CN100541600C - 动态多显示器配置 - Google Patents

Abstract

一种用于修改一个或一个以上图形适配器和一个或一个以上显示器的配置而无需重新启动系统的系统和方法允许用户在不同的图形适配器/显示器配置之间快速转换。单个显示器驱动器在操作系统与所述一个或一个以上图形装置之间介接。所述显示器驱动器重新配置所述一个或一个以上图形装置以改变适配器/显示器配置而无需关闭或重新启动所述系统。与由操作系统执行的常规的系统重新启动不同，所述显示器驱动器在所述重新配置期间核实没有存储器泄漏或错误情况。

Description

动态多显示器配置

技术领域

本发明的实施例大体上涉及配置图形显示装置，且更确切地说涉及当在一系统中安装有多个图形适配器时配置显示装置。

背景技术

常规的包含一个或一个以上图形适配器的图形处理系统需要被重新启动以针对不同的适配器/显示器配置来重新配置图形适配器。举例来说，重新启动主机计算机，以从其中第一图形适配器为第一显示器提供输出且第二图形适配器为第二显示器提供输出的第一适配器/显示器配置改变成其中第一图形适配器和第二图形适配器经配置以为第一显示器提供输出且第一图形适配器或第二图形适配器经配置以为第二显示器提供输出的第二适配器/显示器配置。与使用单个图形适配器来产生复杂图像相比，使用两个图形适配器为单个显示器提供输出适合于以改进的性能为单个显示器产生复杂图像。

可使用单个显示器驱动器来在主机计算机上运行的操作系统(OS)与第一图形装置和第二装置之间介接。或者，可使用单独的显示器驱动器来在主机计算机上运行的操作系统(OS)与每一图形装置之间介接。当用户要求改变适配器/显示器配置时，OS会起始停机以便重新配置图形装置和显示器。在重新配置图形装置和显示器之后，OS重新启动系统。当系统被重新启动时，OS关闭所有应用程序和显示器驱动器，并重新启动应用程序和显示器驱动器。重新启动要求许多时钟循环来完成，且通常被用户避免。

因此，需要在无需重新启动系统的情况下使得用户能够改变适配器/显示器配置。

发明内容

本发明涉及用于动态地改变适配器/显示器配置的新的系统和方法。在无需重新启动系统的情况下执行一个或一个以上图形适配器和一个或一个以上显示器的配置，从而允许用户在不同的图形适配器/显示器配置之间迅速转换。单个显示器驱动器可在操作系统与所述一个或一个以上图形适配器之间介接。显示器驱动器对所述一个或一个以上图形适配器进行重新配置以改变适配器/显示器配置，而无需关闭系统。与由操作系统执行的常规的系统关闭不同，显示器驱动器在重新配置期间核实没有存储器泄漏或错误情况。

本发明的各种实施例包含第一显示装置、第二显示装置、经配置以向第一显示装置提供图像数据的第一图形适配器、第二图形适配器和显示器驱动器。第二图形适配器可经配置以通过第一图形适配器向第一显示装置提供图像数据，或者向第二显示装置提供图像数据。显示器驱动器经配置以将第一显示装置、第二显示装置、第一图形适配器和第二图形适配器的配置从第一配置改变成第二配置，而无需关闭多图形适配器处理系统。

本发明的用于改变多图形适配器处理系统的配置的方法的各种实施例包含：确定配置规定是启用还是禁用多图形适配器处理系统中的第一图形适配器与第二图形适配器之间的交错互连接口(Scalable Link Interface)；并在无需关闭多图形适配器处理系统的情况下从第一图形适配器和第二图形适配器的第一配置改变成第一图形适配器和第二图形适配器的第二配置，其中所述第二配置由配置规定来界定。

附图说明

为了能详细了解本发明的上述特征，可参看实施例阅读对以上概述的本发明的更具体的描述，附图中说明了这些实施例中的一些实施例。然而，应注意，附图只说明本发明的典型实施例，且因此不应认为其限制本发明的范围，因为本发明可容许其它同样有效的实施例。

