비디오 그래픽스 어레이

3. 기술적 세부 사항

VGA는 이전의 MDA, CGA, EGA와 달리 아날로그 RGB 신호를 사용한다. 0.7볼트 피크 투 피크의 비디오 인터페이스를 가지며, 18비트 RAMDAC (RGB 채널당 6비트)을 통해 262,144가지 색상 범위를 생성한다.^{[15][16][17][18]}

VGA의 비디오 메모리는 PC의 리얼 모드 주소 공간의 0xA0000에서 0xC0000까지의 윈도를 통해 메모리에 매핑된다. VGA 신호 타이밍에서 수평 주파수의 표준값은 NTSC-M 비디오 시스템에서 사용되는 값의 정확히 두 배인데, 이는 선택적인 TV 출력을 쉽게 하기 위함이었다. VGA는 하드웨어 스프라이트를 지원하지 않지만, "VGA 래치" 레지스터를 통해 빠른 데이터 전송을 지원한다.

VGA의 주요 특징은 다음과 같다.

• 256 KB 영상 램
• 16색과 256색 모드
• 262144 종류 색 팔레트 (빨강, 녹색, 파랑 각각 6 비트씩)
• 주 클럭을 25 MHz 나 28 MHz로 선택할 수 있음
• 최대 720 수평 화소
• 최대 480 줄
• 최대 70 Hz 프레임 속도
• 평면 모드: 최대 16 색 (4 비트 설계)
• 패킷 화소 모드: 256 색 (모드 13h)
• 하드웨어를 통한 부드러운 화면 스크롤 지원
• 일부 "Raster Ops" 기능 지원
• 배럴 쉬프터
• 화면 분할 지원

• 640×480 해상도에 16 색
• 640×350 해상도에 16 색
• 320×200 해상도에 16 색
• 320×200 해상도에 256 색 (모드 13h)

3. 1. 주소 방식

• 0xA0000는 EGA/VGA 영상 모드를 위한 매핑 (64 KiB)^[38]
• 0xB0000는 흑백 텍스트 모드를 위한 매핑 (32 KiB)^[38]
• 0xB8000는 컬러 텍스트 모드와 CGA-호환 모드를 위한 매핑 (32 KiB)^[38]

3. 2. 신호 타이밍

수평 동기 및 블랭킹 시간의 합은 6.356µs이다. A=16, B=96, C=48, D=640으로, 1라인은 800 픽셀이다.

수직 타이밍은 다음과 같다.

수직 동기 및 블랭킹 시간의 합은 1.43ms이다. A=10, B=2, C=33, D=480으로, 1프레임은 525 라인이다.

3. 3. 커넥터

4. 색상 팔레트

VGA 색상 시스템은 레지스터 기반 팔레트를 사용하여 다양한 비트 심도(bit depth)의 색상을 18비트 출력 색상 영역에 매핑한다. 이는 하위 호환성을 위해 EGA 및 CGA 어댑터와 호환되며, 해당 모드에서 팔레트에 추가적인 비트 심도를 지원한다.^[27]

EGA 16색 모드에서 VGA는 16개의 팔레트 레지스터를 제공하며, 256색 모드에서는 256개의 레지스터를 제공한다. 각 팔레트 레지스터에는 3×6 비트 RGB 값이 포함되어 있어, DAC의 18비트 색상 영역에서 색상을 선택한다.

이러한 색상 레지스터는 IBM이 각 모드에 가장 유용할 것으로 예상되는 기본값으로 초기화된다. 예를 들어, EGA 16색 모드는 기본 CGA 16색 팔레트로 초기화되고, 256색 모드는 16개의 CGA 색상, 16개의 회색 음영, 그리고 IBM에서 선택한 216개의 색상으로 구성된 팔레트로 초기화된다.^[28][29] 초기화 후에는 비디오 RAM의 내용을 변경하지 않고 언제든지 재정의할 수 있으며, 이를 통해 팔레트 순환이 가능하다.

256색 모드에서 DAC는 각 평면에서 2비트 색상 값 4개를 결합하여 256색 팔레트에 대한 인덱스를 나타내는 8비트 값으로 설정된다. CPU 인터페이스는 4개의 평면을 동일한 방식으로 결합하는데, 이를 "체인-4"라고 하며, 각 픽셀은 팔레트 인덱스를 나타내는 8비트 값으로 CPU에 표시된다.^[30]

5. 하드웨어 제조사

여러 회사에서 VGA 호환 그래픽 카드 모델을 생산했다.^[32]

6. 후속 기술

이 섹션에서는 VGA 기술의 발전에 따라 등장한 후속 기술들을 간략하게 소개한다.
Super VGA (SVGA)NEC 홈 일렉트로닉스가 비디오 전자공학 표준 협회(VESA)의 설립을 발표하면서 개발된 SVGA는 VGA의 최대 해상도(640 × 480 픽셀)를 넘어 800 × 600 픽셀의 그래픽 디스플레이 해상도를 지원한다. VGA는 PC/AT 호환기종에서 사실상 업계 표준이 되었으며, 각종 OS에서도 VGA를 최소 요건으로 하는 경우가 많았다.
Extended Graphics Array (XGA)1990년 IBM이 도입한 XGA는 1024 × 768 픽셀 화면 해상도를 제공하는 디스플레이 표준이다.^[1] PC용 디스플레이에서 XGA 상당의 화면 해상도가 기본 사양으로 자리 잡았다.^[1]

