CN101587585B - 图像处理系统及其数据处理方法 - Google Patents

Abstract

图像处理系统及其数据处理方法。该图像处理系统其包括一存储器、一绘图引擎以及一数据处理模块。绘图引擎用以产生一连串的输入数据，其中每一输入数据具有一地址信息，地址信息指向存储器中的一相应存储器地址。数据处理模块连续地接收来自绘图引擎的输入数据、依据每一输入数据的地址信息，将每一输入数据暂存至一相应的缓冲器并且当其中一缓冲器被填满时，输出缓冲器的暂存数据至存储器。其中，输出的数据的存储器地址为连续的。

Description

图像处理系统及其数据处理方法

技术领域

本发明涉及一种图像数据处理系统以及方法，特别涉及一种用以处理一图像处理系统的绘图引擎所送出的图像数据的系统以及方法。

背景技术

由于对较佳的图形绘图处理能力的需求增加，绘图引擎或绘图加速器被广泛地应用在图像处理系统中，用以显示包含静态图像及/或视频(动态)数据的图像数据。在图像处理系统中，绘图引擎利用一个称为帧缓冲器(frame buffer)的存储器以及从中央处理单元(CPU)所送出的绘图命令或参数，执行一绘图作业。

然而，在这种具有绘图引擎的图像处理系统中，由于绘图引擎所送出的数据类型，例如存储器地址，常常是不连续的，使得绘图引擎的存储器存取方式亦经常为单一传送存取方式。举例来说，在一任意方向的画直线作业或一曲线绘图作业时，其所用到的存储器地址并非位于相同且连续的列地址上，因此必须采用单一传送存取方式来加以实现，造成存储器的使用非常没有效率。

因此，需要一种可用以处理由绘图引擎送出的图像数据的系统以及方法，以提高存储器的使用效能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供图像处理系统及其数据处理方法，以提高存储器的使用效能。

本发明提供一种图像处理系统，其包括一存储器、一绘图引擎以及一数据处理模块。绘图引擎用以产生一连串的输入数据，其中每一输入数据具有一地址信息，地址信息指向存储器中的一相应存储器地址。数据处理模块连续地接收来自绘图引擎的输入数据，在这些输入数据的地址不连续时，依据每一输入数据的地址信息，将每一输入数据暂存至一相应的缓冲器以及当一缓冲器被填满时，输出缓冲器的暂存数据至存储器。其中，输出的数据的存储器地址为连续的。

本发明还提供一种数据处理方法，适用于一图像处理系统，包括下列步骤。首先，连续地接收来自一绘图引擎的输入数据，其中每一输入数据具有一地址信息，地址信息指向存储器中的一相应存储器地址。接着，在这些输入数据的地址不连续时，依据每一输入数据的地址信息，将每一输入数据暂存至一相应的缓冲器。当其中一缓冲器被填满时，输出缓冲器的暂存数据至存储器，其中输出的数据的存储器地址为连续的。

本发明还提供一种数据处理方法，适用于一图像处理系统。其中，图像处理系统包括一绘图引擎、多个缓冲器以及一存储器。方法包括下列步骤。首先，连续地接收来自绘图引擎的输入数据，其中每一输入数据具有一地址信息，地址信息指向存储器中的一相应存储器地址。在这些输入数据的地址不连续时，依据每一输入数据的地址信息，将每一输入数据暂存至一相应的缓冲器。其中，一目前接收数据的地址信息与先前暂存的数据的地址信息进行比较，并且目前接收数据被暂存至暂存数据相应的一缓冲器，其中暂存数据的地址信息相邻于目前接收数据的该地址信息。当其中一缓冲器被填满时，输出缓冲器暂存的数据至存储器。当数据传送完成后，输出在非全部填满的其他缓冲器中的暂存数据至存储器，其中输出的数据的存储器地址为连续的。

