DE102013020484A1 - Device for transmission of network data to e.g. telephone, has graphic processing unit affixing pointer on general computing data to texture in texture data, where computing data is produced by general computation that is executed by unit - Google Patents
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Abstract
Description
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Gebiet der ErfindungField of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Kommunikation und insbesondere ein Gerät, ein System und ein Verfahren zur Übertragung von Netzwerkdaten.The present invention relates generally to the field of communications, and more particularly to an apparatus, system and method for transmitting network data.
Eine Grafikkarte, die eine der grundlegenden Komponenten eines Personalcomputers ist, übernimmt die Aufgabe der Ausgabe von Grafik, so dass diese angezeigt wird. Eine grafische Verarbeitungseinheit (GPU), der Kern einer Grafikkarte, entscheidet im Wesentlichen über das Leistungsverhalten der Grafikkarte. Anfänglich wurde die GPU hauptsächlich zur Erzeugung von Grafik verwendet, jedoch ist mit der Entwicklung der Programmierfähigkeit und des Leistungsverhaltens der GPU diese nicht mehr länger auf die grafische Verarbeitung beschränkt, sondern diese tritt zunehmend in das Gebiet der Hochleistungsberechnungen (HPC) ein.A graphics card, which is one of the basic components of a personal computer, takes on the task of outputting graphics so that it is displayed. A graphics processing unit (GPU), the core of a graphics card, essentially decides on the performance of the graphics card. Initially, the GPU was primarily used to generate graphics, but with the development of the programmability and performance of the GPU, it is no longer limited to graphics processing, but increasingly enters the field of high performance computing (HPC).
Wenn die GPU für allgemeine Berechnungen verwendet wird, ist es für gewöhnlich erforderlich, dass Daten, die von der GPU verarbeitet werden, zu einer entfernten externen Einrichtung über ein Netzwerk für die Weiterverarbeitung übertragen werden. Ein aktuelles Verfahren zur Übertragung derartiger Netzwerkdaten umfasst die folgenden Schritte. Zunächst werden ursprüngliche Daten von der GPU berechnet und dann werden die berechneten Ergebnisdaten in einem Videospeicher gespeichert. Die zentrale Recheneinheit (CPU) kopiert die berechneten Ergebnisdaten in dem Videospeicher in einen externen Speicher eines Computersystems. Die CPU überträgt die berechneten Ergebnisdaten an eine entfernte externe Einrichtung über ein Netzwerk auf der Grundlage eines Kommunikationsprotokolls. Während des vorgenannten Übertragungsvorgangs können gegebenenfalls Speicherressourcen und CPU-Ressourcen des Computersystems verschwendet werden, und die Verzögerung im Übertragungsprozess nimmt zu. Ferner ist ein PCIE-Bus für die Übertragung erforderlich und die Bandbreite des PCIE-Busses ist begrenzt. Damit kann die Nachfrage nach Geräten mit größerer Bandbreite für einige Anwendungen, etwa für Anwendungen mit Videostromverarbeitung, digitale Modulation, Software-Funk, Radarsysteme, Computertomographie und Ultraschall-Abbildung, usw., nicht erfüllt werden. Da die Verzögerung auf dem PCIE-Bus nicht behoben ist, kann die Eingabe und die Ausgabe von Daten in den Videospeicher nicht synchronisiert werden, wodurch die Geschwindigkeit der Verarbeitung der allgemeinen Rechendaten der GPU direkt beeinflusst wird.When the GPU is used for general computation, it is usually required that data processed by the GPU be transferred to a remote external device via a network for further processing. A current method for transmitting such network data includes the following steps. First, original data is calculated by the GPU and then the calculated result data is stored in a video memory. The central processing unit (CPU) copies the calculated result data in the video memory into an external memory of a computer system. The CPU transmits the calculated result data to a remote external device via a network based on a communication protocol. During the aforementioned transfer operation, memory resources and CPU resources of the computer system may be wasted, and the delay in the transfer process increases. Further, a PCIE bus is required for transmission and the bandwidth of the PCIE bus is limited. This can not meet the demand for higher bandwidth devices for some applications such as video stream processing applications, digital modulation, software radios, radar systems, computed tomography and ultrasound imaging, etc. Since the delay on the PCIE bus is not resolved, the input and output of data to the video memory can not be synchronized, which directly affects the speed of GPU general data processing.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNGOVERVIEW OF THE INVENTION
Daher besteht auf diesem Gebiet der Technik ein Bedarf, die Verzögerung bei Übertragungsprozessen von Netzwerkdaten zu reduzieren und Ressourcen des Computersystems einzusparen.Therefore, there is a need in the art for reducing the delay in network data transmission processes and conserving computer system resources.
