Профиль последовательного порта (SPP)

Профиль SPP (Serial Port Profile) позволяет организовать "прозрачный" беспроводной канал между двумя устройствами, которые ранее были связаны проводным последовательным интерфейсом. Встраиваемый Bluetooth-модуль осуществляет преобразование потока данных, поступающих по проводному асинхронному последовательному каналу, в беспроводной поток в соответствии с профилем SPP (Serial Port Profile). На удаленной стороне в качестве приемопередатчика Bluetooth можно использовать штатный Bluetooth-адаптер персонального компьютера или второй встраиваемый модуль.

В таком Bluetooth соединении одно из устройств является ведущим (master), а другое - ведомым (slave). На стороне компьютера располагается мастер. Поэтому для встраиваемых систем чаще всего используют Bluetooth-модули, сконфигурированные как ведомые.

Профиль последовательного порта предполагает выполнение следующих операций с устройствами Bluetooth:

· Обнаружение Bluetooth-устройств

· Установление соединения двух Bluetooth-устройств

· Передача данных в режиме "прозрачного" канала

Ведомый модуль Bluetooth при включении питания находится в состоянии “доступный для обнаружения”. Ведущий модуль при включении питания начинает поиск ведомых устройств и при нахождении свободного ведомого устройства пытается присоединиться к нему. Ведомый запрашивает PIN-код, ведущий отвечает. Если PIN-коды совпадают, то устройства обмениваются своими адресами, образуют пару и могут выполнять обмен данными. Таким образом, установление соединения происходит автоматически.

Для подключения различных устройств к персональному компьютеру через Bluetooth надо установить на компьютер порт блютуз-коннектор, который по форме выглядит как простая флешка и подключается через USB.

Рис.?????. Внешние адаптеры Bluetooth: а) класса 1; б) класса 2

http://www.studfiles.ru/preview/5341080/page:2/

 

74. Устройство LCD-монитора.

 

Жидкокристаллический дисплей (англ. liquid crystal display, LCD) — плоский дисплей на основе жидких кристаллов.

Жидкие кристаллы представляют собой вязкие органические молекулы, ко-

торые двигаются, как молекулы жидкостей, но при этом имеют структуру, как у

кристалла. Они были открыты в 1888 году и впервые стали применяться при изготовлении разнообразных дисплеев (для калькуляторов, часов и т. п.) в 1960 году. Когда молекулы расположены в одну линию, оптические качества кристалла зависят от направления и поляризации воздействующего света. При использовании электрического поля линия молекул, а следовательно, и оптические свойства меняются. Если воздействовать лучом света на жидкий кристалл, интенсивность света, исходящего из самого жидкого кристалла, может контролироваться с помощью электричества.Это свойство используется при создании индикаторных дисплеев.

Экран жидкокристаллического дисплея состоит из двух стеклянных параллельно расположенных пластин, между которыми находится герметичное пространство с жидким кристаллом. К обеим пластинам подсоединяются прозрачные электроды. Искусственный или естественный свет за задней пластиной освещает экран изнутри. Электроды, подведенные к пластинам, используются для того, чтобы создать электрические поля в жидком кристалле. На различные части экрана воздействует разное напряжение, что и позволяет строить изображение. К передней и задней пластинам экрана приклеиваются поляроиды, поскольку технологически дисплей требует поляризованного света.

В настоящее время используются различные типы жк дисплеев, рассмотрим дисплей со скрученным нематиком (Twisted Nematic, TN). В этом дисплее на задней пластине находятся крошечные горизонтальные желобки, а на передней — крошечные вертикальные желобки, как показано на рис. 2.28, б. При отсутствии электрического поля молекулы направляются к этим желобкам. Так как они (желобки) расположены перпендикулярно друг к другу, молекулы жидкого кристалла оказываются скрученными на 90°.

На задней пластине дисплея находится горизонтальный поляроид. Он про-

пускает только горизонтально поляризованный свет. На передней пластине дис-

плея находится вертикальный поляроид. Он пропускает только вертикально

поляризованный свет. Если бы между пластинами не было жидкого кристалла,

горизонтально поляризованный свет, пропущенный поляроидом на задней пла-

стине, блокировался бы поляроидом на передней пластине, что делало бы экран

полностью черным.

Однако скрученная кристаллическая структура молекул, сквозь которую про-

ходит свет, меняет плоскость поляризации света. При отсутствии электрического поля весь жидкокристаллический экран светится. Если подавать напряжение

к определенным частям пластины, скрученная структура разрушается, блокируя

прохождение света в этих частях. Для подачи напряжения обычно используются два подхода. В пассивном матричном индикаторе на обоих электродах провода располагаются параллельно друг другу. Например, на дисплее размером 640 х 480 электрод задней пластины содержит 640 вертикальных проводов, а электрод передней пластины — 480 горизонтальных проводов. Если подавать напряжение на один из вертикальных проводов, а затем посылать импульсы на один из горизонтальных, можно изменить напряжение в определенной позиции пиксела и, таким образом, сделать нужную точку темной. Обычно изображение на экране перерисовывается 60 раз в секунду, чтобы создавалось впечатление постоянной картинки

Второй подход — применение активного матричного индикатора. Он дает изображение лучшего качества. Вместо двух наборов перпендикулярно рас-

положенных проводов у активного матричного индикатора на одном из электро-

дов имеется крошечный переключатель в каждой позиции пиксела. Меняя со-

стояние переключателей, можно создавать на экране произвольную комбинацию

напряжений в зависимости от комбинации битов. Эти переключатели называ-

ются тонкопленочными транзисторами (Thin Film Transistor, TFT), а плоские

экраны, в которых они используются, — TFT-дисплеями. На основе технологии

TFT теперь производится подавляющее большинство ноутбуков и автономных

жидкокристаллических мониторов.