为使本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是显示一依据本发明实施例的图像处理系统的示意图。

图2是显示依据本发明实施例的输入数据示意图。

图3A以及图3B是显示一依据本发明实施例的数据处理方法的流程图，用以处理在一图像处理系统中的数据。

图4是显示一依据本发明实施例的数据处理方法的数据处理示意图。

【主要元件符号说明】

100～图像处理系统；

110～绘图引擎；

112～数据处理模块；

120～地址比较单元；

130～缓冲单元；

140～存储器；

150～显示引擎；

160～显示单元；

200～输入数据序列；

Data0-Data10～输入数据；

Addr～地址信息；

S302、S304、...、S326～执行步骤；

FIFO0-FIFO3～缓冲器。

具体实施方式

图1显示一依据本发明实施例的图像处理系统100的示意图。如图1所示，图像处理系统100至少包括一绘图引擎110、一数据处理模块112、一存储器140(一般称为帧缓冲器(frame buffer))、一显示引擎150以及一显示单元160。绘图引擎110可接收由一中央处理单元(未绘示)所传送的命令或参数，并且接着传送将要被写入/存储至存储器140中的相应输入数据。数据处理模块112连续地接收来自绘图引擎110的输入数据、依据每一笔接收数据的地址信息，将每一笔接收数据暂存至一相应的缓冲器中，并且当其中一缓冲器被填满时，将在此缓冲器中的暂存数据输出至存储器140。存储器140用以存储将被显示在显示单元160上的数据。举例来说，上述输入数据可包括一用以显示一图像或图形的图像数据，或一屏幕显示(on-screen display，OSD)数据。其中，屏幕显示数据可相关于设定信息、编程信息、选单信息、使用者讯息及/或任何独立于显示在显示单元160上的图像数据的其他可显示在显示单元160上的数据。

数据处理模块112可还包括一地址比较单元120例如一地址比较逻辑电路以及一缓冲单元130。缓冲单元130中具有多个缓冲器。值得一提的是，缓冲单元130可包括任何可用以暂时存储接收到的数据的可存储元件，例如一先进先出型(First-in-first-out，FIFO)缓冲器，并且缓冲单元130使用的缓冲器个数以及长度(亦即缓冲器容量)可依据系统或使用者需求事先决定。

绘图引擎110所送出的数据接着将被传送至数据处理模块112中的地址比较单元120。每一传送至地址比较单元120的数据可包括一地址信息部分以及一实际数据数值部分，其中地址信息指向/表示存储器140中的一个相应存储器地址，用以存储该笔数据。

图2显示依据本发明实施例的输入数据。如图2所示，输入数据Data0-Data10中的每一笔具有一数据数值DataX(例如：一个以R，G，B格式表示的24位元像素值)以及一地址信息Addr，地址信息Addr指向存储器140中用以存储该数据数值的一个相应存储器地址。举例来说，输入数据Data0以及Data1的地址信息Addr分别为80以及22，因此输入数据Data0以及Data1将分别被存储至存储器140的存储器地址80以及22的位置中。值得注意的是，在本实施例中，输入数据Data0将先被送出，接着再送出输入数据Data1、Data2...以此类推。再者，因为输入数据Data0(Addr:80)以及Data1(Addr:22)将被存储在不同的存储器区块，因此输入数据Data0以及Data1为不连续的。相反地，因为输入数据Data0(Addr:80)、Data2(Addr:81)、Data4(Addr:82)以及Data9(Addr:83)将被存储在相同的存储器区块，因此输入数据Data0、Data2、Data4以及Data9为连续的。类似地，输入数据Data3(Addr:00)、Data6(Addr:01)以及Data8(Addr:02)也是连续的。