In einer Ausführungsform ist ein Gerät bzw. eine Einrichtung zur Übertragung von Netzwerkdaten offenbart. Das Gerät umfasst ein Datenverarbeitungsmodul, das ausgebildet ist, ein Datensignal in einem TMDS-(übergangsminimierte Differenzsignalgebung)Signal, das über eine digitale Video-Schnittstelle (DVI) einer Grafikkarte ausgegeben wird, in Netzwerkdaten für eine Übertragung über ein Netzwerk umzuwandeln. Das Gerät umfasst ferner einen Netzwerk-Sender zum Empfang der Netzwerkdaten und zur Übertragung der Netzwerkdaten an ein externes Gerät über das Netzwerk. Das Datensignal wird erzeugt, indem Texturdaten, die von einer GPU der Grafikkarte erzeugt werden, durch einen digitalen Video-Sender der Grafikkarte kodiert werden. Die Texturdaten werden erzeugt, indem ein Zeiger auf die allgemeinen Rechendaten, die in einem Gerätespeicher der Grafikkarte gespeichert sind, von der GPU an eine Textur angeheftet wird. Die allgemeinen Rechendaten werden durch allgemeine Berechnung, die von der GPU ausgeführt wird, erzeugt.In one embodiment, a device for transmitting network data is disclosed. The apparatus includes a data processing module configured to convert a data signal in TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) signal output via a digital video interface (DVI) of a graphics card into network data for transmission over a network. The device further comprises a network transmitter for receiving the network data and transmitting the network data to an external device via the network. The data signal is generated by encoding texture data generated by a GPU of the graphics card by a digital video transmitter of the graphics card. The texture data is generated by attaching a pointer to the general computational data stored in a device memory of the graphics card to a texture by the GPU. The general computational data is generated by general computation performed by the GPU.
Vorzugsweise wird ein Übertragungsvorgang für die Netzwerkdaten des Geräts von einem Steuersignal in dem TMDS-Signal gesteuert.Preferably, a transmission process for the network data of the device is controlled by a control signal in the TMDS signal.
Vorzugsweise wird das Gerät zumindest teilweise von einem Leistungssignal in dem TMDS-Signal gespeist.Preferably, the device is at least partially powered by a power signal in the TMDS signal.
Vorzugsweise umfasst das Gerät ferner eine Leistungsschnittstelle, über welche eine externe Leistungsquelle zusätzliche elektrische Energie für das Gerät bereitstellt.Preferably, the device further comprises a power interface via which an external power source provides additional electrical power to the device.
Vorzugsweise umfasst das Datenverarbeitungsmodul einen digitalen Video-Empfänger, der ausgebildet ist, das Datensignal in parallele Daten zu dekodieren, und einen Datenwandler, der ausgebildet ist, die parallelen Daten in die Netzwerkdaten entsprechend einem Kommunikationsprotokoll umzuwandeln.Preferably, the data processing module comprises a digital video receiver configured to decode the data signal into parallel data and a data converter configured to convert the parallel data into the network data according to a communication protocol.
Vorzugsweise ist der Netzwerk-Sender ein verdrahteter Netzwerk-Sender zur Übertragung der Netzwerkdaten zu dem externen Gerät über eine verdrahtete Verbindung.Preferably, the network transmitter is a wired network transmitter for transmitting the Network data to the external device via a wired connection.
Vorzugsweise ist der Netzwerk-Sender ein drahtloser Netzwerk-Sender zur drahtlosen Übertragung der Netzwerkdaten zu dem externen Gerät.Preferably, the network transmitter is a wireless network transmitter for wireless transmission of the network data to the external device.
Vorzugsweise umfasst der Netzwerk-Sender einen verdrahteten Netzwerk-Sender und einen drahtlosen Netzwerk-Sender, und das Datenverarbeitungsmodul ist ferner ausgebildet, die Netzwerkdaten, die an das externe Gerät zu senden sind, über den verdrahteten Netzwerk-Sender oder den drahtlosen Netzwerk-Sender zu steuern.Preferably, the network transmitter comprises a wired network transmitter and a wireless network transmitter, and the data processing module is further configured to transmit the network data to be transmitted to the external device via the wired network transmitter or the wireless network transmitter Taxes.