图1A是根据本发明一个或一个以上方面的多图形适配器处理系统的示范性实施例的方框图。

图1B和1C是根据本发明一个或一个以上方面的图1A的多图形适配器处理系统的其它配置的方框图。

图2是展示根据本发明一个或一个以上方面的在控制面板、显示器驱动器和图形子系统之间的通信的概念图。

图3A是根据本发明一个或一个以上方面的用于动态地改变适配器/显示器配置的方法的示范性实施例。

图3B是根据本发明一个或一个以上方面的用于执行图3A中展示的步骤312的方法的示范性实施例。

图3C是根据本发明一个或一个以上方面的用于执行图3A中展示的步骤314的方法的示范性实施例。

具体实施方式

在以下描述中，阐述多个特定细节以提供对本发明的更彻底的了解。然而，所属领域的技术人员容易了解，可无需一个或一个以上这些特定细节而实践本发明。在其它实例中，不再描述众所周知的特征，以免混淆本发明。

一种用于修改一个或一个以上图形适配器和一个或一个以上显示器的配置而无需重新启动系统的系统和方法允许用户在不同的图形适配器/显示器配置之间快速转换。单个的显示器驱动器在操作系统与一个或一个以上图形适配器之间介接。因此，与在显示器驱动器与图形适配器之间可能存在一一对应关系的常规系统不同的是，应用程序无需与多个显示器驱动器通信以便向多个图形适配器分配处理。此外，当在多个图形适配器之间分配帧缓冲器时，可向应用程序呈现统一的帧缓冲器。显示器驱动器重新配置所述一个或一个以上图形适配器以改变适配器/显示器配置，而无需关闭或重新启动系统。与操作系统执行的常规的系统重新启动不同的是，显示器驱动器在重新配置期间核实没有存储器泄漏或错误情况。如同所属领域的技术人员所知，存储器泄漏是已被分派但不再需要的存储器未被适当释放的情形。当分派新的存储器时，未被释放的存储器是“泄漏”且最终此情形可导致“存储空间不足”错误和/或系统崩溃。

图1A是根据本发明一个或一个以上方面的包含多个图形装置的图形处理系统100的示范性实施例。系统100可为台式计算机、服务器、膝上型计算机、掌上计算机、平板计算机、游戏控制台、蜂窝式电话、手持装置、基于计算机的模拟器等。系统100包含主机处理器120、主存储器110和直接耦合到图形子系统180的芯片组130。图形子系统180包含切换器160和多个图形装置——图形适配器164和图形适配器165。

存储在主存储器110内的单个显示器驱动器——显示器驱动器105配置图形子系统180内的装置并在由主机处理器120和图形适配器165及164执行的应用程序之间通信。在常规的运行

OS的图形处理系统中使用两个显示器驱动器，系统中安装的每个图形适配器各使用一个。

在系统100的一些实施例中，芯片组130可包含系统存储器切换器和输入/输出(I/O)切换器，其可包含例如高级技术附件(ATA)总线、通用串行总线(USB)、外围组件接口(PCI)等若干种接口。当切换器160的第一端口和第二端口分别耦合到连接件151和连接件141时，切换器160提供芯片组130与图形适配器165及图形适配器164中每一者之间的接口。在切换器160的一些实施例中，切换器160通过连接件151与141的组合来提供图形适配器165与图形适配器164之间的间接接口。连接件167提供图形适配器165与图形适配器164之间的直接连接。在本发明的一些实施例中，省略连接件167。切换器160还可包含与其它装置的接口。

在本发明的一些实施例中，将切换器160提供的功能性集成到芯片组130中，且芯片组130可直接与多个图形适配器介接。在本发明的一些实施例中，使用如PCI-Express^TM等工业标准协议来执行经由连接件141和151进行的传送，且在这类情况下，切换器160、图形适配器165和图形适配器164每一者均包含对应于所述工业标准协议的接口单元。

如图1A中所示，图形适配器164内的初级图形处理器140经配置以向显示器170输出图像数据。显示器170可包含一个或一个以上显示装置，例如阴极射线管(CRT)、平板显示器等。图形适配器164内的初级图形处理器140还耦合到初级帧缓冲器145，所述初级帧缓冲器可用于存储图形数据、图像数据和程序指令。图形适配器165内的图形处理器150耦合到帧缓冲器155，所述帧缓冲器也可用于存储图形数据、图像数据和程序指令。在本发明的一些实施例中，图形适配器164包含两个或两个以上图形处理器。图形适配器164和图形适配器165每一者均可能能够向两个或两个以上显示器提供图像数据。如图1A中所示，图形处理器150经配置以经由初级图形处理器140向显示器170输出图像数据。

