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[[Datei:TMS9918A 02.jpg|mini|Ein VDC vom Typ TMS9918A]]
Als '''Video Display [[Controller (Hardware)|Controller]]''' ('''VDC''') bezeichnet man eine [[integrierte Schaltung]], welche die unmittelbare Schnittstelle zwischen [[Datenverarbeitungsanlage]] ([[Heimcomputer]], [[Spielkonsole]] etc.) und grafischer Ausgabe/Bildgeber, also z. B. [[Computermonitor|Monitor]] oder [[Fernsehgerät]], realisiert. Seine Aufgabe ist es, den Bildgeber anzusteuern.

== Unterfunktionseinheiten ==
[[Datei:NECuPD7220BlockDiagram.svg|mini|hochkant=1.4|Blockdiagramm eines VDC vom Typ uPD7220]]
=== Bildpuffer ===
Der [[Bildpuffer]] ist die Hauptschnittstelle zwischen dem Video Display Controller und dem Bildgeber, also der [[CPU]] oder [[Grafikprozessor|GPU]]. Er ist eine beliebige Art von [[Random-Access Memory|Direktzugriffsspeicher]] zum Schreiben und Lesen. Seine Größe bestimmt die maximale [[Bildauflösung|Bild-]] und [[Farbtiefe (Computergrafik)|Farbauflösung]].

Bei sehr frühen [[Grafikkarte]]n hatte der [[Löten|verlötete]] Direktzugriffsspeicher lediglich den Zweck, als Bildschirmpuffer zu dienen. Man konnte also schon allein anhand seiner Größe die maximale mögliche Bild- und Farbauflösung ausrechnen. Ein [[Rastergrafik|Rasterbild]]
* mit 320×240 Bildpunkten bei 8 [[bit]] Farbauflösung benötigt 76.800 [[Byte]]s an Speicher
* mit 640×480 [[Pixel|Bildpunkten]] bei 24 bit benötigt 921.600 Bytes
* mit 1024×768 Bildpunkte bei 24 bit benötigt 2.359.296 Bytes.
Wenn [[Doppelpufferung|''double-'']] oder [[Dreifachpufferung|''triple-buffering'']] eingesetzt wird, so wird jeweils doppelt bzw. dreifach so viel Speicher benötigt.

Moderne Grafikprozessoren können weit mehr, große Speichermengen werden für Zwischenberechnungen oder [[Textur (Computergrafik)|Texturen]] benötigt. Ein Teil dieses riesigen Grafikspeichers wird als Bildpuffer genutzt; es ist nicht vorteilhaft dafür einen extra Speicher anzubinden.

Schon anhand der Farbauflösung von z. B. 8 bit kann man erahnen, dass der Bildschirm ebenfalls eine Schnittstelle benötigt, nämlich die Schnittstelle zum [[Eingabegerät]]. 8 bit Farbtiefe bedeutet 28 = 256 mögliche Farben pro Bildpunkt. Der Monitor hat aber überhaupt keine Bildpunkte, sondern jeder Bildpunkt setzt sich zusammen aus 3 Unterbildpunkten (''Sub-Pixels'') für die Farben Rot, Grün und Blau; d. h. etwas im oder vor dem Monitor muss aus den 8 bit Farbinformation pro Bildpunkt [[Farbwert]]e für die Unterbildpunkte errechnen oder [[Indizierte Farben|einer Tabelle entnehmen]].

=== Logik-Einheit ===
Die Logik-Einheit liest die [[Bilddaten]], die von der CPU oder dem GCA in den Bildpuffer geschrieben wurden, wieder aus und schickt sie an den PHY (s. u.).

Diese Daten benötigen [[Metainformation]]en: Bildauflösung und Farbtiefe. Außerdem muss klar sein, in welchem Format (z. B. RGBA8888, ARGB8888 etc.) die einzelnen Pixel [[kodiert]] sind.

Die Logik-Einheit kann den Bildgeber u. U. auch ansteuern und z. B. die gewünschte Bildschirmauflösung, Farbtiefe und [[Bildwiederholrate]] einstellen. Dies ist bei sämtlich modernen Monitoren vorgesehen.

Falls ein Bild gleichzeitig auf mehreren Monitoren ausgegeben werden kann und soll, wird die gewünschte [[Konfiguration (Computer)|Konfiguration]] von der Logik-Einheit gewährleistet.

=== Pre-PHY ===
Je nachdem, gemäß welcher [[Spezifikation]] mit dem Bildgeber kommuniziert wird, müssen die Daten entsprechend aufbereitet werden. So muss u. U. das vorliegende Farbformat, etwa RGBA8888, in ein anderes Farbformat, z. B. in YCBCR 4:4:4, umgewandelt werden. Übliche Schnittstellen sind [[VGA-Anschluss|VGA]], [[Digital Visual Interface|DVI]], [[High Definition Multimedia Interface|HDMI]] oder [[DisplayPort]].

Falls eine analoge elektronische Schnittstelle unterstützt wird, muss der [[RAMDAC]] das [[Digitalsignal|digitale Signal]] in ein analoges umwandeln. Die [[Frequenz]] des RAMDACs kann die maximal mögliche Bildauflösung und Bildwiederholungsrate begrenzen.

=== PHY ===
Dieser [[Funktionsblock]] erzeugt aus den bei ihm ankommenden Daten ein Signal, welches z. B. nach [[Low Voltage Differential Signaling]] oder [[Transition-Minimized Differential Signaling]] spezifiziert ist. Dieses Signal wird über ein Kabel zum Bildgeber geschickt.

=== Extended Display Identification Data-Leser (EDID-Leser) ===
[[Polling (Informatik)|Pollt]] Daten vom Monitor.

== Geschichte ==
Alte Grafikkarten beinhalteten einen Chip, welcher nur einen Video Display Controller implementierte. Ein moderner Grafikprozessor (GPU) beinhaltet auch einen ''Display Controller'', auch ''Display Engine'' genannt, der jedoch nur einen verschwindend geringen Anteil der gesamten [[Die (Halbleitertechnik)|Die]]-Fläche belegt.

Der VDC war der Hauptbestandteil der Logik zur Generierung des [[Videosignal]]s, aber manchmal gibt es auch andere unterstützende Chips wie [[Random Access Memory|RAM]], um die Pixeldaten zu halten, oder [[Read Only Memory|ROM]], um [[Schriftart]]en zu speichern.

In reinen Textsystemen übernimmt der VDC die Aufgabe, aus den Zeichenwerten im [[Hauptspeicher]] und der Schriftart die Buchstaben zu erzeugen.

Einige VDCs konnten bereits einige Aufgaben mittels [[Schieberegister]]n und [[Indizierte Farben|Paletten]] selbständig erledigen; so war z. B. der Grafikprozessor des [[Nintendo Entertainment System]] für die Darstellung der [[Sprite (Computergrafik)|Sprites]] auf dem Bildschirm verantwortlich.

Wenn kein zusätzlicher [[RAMDAC]] vorhanden ist, erzeugt der VDC die Timingsignale des Videosignals, also die [[Taktsignal]]e für den [[Kathodenstrahl]] des Bildschirms.

[[Kategorie:Fernsehtechnik]]
[[Kategorie:Mikrocontroller]]

Video Display Controller - Versionsgeschichte

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