地址比较单元120接收绘图引擎110送出的数据，由接收数据中得到地址信息，并且依据得到的地址信息，将接收数据暂存至缓冲单元130中一个相应的缓冲器。在本实施例中，在相同存储器区块中的数据将被分组在一起并且填入至相同缓冲器中。换句话说，被填入至相同缓冲器的两个数据之间的存储器地址是彼此相邻的。请注意，一个存储器区块的大小取决于一个缓冲器的长度。当一个缓冲器中已经没有可以使用的有效空间时，称为缓冲器已满(full)，而当缓冲器中没有暂存任何数据时，称为缓冲器为空的(empty)。举例来说，如果一个缓冲器具有长度为4时，当有4笔数据被填入至该缓冲器时，该缓冲器将被填满为已满状态。当缓冲单元130中的其中一个缓冲器被填满时，此缓冲器中所填入的数据将被输出，以便清空(empty)缓冲器。这些输出数据接着利用一突发传送(burst transfer)方式传送至存储器140。突发传送方式是将数据一个接着一个连续地传送至存储器140。由于在相同缓冲器中的数据属于相同存储器区块，因此可利用一单一突发传送模式命令，将数据一起输出/写入至存储器140。其中，单一突发传送模式命令具有一起始地址以及一突发长度，其表示有多少数据将被输出至存储器140。在一突发传送模式下，数据将从存储器140的起始地址开始，连续地存储/写入至起始地址加上突发长度的位置。举例来说，一个具有起始地址为80以及突发长度为4的突发传送模式命令，将使得4笔数据被写入至存储器140的存储器地址80-83中。

显示引擎150接着从存储器140中读出最近更新的数据并且对读出的数据进行处理，以执行一将被显示在显示单元160(例如一液晶显示器的屏幕)上的相应操作(例如于屏幕上画一直线)。

图3A以及图3B显示一依据本发明实施例的数据处理方法的流程图，用以处理从一个绘图引擎所送出的数据，其中步骤S310至S316被显示于图3B中。请参照图1、图2、图3A以及图3B，如步骤S302，来自一绘图引擎的输入数据是一个接着一个连续地接收。其中，数据输入的顺序由Data0至Data10(即Data0→Data1→...→Data10)。接着，如步骤S304，从接收数据中得到每一笔接收数据的地址信息。之后，如步骤S306，将目前接收数据的地址信息与先前暂存数据(previously buffered data)的地址信息进行比较。如步骤S308，判断是否有任何暂存数据的存储器地址与目前接收数据的存储器地址相邻。如果是，接着执行步骤S318，反之，则接着执行步骤S310至S316。如果没有找到任何暂存数据的存储器地址与目前接收数据的存储器地址相邻时，如步骤S310，表示目前接收数据系需要被暂存在一个空的闲置缓冲器。因此，接着再判断是否有任何缓冲器是空的。如果有找到任何空的缓冲器时(步骤S310的是)，如步骤S312，便将目前接收数据暂存至找到的缓冲器中。如果所有的缓冲器都不是空的(步骤S310的否)，如步骤S314，为了要暂存目前接收数据，选择其中一缓冲器进行输出。请注意，即将被输出的缓冲器的选取可随机地选取或利用一特定法则进行选取，例如可选择具有最多数据的缓冲器进行输出。之后，如步骤S316，将目前接收数据暂存至选取的缓冲器中。在步骤S312或步骤S316完成之后，接着再执行步骤S320。

相反地，如果有找到一暂存数据的存储器地址与目前接收数据的存储器地址为相邻时(步骤S308的是)，如步骤S318，将目前接收数据暂存至找到的缓冲器中。于是，接收数据将一个接着一个被填入相应的缓冲器中，并且即将被存储在相同存储器区块的接收数据将被暂存在相同的缓冲器中。

之后，判断是否有任何缓冲已满(被填满)(步骤S320)。如果是(即其中一缓冲器已被填满了)，如步骤S322，通过前述的突发传送模式命令，利用突发传送方式，将暂存数据输出至存储器140。如果发现没有任何缓冲器被填满时(步骤S320的否)，便接着检查数据传送是否已经完成(步骤S324)。如果发现数据传送已完成(步骤S324的是)，便输出在非全部填满的其他剩余缓冲器中的暂存数据至存储器140(步骤S326)。如果发现数据传送未完成(步骤S324的否)，便回到步骤S302以重复执行整个流程。