多适配器配置的一实例是交错互连接口(SLI)配置，其允许多个图形装置为单个显示装置产生和组合图像数据。经由切换器160或经由连接件167来提供SLI配置功能性。额外的图形适配器可包含在图形子系统180内且彼此耦合成链，所述链耦合到图形处理器150，因而提供了SLI配置的交错互连特征。

在本发明的一些实施例中，在制造系统100时确定多适配器配置。举例来说，可通过向每一图形处理器提供硬连线的输入来确定多适配器配置信息。在本发明的其它实施例中，多适配器配置信息是动态的，且当在系统100中安装第二或额外的图形适配器时加以更新，或可由用户经由控制面板来改变。多适配器配置信息可包含以下指示：多个图形装置中的一者(例如图形适配器164)是向显示器170产生输出的初级(例如，主)图形装置。

显示器驱动器105可配置图形处理器150和初级图形处理器140，以便在图形处理器150与初级图形处理器140之间划分系统100所执行的图形处理工作负载，以产生图像数据。举例来说，图形处理器150可比初级图形处理器140处理更大的图像部分。在本发明的一些实施例中，图形处理器150可处理整个图像，且初级图形处理器140可经由SLI从图形处理器150接收图像数据。在本发明的其它实施例中，主机处理器120控制从图形处理器150到初级图形处理器140的图像数据传送。

虽然图示的系统100为图形处理系统，但系统100的替代实施例可处理其它类型的数据，例如音频数据、多媒体数据等。在这些替代实施例中，将用其它适当的数据处理装置来代替图形处理器150和初级图形处理器140。同样，将用对应于所述数据处理装置的装置驱动器来代替显示器驱动器105。

图1B是根据本发明一个或一个以上方面的图1A的多图形适配器处理系统的另一配置的方框图。如图1B中所示，初级图形处理器140经配置以向显示器170提供图像数据，且图形处理器150经配置以通过连接件168向第二显示装置——显示器172提供图像数据。虽然可保留连接件167(见图1A)，但在图1B展示的配置中并未说明SLI连接。显示器驱动器105可重新配置图形处理器150使其直接向显示器172提供图像数据，而不是经由初级图形处理器140向显示器170提供图像数据。

图1A中展示的适配器/显示器配置可用来产生复杂或高质量的图像以供在显示器170上观看。图1B中展示的适配器/显示器配置可用来产生较低质量的图像以供在显示器170和显示器172上观看。用户可能会优选图1A中展示的配置来玩游戏，且变成图1B中展示的配置来上网或执行文本编辑任务。配置变化可在显示器172经由连接件168连接到图形适配器165时起始，或者通过用户使用控制面板指定配置变化来起始。在系统100的另一配置中，可省略图形适配器165，且当图形适配器165连接到切换器160和初级图形处理器140时，显示器驱动器105可起始对图1A中展示的配置的改变。

图1C是根据本发明一个或一个以上方面的图1A的多图形适配器处理系统的又一配置的方框图。如图1C中所示，初级图形处理器140经配置以向显示器170提供图像数据，并通过连接件169向显示器172提供图像数据。图形处理器150经配置以通过由连接件167提供的SLI连接向显示器170提供图像数据。当显示器172经由连接件169连接到图形适配器164时或通过用户使用控制面板来指定配置变化，可起始从图1C所示的适配器/显示器配置到图1B所示的适配器/显示器配置的变化。或者，当添加了连接件167从而在图形适配器165与图形适配器164之间提供SLI连接时，可起始从其中图形适配器164向显示器170及172提供图像数据的适配器/显示器配置到图1C所示的适配器/显示器配置的变化。同样，当图形适配器165连接到切换器160和初级图形处理器140时，可起始向图1C所示的适配器/显示器配置的变化。

图2是展示根据本发明一个或一个以上方面的在控制面板205、显示器驱动器210和图形子系统180之间的通信的概念图的示范性实施例。显示器驱动器可从控制面板205或从图形子系统180接收配置规定。所述配置规定界定哪个或哪些图形适配器为多图形适配器系统中的每个显示器提供图像数据，其中包含是否启用一个或一个以上SLI连接。用户可使用控制面板205来查看当前的适配器/显示器配置，并指定变化以产生不同的适配器/显示器配置。或者，可通过添加或去除显示装置、图形适配器或SLI连接来起始对适配器/显示器配置的变化。所得的适配器/显示器配置的配置规定由对多个图形适配器系统的物理修改来界定。

