CN103843036A

CN103843036A - 描绘控制装置

Info

Publication number: CN103843036A
Application number: CN201280048349.1A
Authority: CN
Inventors: 根岸博康
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-01-06
Filing date: 2012-01-06
Publication date: 2014-06-04
Also published as: JP5726332B2; US20140192072A1; DE112012005580T5; WO2013102956A1; JPWO2013102956A1

Abstract

运算处理器（1）具备：队列单元（102），控制队列存储器（21）；负荷数据库（103），保持与能够从描绘指令提取的检索关键字对应的描绘负荷信息；负荷判定单元（104），根据队列存储器（21）中积蓄的描绘指令，从负荷数据库（103）检索描绘负荷信息，计算该描绘指令的描绘处理时间；以及描绘调度器单元（105），根据队列存储器（21）中积蓄的描绘指令上附加的优先级以及由负荷判定单元（104）计算出的描绘指令的描绘处理时间，对队列单元（102）指示该描绘指令的处理顺序的调换和/或该描绘指令的细分化。

Description

描绘控制装置

技术领域

本发明涉及具有如下功能的描绘控制装置：在描绘图形、文字等的描绘处理中，使与多个应用的优先级对应的描绘、多个应用平衡性良好地顺利地动作。

背景技术

以往，在描绘图形、文字等的描绘处理中，进行带优先级的描绘处理、描绘中断处理（例如参照专利文献1～3）。例如，在从优先级低的处理转移到优先级高的处理的情况下，首先，在使正执行优先级低的处理的硬件临时停止、保存了硬件内的处理信息之后，执行优先级高的处理。然后，在优先级高的处理结束之后，恢复优先级低的处理的信息来执行该优先级低的处理。

另外，在与以往的描绘调度对应的描绘处理中，根据对描绘指令附加的优先级，在积蓄了描绘指令的队列存储器内调换处理顺序，或者根据通过参照执行时间表格而取得的描绘指令的描绘处理时间对描绘指令进行细分化（例如参照专利文献4）。

专利文献1：日本特开平7-271344号公报

专利文献2：日本特开平11-133943号公报

专利文献3：日本特开2007-241629号公报

专利文献4：日本特开2010-182139号公报

发明内容

如上所述，在专利文献1～3公开的以往的进行图形处理的装置中，采用使硬件临时停止，使内部的信息临时保存的方式。因此，需要图形描绘用的硬件能够应对中断处理，并且，能够保存/恢复硬件的动作状态信息，且在描绘处理的途中能够使描绘重新开始。但是，在当前的图形处理中，三维图形、向量图形等状况状态多，在硬件内具有的状况状态也多。另外，如果考虑处理流水线也深、能够重新动作的状态下的中断处理的接受的可能性、软件中的保存时间，则能够实现这些的硬件的执行环境非常少。

在无上述那样的硬件执行环境的情况下，无法在描绘处理中接受中断，等待当前动作中的处理结束而执行接下来的处理。因此，存在如下课题：在大量的三维描绘、地图描绘等描绘硬件的占有时间长的情况下，在发生了进行紧急显示的优先顺序高的请求的情况下，无法应对。

例如，在汽车的仪表面板（仪表板）的显示中，车速表那样的测量仪表类必须严格在1秒钟实现30次或60次描绘更新，但在车辆导航等那样的地图描绘中，不要求如车速表的程度的严格的性能，关于优先顺序，车速表高而导航低。在该情况下，如果使用以往的方法，则在为了提高地图描绘性能而描绘了大量的数据的集群的情况下，H/W被独占，有时无法确保车速表的描绘更新次数。

另外，在专利文献4公开的以往的对描绘指令进行调度的装置中，从执行时间表格取得描绘指令的描绘处理时间，在该描绘处理时间是规定时间以上的情况下，实施了描绘指令的细分化。但是，执行时间表格是保持有针对描绘指令自身的描绘处理时间的表，存在无法从决定描绘处理时间的多个项目（描绘面积、顶点数等描绘条件）取得描绘处理时间这样的课题。

另外，在专利文献4公开的装置中，作为对描绘指令进行调度的运算处理器设想了单CPU，存在仅能够应对在单CPU上动作的应用这样的课题。因此，无法进行使用了多核结构的运算处理器的情况下的各处理器核之间的应用的调度、多CPU结构的情况下的各运算处理器之间的应用的调度。