Vorzugsweise umfasst das Datenverarbeitungsmodul ein Verschlüsselungsmodul, das ausgebildet ist, die Netzwerkdaten zu verschlüsseln, bevor die Netzwerkdaten von dem Netzwerk-Sender empfangen werden.Preferably, the data processing module comprises an encryption module configured to encrypt the network data before the network data is received by the network transmitter.
Vorzugsweise umfasst das Datenverarbeitungsmodul einen erweiterten Anzeigeidentifizierungs-Datenspeicher (EDID ROM) zur Speicherung virtueller Anzeigeninformation, so dass die Grafikkarte die virtuelle Anzeigeninformation über die DVI ausliest und einen Übertragungsparameter des TMDS-Signals entsprechend der virtuellen Anzeigeninformation ermittelt.The data processing module preferably comprises an extended display identification data memory (EDID ROM) for storing virtual display information, so that the graphics card reads out the virtual display information via the DVI and determines a transmission parameter of the TMDS signal in accordance with the virtual display information.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein System zur Übertragung von Netzwerkdaten präsentiert. Das System umfasst ein oder mehrere Subsysteme zur Übertragung von Netzwerkdaten, wobei jedes eine Grafikkarte und ein Gerät bzw. eine Einrichtung zur Übertragung von Netzwerkdaten aufweist. Die Grafikkarte umfasst einen Gerätespeicher zur Speicherung allgemeiner Rechendaten und einer Textur. Die Grafikkarte umfasst ferner eine GPU, die ausgebildet ist, eine allgemeine Berechnung auszuführen, um die allgemeinen Rechendaten zu erzeugen, und einen Zeiger auf die allgemeinen Rechendaten an die Textur anzuheften, um Texturdaten zu erzeugen. Die Grafikkarte umfasst ferner einen digitalen Video-Sender zur Kodierung der Texturdaten, um ein Datensignal in einem TMDS-Signal zu erzeugen, und zur Ausgabe des TMDS-Signals an das Gerät über eine DVI der Grafikkarte. Das Gerät umfasst ferner ein Datenverarbeitungsmodul, das ausgebildet ist, das Datensignal in Netzwerkdaten zur Übertragung über ein Netzwerk umzuwandeln. Das Gerät umfasst ferner einen Netzwerk-Sender zum Empfang der Netzwerkdaten und zur Übertragung der Netzwerkdaten an ein externes Gerät über das Netzwerk.In another embodiment, a system for transmitting network data is presented. The system includes one or more subsystems for transmitting network data, each having a graphics card and a device for transmitting network data. The graphics card includes a device memory for storing general computational data and a texture. The graphics card further includes a GPU configured to perform a general computation to generate the general computational data and to attach a pointer to the general computational data to the texture to generate texture data. The graphics card further includes a digital video transmitter for encoding the texture data to produce a data signal in a TMDS signal and for outputting the TMDS signal to the device via a DVI of the graphics card. The apparatus further includes a data processing module configured to convert the data signal into network data for transmission over a network. The device further comprises a network transmitter for receiving the network data and transmitting the network data to an external device via the network.
Vorzugsweise beinhaltet das TMDS-Signal ein Steuersignal, um einen Vorgang einer Netzwerkdatenübertragung des Geräts zu steuern.Preferably, the TMDS signal includes a control signal to control a process of network data transmission of the device.
Vorzugsweise umfasst das TMDS-Signal ein Leistungssignal, das zu dem Gerät über die DVI übertragen wird, um das Gerät zumindest teilweise zu speisen.Preferably, the TMDS signal comprises a power signal transmitted to the device via the DVI to at least partially power the device.
Vorzugsweise umfasst das Gerät ferner eine Leistungsschnittstelle, über die eine externe Leistungsquelle zusätzliche elektrische Energie dem Gerät zuleitet.Preferably, the device further comprises a power interface, via which an external power source supplies additional electrical energy to the device.
Vorzugsweise umfasst das Datenverarbeitungsmodul einen digitalen Video-Empfänger, der ausgebildet ist, das Datensignal in parallele Daten zu dekodieren, und einen Datenwandler, der ausgebildet ist, die parallelen Daten in die Netzwerkdaten entsprechend einem Kommunikationsprotokoll umzuwandeln.Preferably, the data processing module comprises a digital video receiver configured to decode the data signal into parallel data and a data converter configured to convert the parallel data into the network data according to a communication protocol.
Vorzugsweise ist der Netzwerk-Sender ein verdrahteter Netzwerk-Sender zur Übertragung der Netzwerkdaten an das externe Gerät über eine verdrahtete Verbindung.Preferably, the network transmitter is a wired network transmitter for transmitting the network data to the external device via a wired connection.