6. 1. Super VGA (SVGA)

7. DOS/V와 VGA (일본 시장)

일본에서는 DOS/V 등장 전까지 PC/AT 호환 기종 자체가 보급되지 않아 VGA도 DOS/V와 함께 보급되었다.^[1] "DOS/V"의 "V"는 "VGA"에서 따온 것이다.^[1]

DOS/V나 일본어 Windows의 표준 기능은 VGA의 640×480 픽셀, 1677만 7216색 중 16색 표시 모드를 사용한다.^[1]

당시 "PC-9800 시리즈 등 대부분은 640×400 픽셀이지만, DOS/V는 640×480이므로 DOS 화면에서는 행간이 벌어지고, Windows 상에서도 화면이 넓다"는 비교가 활발하게 이루어졌다.^[1] 또한, 일본에서는 처음부터 VGA가 보급되었기 때문에 DOS/V 등장 이전부터 AT 호환 기종을 사용하던 사용자를 제외하면 VGA가 하위의 각종 화면 모드를 가지고 있다는 사실은 그다지 알려지지 않았다.^[1]

도시바의 J-3100, 다이나북 및 AX 협회의 AX 컴퓨터(JEGA 보드)는 처음에는 EGA를 기반으로 독자적으로 일본어화했지만, 후에 VGA를 채택하고, 더 나아가 PC/AT 호환 기종으로 이행했다.^[1]

8. 오용 사례

640×480 해상도를 VGA라고 부르는 것은 오용이 일반화된 사례이다.

예를 들어, NEC(日本電気)의 PC-9821 시리즈나 후지쯔(富士通)의 FM TOWNS도 640×480 픽셀 해상도 모드를 가지고 있었지만, 이는 별도의 규격이며, "VGA"라고 부르지 않는다.

본래 VGA에서는 640×480 픽셀 표시 색수가 16색이므로 "640×480 256색" 등은 "VGA 호환 화면 모드"라고 부르는 것도 정확하지 않으며, 단순히 "VGA와 같은 해상도", "VGA 호환 픽셀 수 표시" 등으로 부르는 것이 타당하다.

비디오 카드 일반을 "VGA 카드"라고 칭하는 등 컴퓨터 화면 출력 = VGA라는 오용도 간혹 보인다. VGA는 여러 화면 모드를 가지고 있는 특정 화면 표시 규격이며, "VGA 카드"라는 말은 (본래라면) 그 규격에 따르며, 이러한 화면 모드(만)를 가진 비디오 카드를 특히 지칭하여 사용해야 한다.

참조

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_[2] 웹사이트 Chronology of IBM Personal Computers http://pctimeline.in[...] 2015-01-28
_[3] 뉴스 What is VGA (Video Graphics Array)? https://www.computer[...] 2018-08-13
_[4] 서적 Computerworld https://books.google[...] IDG Enterprise 1990-10-22
_[5] 웹사이트 Drawing In Protected Mode https://wiki.osdev.o[...] 2020-12-20
_[6] 웹사이트 Famous Graphics Chips: IBM's VGA. The VGA was the most popular graphics chip ever https://www.computer[...] 2020-04-13
_[7] 뉴스 Product Comparison - Super VGA Boards https://books.google[...] 1991-04-15
_[8] 서적 HWM https://books.google[...] SPH Magazines 2007-04
_[9] 웹사이트 Famous Graphics Chips: IBM's VGA {{!}} IEEE Computer Society https://www.computer[...] 2019-03-12
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_[11] 웹사이트 THE IBM PERSONAL SYSTEM/2 (TM) DISPLAY ADAPTER, THE IBM PERSONAL SYSTEM/2 DISPLAY ADAPTER 8514/A AND https://www-01.ibm.c[...] 2020-08-16
_[12] 뉴스 IBM VGA Adapter Card: 256K Video RAM, 17 Display Modes https://books.google[...] 1987-12-22
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_[14] 웹사이트 Drawing In Protected Mode - OSDev Wiki https://wiki.osdev.o[...] 2020-12-20
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_[30] 서적 Die Programmierung der EGA/VGA Grafikkarte 1990
_[31] 웹사이트 PCI BARs and other means of accessing the GPU — envytools git documentation https://envytools.re[...] 2024-07-29
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_[35] 문서 日本ではVGAの高解像度モードを標準的に使用するDOS/Vが登場し、その後からPC/AT互換機が普及したため、経緯がこれとは少し異なる。
_[36] 블로그 シリコンハウスへようこそ発掘!!あるあ・・・ねーよww http://blog.siliconh[...]
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_[46] 뉴스그룹 Re: VGA specifications ,where ? https://groups.googl[...] sci.electronics.design newsgroup 1997-11-19
_[47] 블로그 『CANARE VVBOX VESA DDC対応同軸コネクタ変換ボックスの紹介』 https://ameblo.jp/ho[...]
_[48] 블로그 『VESA DDC(EDID)ってなんだ？』 https://ameblo.jp/ho[...]