如结合图3A、3B和3C所述，显示器驱动器210通过完成拆卸序列和重建序列而根据配置规定重新配置系统100。显示器驱动器210包含小型端口215和资源管理器220。资源管理器220包含GPU管理器225且执行拆卸和重建序列。所属领域的技术人员知道小型端口215为连接到操作系统(OS)的图形子系统180专用的核心模式驱动器。GPU管理器225是显示器驱动器210的一部分，其专用于(但不限于)管理与图形子系统180有关的建立/初始化/实例化、拓扑、查询、连接/解除连接、状态管理和破坏/卸除。GPU管理器225为资源提供中心的一组功能性，且提供用于与图形子系统180通信的连贯接口。

图3A是根据本发明一个或一个以上方面的用于动态地改变适配器/显示器配置的方法的示范性实施例。在步骤300中，控制面板205接收适配器/显示器配置规定。如上所述，控制面板205经配置以接收界定期望的适配器/显示器配置的用户输入，且控制面板205可响应于用户输入而产生配置规定。或者，作为多图形适配器系统内的物理连接的变化(例如，安装图形适配器、去除图形适配器、安装显示装置、去除显示装置、添加SLI连接、去除SLI连接等)的结果，由图形适配器产生配置规定。

在步骤302中，控制面板205确定是否存在对将经重新配置以实施适配器/显示器配置规定的资源(例如，图形适配器和显示装置)的任何依赖性。如果在步骤302中，控制面板205确定不存在依赖性，则其直接前进到步骤306。否则，在步骤304中，控制面板205关闭任何依赖于资源的应用程序。在步骤306中，控制面板205向显示器驱动器210发送消息，以起始适配器/显示器重新配置。

在步骤308中，显示器驱动器210调用资源管理器220，以实施由适配器/显示器配置规定所界定的变化。在步骤310中，资源管理器220确定配置规定是启用还是禁用SLI连接，且如果启用SLI连接，则在步骤312中，资源管理器220执行在启用SLI的情况下的重新配置。如果在步骤310中，资源管理器220确定配置规定的确禁用了SLI连接，则在步骤314中，资源管理器220执行在禁用SLI的情况下的重新配置。分别结合图3B和3C描述步骤312和314。

在步骤316中，资源管理器220将控制返回到显示器驱动器210。在步骤318中，显示器驱动器210重新启动步骤304中关闭的任何应用程序且将控制返回到桌面。接着，用户可指定变化以产生不同的适配器/显示器配置，或通过添加或去除显示装置、图形适配器或SLI连接来起始变化。请注意，在无需关闭系统100的情况下完成重新配置，且不必要通过OS起始重新配置。因此，用户可在启用或禁用SLI的配置间来回转换，而无需经受系统100的重新启动。

图3B是根据本发明一个或一个以上方面的用于执行图3A中展示的步骤312的方法的示范性实施例。在步骤320中，资源管理器220核实资源空闲状态，确认资源已被释放，即不存在依赖性。在步骤322、324和326中，资源管理器220更新多图形适配器系统中的图形适配器的拓扑。确切地说，在步骤322中，资源管理器220核实DMA(直接存储器存取)信息，从而确认DMA资源已被释放。在步骤324中，资源管理器220核实HEAP信息，以确定是否存在存储器泄漏。在本发明的一些实施例中，驱动器113包含调试能力，且资源管理器220引发异常，则驱动器113发出指示存储器泄漏发生的警告消息。在步骤326中，资源管理器220核实CLIENT信息，从而确认CLIENT资源已被释放。

在步骤328、330和332中，资源管理器220改变系统100的适配器/显示器配置。确切地说，在步骤328中，资源管理器220根据配置规定启用图形适配器164和165中的SLI属性。在步骤330中，资源管理器220禁用中断以确保在去往/来自SLI的实际转换期间没有中断处理发生。在步骤332中，资源管理器220重新映射ISR(中断服务例行程序)。