图4显示依据本发明图3的实施例的数据处理方法的数据处理示意图。在本实施例中，假设输入数据Data0-Data10为如图2的输入数据序列200所示。如图4所示，缓冲单元中使用了4个先进先出型缓冲器FIFO0、FIFO1、FIFO2以及FIFO3，用以暂存输入数据，其中每一个缓冲器最多可暂存4笔输入数据。首先，接收输入数据Data0(Addr:80)并将其暂存至缓冲器FIFO3。接着，接收输入数据Data1(Addr:22)。由于Data1被要求存储在与Data0不同的存储器区块中(亦即Data0以及Data1的存储器地址系彼此不相邻)，因此便将Data1暂存至另一缓冲器FIFO1。之后，接收输入数据Data2，由于Data2被要求存储在与Data0相同的存储器区块中(亦即Data0以及Data2的存储器地址彼此相邻)，因此便将Data2暂存至缓冲器FIFO3。基于上述推论，可依据输入数据相应的地址信息，得到输入数据Data0、Data2、Data4以及Data9将被暂存在相同的缓冲器FIFO3；输入数据Data1以及Data7将被暂存在相同的缓冲器FIFO1；以及输入数据Data3、Data6以及Data8将被暂存在相同的缓冲器FIFO0。

再者，对缓冲器FIFO3而言，已经填入所有4个数据，因此缓冲器FIFO3已被填满。于是，暂存在缓冲器FIFO3中的数据(亦即Data0、Data2、Data4以及Data9)将利用一个具有起始地址为80以及突发长度为4的突发传送模式命令，输出至存储器140。当数据被输出后，缓冲器FIFO3将变成空的，因此可允许填入接续的接收数据Data10。当所有输入数据皆被接收后，表示数据传送已经完成，因此可将剩余的缓冲器里相同缓冲器中的每一个数据利用一个相应的突发传送模式命令输出至存储器140。

依据本发明，每一个来自绘图引擎的单一数据将通过地址比较单元，依据其地址信息，传送至一指定的缓冲器(例如FIFO)。当有任何一个缓冲器被填满时，该缓冲器所暂存的数据将利用一突发传送方式输出至存储器。如图4所示，相较于需要4次单一传送的已知数据传送方法，本发明只需一次突发传送，因此可减少对存储器的存取时间与次数。

依据本发明的图像处理系统及其相关的数据处理方法，利用一个简单的地址比较单元以及一个缓冲单元来暂存以及收集数据，可使得具有相关地址的数据可先被暂存在一起，随后再利用突发传送方式将这些暂存传送至存储器中。因此，利用本发明的数据处理方法可省去大量的存储器存取时间，进而提升存储器的效能。

上述说明提供数种不同实施例或应用本发明的不同方法。实例中的特定装置以及方法用以帮助阐释本发明的主要精神及目的，当然本发明不限于此。

因此，虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (20)

1.一种图像处理系统，包括：

一存储器；

一绘图引擎，用以产生一连串的输入数据，其中这些输入数据的每一个具有一地址信息，该地址信息指向该存储器中的一相应存储器地址；以及

一数据处理模块，用以连续地接收来自该绘图引擎的这些输入数据，在这些输入数据的地址不连续时，依据这些输入数据的每一个的该地址信息，将这些输入数据的每一个暂存至一相应的缓冲器并且当其中一缓冲器被填满时，输出该缓冲器中的暂存数据至该存储器，

其中该输出的数据的存储器地址为连续的存储器地址。

2.如权利要求1所述的图像处理系统，其中该数据处理模块还包括：

一缓冲单元，其具有多个缓冲器；以及

一比较单元，接收这些输入数据，比较这些接收数据的这些地址信息，并将具有相关地址信息的这些接收数据分配至相同缓冲器中。

3.如权利要求2所述的图像处理系统，其中该比较单元还利用一突发传送模式命令，将在该缓冲器中的暂存数据输出至该存储器。

4.如权利要求3所述的图像处理系统，其中该比较单元还在数据传送完成后，利用相应的突发传送模式命令，输出在非全部填满的其他缓冲器中的暂存数据至该存储器。

5.如权利要求4所述的图像处理系统，其中当这些缓冲器皆非空的并且一连续地接收的数据的该地址信息与在这些缓冲器中的任一数据的地址信息皆为不连续时，该比较单元还选择性地输出这些缓冲器的一选取缓冲器中的暂存数据并将该接收的数据暂存至该选取缓冲器中。