Vorzugsweise ist der Netzwerk-Sender ein drahtloser Netzwerk-Sender zur drahtlosen Übertragung der Netzwerkdaten an das externe Gerät.Preferably, the network transmitter is a wireless network transmitter for wireless transmission of the network data to the external device.
Vorzugsweise umfasst der Netzwerk-Sender einen verdrahteten Netzwerk-Sender und einen drahtlosen Netzwerk-Sender, und das Datenverarbeitungsmodul ist ferner ausgebildet, die an das externe Gerät zu übertragenden Netzwerkdaten durch den verdrahteten Netzwerk-Sender oder den drahtlosen Netzwerk-Sender zu steuern.Preferably, the network transmitter comprises a wired network transmitter and a wireless network transmitter, and the data processing module is further configured to control the network data to be transmitted to the external device through the wired network transmitter or the wireless network transmitter.
Vorzugsweise enthält das Datensignal ein vertikales Synchronisier-(VSYNC)-Signal, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit der GPU zu steuern.Preferably, the data signal includes a vertical synchronizing (VSYNC) signal to control the processing speed of the GPU.
Schließlich ist in einer anderen Ausführungsform ein Verfahren zu Übertragung von Netzwerkdaten offenbart. Das Verfahren umfasst: Ausführen einer allgemeinen Berechnung, um allgemeine Rechendaten zu erzeugen, und Anheften eines Zeigers auf die allgemeinen Rechendaten an eine Textur, um Texturdaten mittels einer GPU einer Grafikkarte zu erzeugen, wobei die allgemeinen Rechendaten und die Textur in einem Gerätespeicher der Grafikkarte gespeichert werden; Kodieren der Texturdaten, um ein Datensignal in einem TMDS-Signal zu erzeugen, und Ausgeben des TMDS-Signals an ein Gerät zu Übertragung von Netzwerkdaten über eine DVI der Grafikkarte durch einen digitalen Video-Sender der Grafikkarte; Umwandeln des Datensignals in Netzwerkdaten zur Übertragung über ein Netzwerk durch ein Datenverarbeitungsmodul des Geräts; und Empfangen der Netzwerkdaten und Übertragen der Netzwerkdaten an ein externes Gerät über das Netzwerk durch einen Netzwerk-Sender des Geräts.Finally, in another embodiment, a method for transmitting network data is disclosed. The method comprises: performing a general computation to generate general computational data, and pinning a pointer to the general computational data to a texture to generate texture data by means of a GPU of a graphics card, wherein the general computational data and the texture are stored in a device memory of the graphics card become; Encoding the texture data to generate a data signal in a TMDS signal, and outputting the TMDS signal to a device for transmitting network data via a DVI of the graphics card through a digital video transmitter of the graphics card; Converting the data signal into network data for transmission over a network through a data processing module of the device; and receiving the network data and transmitting the network data to an external device via the network through a network transmitter of the device.
Die von der vorliegenden Technik bereitgestellte Technik kann die Verzögerung während der Übertragung allgemeiner Rechendaten einer GPU an ein externes Gerät über ein Netzwerk reduzieren, kann Ressourcen des Computersystems einsparen und kann die Forderung nach einen externen Gerät mit großer Bandbreite erfüllen. The technique provided by the present technique can reduce the delay during the transmission of generic computation data of a GPU to an external device over a network, can save resources of the computer system, and can meet the demand for a high bandwidth external device.
Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend detailliert in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen beschrieben.Advantages and features of the present invention will be described in detail below in conjunction with the accompanying drawings.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Um die Vorteile der Erfindung besser verstehen zu können, wird nunmehr eine detaillierte Beschreibung der Erfindung, die zuvor kurz zusammengefasst ist, mit Bezugnahme zu speziellen Ausführungsformen angegeben, die in den angefügten Zeichnungen dargestellt sind. Mit dem Verständnis, dass diese Zeichnungen nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und daher nicht als Einschränkung für ihren Schutzbereich gedacht sind, wird nunmehr die Erfindung mit zusätzlicher Genauigkeit und im Detail unter Verwendung der begleitenden Zeichnungen beschrieben und erläutert.In order to better understand the advantages of the invention, a detailed description of the invention, briefly summarized above, will now be given with reference to specific embodiments shown in the attached drawings. With the understanding that these drawings illustrate only typical embodiments of the invention and are therefore not intended to be limiting of its scope, the invention will now be described and illustrated with additional accuracy and detail by reference to the accompanying drawings.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
In der folgenden Erläuterung werden Details angegeben, um ein gründlicheres Verständnis der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch ohne eines oder mehrere dieser Details realisiert werden, wie der Fachmann erkennt. Gewisse Beispiele sind ohne genauere Erläuterung technischer Merkmale dargestellt, die im Wissensbereich des Fachmanns liegen, um eine Konfusion mit der vorliegenden Erfindung zu vermeiden.In the following discussion, details are set forth in order to provide a more thorough understanding of the present invention. However, the present invention may be practiced without one or more of these details, as those skilled in the art will recognize. Certain examples are presented without further explanation of technical features which are within the purview of those skilled in the art to avoid confusion with the present invention.