在步骤334、336和338中，资源管理器220重新加载用于图形适配器164和165的状态信息。确切地说，在步骤334中，资源管理器220更新图形适配器164及165和显示装置(例如，显示器170和172)的拓扑。当启用SLI时，在步骤334中，资源管理器220对图形处理器150和初级图形处理器140进行初始化，且重新加载状态信息。确切地说，在步骤334中，资源管理器220附接并建立BC装置以启用SLI连接。在步骤336中，资源管理器220启用鲁棒通道(robust channel，RC)监察器。RC监察器是用于检查以确定图形处理器150或初级图形处理器140是否处于临界错误状态的线程。当图形处理器150或初级图形处理器140处于临界错误状态时，RC监察器可调用RC以试图从错误中恢复。在步骤338中，资源管理器220设置默认vidlink路由。vidlink是装置之间的物理连接，其用于合成从多个图形处理器(例如图形处理器150和初级图形处理器140)输出的输出数据，以供在显示器170上最终显示。

图3C是根据本发明一个或一个以上方面的用于执行图3A中展示的步骤314的方法的示范性实施例。

在步骤340中，资源管理器220核实资源空闲状态。在步骤342、344和346中，资源管理器220分别如结合图3B的步骤322、324和326所述，更新多图形适配器系统中的图形适配器的拓扑。在步骤348、350和352中，资源管理器220改变系统100的适配器/显示器配置。确切地说，在步骤348中，资源管理器220根据配置规定禁用图形适配器164和165中的SLI连接。

在步骤350中，资源管理器220重新加载用于图形适配器164和165的状态信息，且卸除和破坏BC装置以禁用SLI连接。在步骤352中，资源管理器220禁用中断。在步骤354中，资源管理器220重新映射ISR。在步骤356中，资源管理器220禁用RC监察器。在步骤358中，资源管理器220去除默认的vidlink路由。所属领域的技术人员将了解，任何经配置以执行图3A、3B或3C的方法步骤或其等效物的系统均属于本发明的范围内。

一种用于修改一个或一个以上图形适配器的配置而无需重新启动系统的系统和方法允许用户在不同的图形适配器/显示器配置之间快速转换。单个显示器驱动器在操作系统与所述一个或一个以上图形适配器之间介接。所述显示器驱动器重新配置所述一个或一个以上图形适配器以改变适配器/显示器配置，而无需关闭或重新启动所述系统。与由操作系统执行的常规的系统重新启动不同，所述显示器驱动器在重新配置期间核实没有存储器泄漏或错误情况。接着，显示器驱动器从所述一个或一个以上图形适配器中卸载状态信息，并根据经过修改的配置重新加载状态信息。

虽然以上内容是针对本发明的实施例，但可在不偏离本发明的基本范围的情况下设计本发明的其它和进一步的实施例，其中本发明的范围是由所附权利要求书确定的。确切地说，所属领域的技术人员将认识到，所述的方法和系统可用于处理图形数据之外的数据，其中所述数据由多处理数据处理系统中的处理器使用。因此，以上描述和图式应以说明性而非限制性意义来看待。方法权利要求中的步骤列表并不暗示以任何特定顺序来执行所述步骤，除非权利要求书中明确说明。

所有商标均各自归其所有者所有。

Claims (8)

1.一种多图形适配器处理系统，其包括：

第一显示装置；

第二显示装置；

第一图形适配器，其经配置以向所述第一显示装置提供图像数据；

第二图形适配器，其经配置以向所述第二显示装置提供图像数据或者通过所述第一图形适配器向所述第一显示装置提供图像数据；和

单显示器驱动器，其经配置以介接到所述多图形适配器处理系统的操作系统且将所述第一显示装置、所述第二显示装置、所述第一图形适配器和所述第二图形适配器的配置从第一配置改变成第二配置而无需关闭所述多图形适配器处理系统。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二图形适配器经配置以在所述第一配置中向所述第一显示装置提供所述图像数据，且在所述第二配置中禁用所述第一图形适配器与所述第二图形适配器之间的交错互连接口。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述第二图形适配器经配置以在所述第一配置中向所述第二显示装置提供所述图像数据，且在所述第二配置中启用所述第一图形适配器与所述第二图形适配器之间的交错互连接口，从而允许所述第二图形适配器通过所述第一图形适配器向所述第一显示装置提供图像数据。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述单显示器驱动器进一步经配置以从所述第一图形适配器中卸载对应于所述第一配置的状态信息。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述单显示器驱动器进一步经配置以向所述第一图形适配器中加载对应于所述第二配置的状态信息。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一图形适配器经配置以向所述第二显示装置提供图像数据。

7.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括经配置以从用户处接收所述第二配置的规定的控制面板。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述单显示器驱动器经配置以确定所述多图形适配器处理系统中是否存在存储器泄漏。

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