6.如权利要求2所述的图像处理系统，其中该缓冲器为一先进先出型缓冲器。

7.如权利要求1所述的图像处理系统，其中这些输入数据的这些地址信息为不连续的。

8.如权利要求1所述的图像处理系统，其中该接收数据为一图像数据或一屏幕显示OSD数据。

9.如权利要求1所述的图像处理系统，还包括一显示引擎以及一显示单元，其中该显示引擎由该存储器中读出最近更新的数据并输出即将被显示在该显示单元上的该读出数据。

10.一种数据处理方法，适用于一图像处理系统，包括下列步骤：

连续地接收来自一绘图引擎的输入数据，其中这些输入数据的每一个具有一地址信息，该地址信息指向存储器中的一相应存储器地址；

在这些输入数据的地址不连续时，依据这些输入数据的每一个的该地址信息，将这些输入数据的每一个暂存至一相应的缓冲器；以及

当其中一缓冲器被填满时，输出该缓冲器的暂存数据至该存储器，

其中该输出的数据的存储器地址为连续的。

11.如权利要求10所述的数据处理方法，其中这些接收数据的地址信息中的存储器地址为不连续的。

12.如权利要求11所述的数据处理方法，其中该依据这些输入数据的每一个的该地址信息，将这些输入数据的每一个暂存至该相应的缓冲器的步骤还包括：

比较这些接收数据的这些地址信息；以及

将具有相关地址信息的这些接收数据暂存至相同缓冲器中。

13.如权利要求10所述的数据处理方法，其中该输出该缓冲器的暂存数据至该存储器的步骤利用一突发传送模式命令加以实现。

14.如权利要求10所述的数据处理方法，其中该接收数据为一图像数据或一屏幕显示数据。

15.如权利要求10所述的数据处理方法，还包括：

提供多个缓冲器；

依据这些输入数据的每一个的该地址信息，将这些输入数据的每一个暂存至该相应的缓冲器；

当其中一缓冲器被填满时，利用一突发传送模式命令，将在该缓冲器中的暂存数据输出至该存储器；以及

当数据传送完成后，利用相应的突发传送模式命令，输出在非全部填满的其他缓冲器中的暂存数据至该存储器。

16.如权利要求15所述的数据处理方法，还包括：

当这些缓冲器皆非空的并且一连续地接收的数据的该地址信息与在这些缓冲器中的任一数据的地址信息皆为不连续时，选择性地输出这些缓冲器的一选取缓冲器中的暂存数据；以及

将该接收的数据暂存至该选取缓冲器中。

17.一种数据处理方法，适用于一图像处理系统，其中该图像处理系统包括一绘图引擎、多个缓冲器以及一存储器，包括下列步骤：

连续地接收来自该绘图引擎的输入数据，其中这些输入数据的每一个具有一地址信息，该地址信息指向该存储器中的一相应存储器地址；

在这些输入数据的地址不连续时，依据这些输入数据的每一个的该地址信息，将这些输入数据的每一个暂存至一相应的缓冲器，其中一目前接收数据的该地址信息与先前暂存的数据的该地址信息进行比较，并且该目前接收数据被暂存至该暂存数据相应的一缓冲器，其中该暂存数据的该地址信息相邻于该目前接收数据的该地址信息；

当一缓冲器被填满时，输出该缓冲器的暂存数据至该存储器；以及

当数据传送完成后，输出在非全部填满的其他缓冲器中的暂存数据至该存储器，

其中该输出的数据的存储器地址为连续的。

18.如权利要求17所述的数据处理方法，其中该依据这些输入数据的每一个的该地址信息，将这些输入数据的每一个暂存至该相应的缓冲器的步骤还包括：

比较该目前接收数据的该地址信息与先前暂存的数据的该地址信息；

当这些缓冲器皆非空的并且这些缓冲器中任一个的暂存数据的该地址信息皆不相邻于该目前接收数据的该地址信息时，选择性地输出这些缓冲器的一选取缓冲器中的暂存数据；以及

将该目前接收数据暂存至该选取缓冲器中。

19.如权利要求17所述的数据处理方法，其中该输出暂存数据的步骤利用一相应的突发传送模式命令加以实现。

20.如权利要求17所述的数据处理方法，其中该接收数据为一图像数据或一屏幕显示数据。

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