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Gerät bzw. eine Einrichtung zur Übertragung von Netzwerkdaten.
Das von der Grafikkarte ausgegebene Datensignal kann von dem Datenverarbeitungsmodul
Alternativ kann der Vorgang einer Netzwerkdatenübertragung des Geräts
Alternativ kann das Gerät
Alternativ kann das Gerät
Alternativ kann das Datenverarbeitungsmodul
Alternativ kann das Datenverarbeitungsmodul
Alternativ kann das Datenverarbeitungsmodul
Alternativ kann der Netzwerk-Sender
Alternativ kann der Netzwerk-Sender
Alternativ kann der Netzwerk-Sender
Der Fachmann versteht, dass das oben genannte Gerät
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zu Übertragung von Netzwerkdaten ebenfalls offenbart. Das System umfasst ein oder mehrere Subsysteme zur Übertragung von Netzwerkdaten.
Alternativ kann das TMDS-Signal auch ein Steuersignal enthalten, um eine Netzwerkdatenübertragung des Geräts
Alternativ kann das TMDS-Signal ferner ein Leistungssignal enthalten, das an das Gerät
Alternativ kann das Datensignal in dem TMDS-Signal ferner ein VSYNC-Signal enthalten, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit der GPU
Alternativ kann die DVI
Das Datenverarbeitungsmodul und der Netzwerk-Sender, die in dem vorgenannten System enthalten sind, um Netzwerkdaten zu übertragen, sind in der Beschreibung von Ausführungsformen des Geräts zur Übertragung von Netzwerkdaten dargestellt. Der Kürze halber wird eine detailliertere Beschreibung hier weggelassen. Der Fachmann kann jedoch diesen speziellen Aufbau und die Betriebsweise mit Bezug zu
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Übertragung von Netzwerkdaten offenbart.
Die Grafikkarte und das Gerät, die in dem zuvor genannten Verfahren zur Übertragung von Netzwerkdaten beteiligt sind, sind in der Beschreibung im Hinblick auf Ausführungsformen des Systems zur Übertragung von Netzwerkdaten beschrieben. Der Kürze halber wird daher eine detaillierte Beschreibung weggelassen. Er Fachmann versteht den speziellen Aufbau und die Betriebsweise dieser Komponenten mit Bezug zu
Die vorhergehende Beschreibung ist zum Zwecke der Erläuterung mit Bezug zu speziellen Ausführungsformen angegeben. Jedoch ist nicht beabsichtigt, dass die anschaulichen Erläuterungen, die zuvor angegeben sind, umfassen sind, oder dass diese die Erfindung auf die genaue offenbarte Form beschränken sollen.The foregoing description is given by way of explanation with reference to specific embodiments. However, it is not It is intended that the illustrative explanations given above be included, or that they limit the invention to the precise form disclosed.
Es sind viele Modifizierungen und Variationen im Hinblick auf die obigen Lehren möglich. Die Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um die Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendungen am Besten zu erläutern, und damit andere Fachleute in die Lage zu versetzen, die Erfindung und diverse Ausführungsformen mit diversen Modifizierungen, wie sie für die spezielle betrachtete Anwendung am besten geeignet sind, umzusetzen.Many modifications and variations are possible in light of the above teachings. The embodiments have been chosen and described to best explain the principles of the invention and its practical applications, and to enable others skilled in the art to practice the invention and various embodiments with various modifications as best suited to the particular application contemplated are to implement.
Es sind somit Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Obwohl die vorliegende Offenbarung in speziellen Ausführungsformen beschrieben worden ist, sollte beachtet werden, dass die Erfindung nicht als durch derartige Ausführungsformen eingeschränkt beachtet werden sollte, sondern sie sollte nur im Lichte der nachfolgenden Patentansprüche betrachtet werden.Thus, embodiments of the invention are described. Although the present disclosure has been described in specific embodiments, it should be noted that the invention should not be considered as limited by such embodiments, but should be considered only in light of the claims which follow.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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