Что касается цветных мониторов, достаточно сказать, что они работают на основе тех же общих принципов, что и монохромные, но детали гораздо сложнее. Чтобы разделить белый цвет на красный, зеленый и синий, в каждой позиции пиксела используются оптические фильтры, поэтому эти цвета могут отображаться независимо друг от друга. Из сочетания этих трех основных цветов можно получить любой цвет.

 

75. Видеокарта и видеосистема. GPU. 3D API. Шейдеры.

 

Для визуального отображения информации используется видеосистема компьютера, включающая монитор (дисплей) видеоадаптер и программное обеспечение (драйверы видеосистемы). Монитор см вопр 74 видеокарта см вопр 20, 50

 

Графический процессор (англ. graphics processing unit, GPU) — отдельное устройство персонального компьютера, выполняющее графический рендеринг. Современные графические процессоры очень эффективно обрабатывают и отображают компьютерную графику. Благодаря специализированной конвейерной архитектуре они намного эффективнее в обработке графической информации, чем типичный центральный процессор. Графический процессор в современных видеоадаптерах применяется в качестве ускорителя трёхмерной графики.

Может применяться как в составе дискретной видеокарты, так и в интегрированных решениях (встроенных в северный мост либо в гибридный процессор).

Отличительными особенностями по сравнению с ЦП являются:

· архитектура, максимально нацеленная на увеличение скорости расчёта текстур и сложных графических объектов;

· ограниченный набор команд.

архитектура CPU предполагает последовательную обработку информации, то GPU исторически предназначался для обработки компьютерной графики, поэтому рассчитан на м+ассивно параллельные вычисления^[1].

3D-акселераторы – видеоадаптеры, способные ускорять операции трехмерной графики. Для поддержки функций 3D-ускорителя существует несколько интерфейсов прикладного программирования, или API (Application Program Interface), позволяющих приложению стандартным образом использовать возможности 3D-ускорителя. На сегодняшний день существует множество таких интерфейсов, среди которых наиболее известны Direct3D (Microsoft), OpenGL (Silicon Graphics), Glide (3Dfx), 3DR (Intel), Heidi (Autodesk), RenderGL (Intergraph).

В настоящее время наиболее известны 3D-ускорители на чипсетах nVidia GeForce, nVidiaRiva TNT2, 3Dfx Voodoo, ATI Rage 128 Pro, ATI Radeon, Matrox G400 (G450), S3 Savage4 (Savage2000). На базе этих чипсетов производятся собственно видеокарты.

Ше́йдер (англ. shader — затеняющая программа) — компьютерная программа, предназначенная для исполнения процессорами видеокарты (GPU). Шейдеры составляются на одном из специализированных языков программирования (см. ниже) и компилируются в инструкции для GPU.

Программы, работающие с трёхмерной графикой и видео (игры, GIS, CAD, CAM и др.), используют шейдеры для определения параметров геометрических объектов или изображения, для изменения изображения (для создания эффектов сдвига, отражения, преломления, затемнения с учётом заданных параметров поглощения и рассеяния света, для наложения текстур на геометрические объекты и др.).

Типы шейдеров ]

Сначала видеокарты оснащали несколькими специализированными процессорами, поддерживающими разные наборы инструкций. Шейдеры делили на три типа в зависимости от того, какой процессор будет их исполнять (в зависимости от того, какие наборы инструкций доступны):

• вершинные (англ. vertex shader); оперирует данными, связанными с вершинами многогранников, например, с координатами вершины (точки) в пространстве, с цветом вершины, с вектором касательной, с вектором нормали. может использоваться для видового и перспективного преобразования вершин, для расчёта освещения и т. д.
• геометрические (англ. geometry shader); способен обработать не только одну вершину, но и целый примитив. Примитивом может быть отрезок (две вершины) и треугольник (три вершины), Геометрический шейдер способен генерировать примитивы «на лету» (не задействуя при этом центральный процессор).
• пиксельные или фрагментные (англ. pixel shader). работает с фрагментами растрового изображения и с текстурами — обрабатывает данные, связанные с пикселями (например, цвет, глубина, текстурные координаты). используется на последней стадии графического конвейера для формирования фрагмента изображения.

Затем видеокарты стали оснащать универсальными процессорами (GPU), поддерживающими наборы инструкций всех трёх типов шейдеров (унифицировали шейдерную архитектуру). Деление шейдеров на типы сохранилось для описания назначения шейдера.

 

Достоинства:

• возможность составления любых алгоритмов (гибкость, упрощение и удешевление цикла разработки программы, повышение сложности и реалистичности визуализируемых сцен);
• повышение скорости выполнения (по сравнению со скоростью выполнения того же алгоритма, исполняемого на центральном процессоре).

Недостатки:

• необходимость изучения нового языка программирования;
• существование различных наборов инструкций для GPU разных производителей.