB (контакты 1, 2, 3) не экранированы друг от друга, поскольку имеют общую "землю", оставляя возможность для перекрестных наводок. Отдельные коаксиальные кабели с разъемами BNC устраняют внутренние наводки, но кабель становится слишком большим по размерам и в нем, как правило, уже не поддерживается передача цифровых сигналов DDC. Кроме соединительных кабелей VGA-VGA, выпускаются адаптеры HDMI на VGA, DVI на VGA и VGA на SCART. Проще всех будет конструкция адаптера VGA на SCART, поскольку сохраняется электрическая совместимость сигналов даже при отсутствии согласованности сигналов синхронизации. Однако современные графические карты компьютеров способны в широком спектре и в реальном времени менять основные характеристики видеоинтерфейса, включая оперативную модификацию частоты синхронизации, длины импульсов синхронизации, полярности и числа строк обратного хода луча, поэтому, в общем случае, адаптеры интерфейса VGA не всегда могут подойти для каждой конкретной ситуации. Кроме того, в адаптерах HDMI/DVI на VGA нет звукового канала и всегда нужен дополнительный аудиокабель. Еще одна проблема в том, что многие мониторы и телевизоры не способны считывать аналоговые сигналы RGB на своем порту HDMI (хотя это и предписано стандартом), поэтому адаптер HDMI на VGA становится бесполезным, хотя и позволяет считать информацию EDID из дисплея.