本发明是为了解决上述那样的课题而完成的，其目的在于提供一种描绘控制装置，即使在硬件未应对中断等的环境下，也能够关照向优先级高的处理的应对，并且，能够使多个应用平衡性良好地顺利地动作。

本发明的描绘控制装置，具备：运算处理器，具有发出附加了优先级的描绘指令的描绘程序；以及队列存储器，积蓄由描绘程序发出的描绘指令，运算处理器具备：队列单元，控制队列存储器；负荷数据库，保持与能够从描绘指令提取的检索关键字对应的描绘负荷信息；负荷判定单元，根据在队列存储器中积蓄的描绘指令从负荷数据库检索描绘负荷信息，计算该描绘指令的描绘处理时间；以及描绘调度器单元，根据队列存储器中积蓄的描绘指令上附加的优先级以及由负荷判定单元计算出的描绘指令的描绘处理时间，对队列单元指示该描绘指令的处理顺序的调换和/或该描绘指令的细分化。

根据本发明，由于构成为如上述那样，所以即使在硬件未应对中断等的环境下，也能够关照向优先级高的处理的应对，并且能够使多个应用平衡性良好地顺利地动作。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的描绘控制装置的结构的图。

图2是示出本发明的实施方式1的描绘控制装置的动作的流程图。

图3是说明本发明的实施方式1的描绘控制装置的动作的图。

图4是示出本发明的实施方式2的描绘控制装置的结构的图。

图5是示出本发明的实施方式3的描绘控制装置的结构的图。

图6是示出本发明的实施方式4的描绘控制装置的结构的图。

符号说明

1、5：运算处理器；2、6：系统存储器；3：描绘处理器；4：描绘存储器；7：共用存储器；8：共用存储器管理单元；10、11：处理器核；21、71：队列存储器；101：描绘程序；102：队列单元；103：负荷数据库；104：负荷判定单元；105：描绘调度器单元；106：虚拟描绘API（API处理单元）；107：描绘管理器；111：描绘程序；501：描绘程序。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式。

实施方式1.

图1是示出本发明的实施方式1的描绘控制装置的结构的图。

如图1所示，描绘控制装置由运算处理器1、系统存储器2、描绘处理器3以及描绘存储器4构成。

运算处理器1在操作系统（OS）上执行多个应用、多个任务，向描绘处理器3发出文字/图形描绘、描绘控制等描绘请求。运算处理器1由例如CPU等构成。

该运算处理器1由描绘程序101、队列单元102、负荷数据库103、负荷判定单元104以及描绘调度器单元105构成。

描绘程序101调用规定的描绘API（Application ProgramInterface：应用程序接口），使用该描绘API，发出构成描绘请求的描绘指令。对该描绘指令附加有优先级。由该描绘程序101发出的描绘指令被积蓄到系统存储器2内的后述的队列存储器21中。

队列单元102依照基于描绘调度器单元105的指示控制队列存储器21。

负荷数据库103保持与能够从描绘指令提取的检索关键字（描绘条件）对应的描绘负荷信息。

负荷判定单元104根据队列存储器21内的描绘指令从负荷数据库103检索描绘负荷信息，计算该描绘指令的描绘处理时间。即，负荷判定单元104首先经由队列单元102解析队列存储器21内的描绘指令，提取检索关键字。然后，使用所提取的检索关键字从负荷数据库103检索相应的描绘负荷信息，计算描绘处理时间。将由该负荷判定单元104计算出的描绘指令的描绘处理时间通知到描绘调度器单元105。

描绘调度器单元105根据队列存储器21内的描绘指令上附加的优先级以及由负荷判定单元104计算出的描绘指令的描绘处理时间，对队列单元102指示该描绘指令的处理顺序的调换和/或该描绘指令的细分化。另外，描绘调度器单元105对描绘处理器3发出描绘命令。

系统存储器2保持运算处理器1的命令代码、数据。该系统存储器2具有队列存储器21。

队列存储器21积蓄来自描绘程序101的描绘指令。

描绘处理器3依照基于描绘调度器单元105的描绘命令，根据队列存储器21内的描绘指令，进行描绘处理（直线描绘、区域转送等二维描绘处理、三维图形处理、向量图形处理等）。该描绘处理器3由例如图形加速器、图形引擎、GPU（Graphics Processing Unit：图形处理单元）等构成。

在描绘处理器3进行描绘时使用描绘存储器4。

接下来，参照图2，说明如上述那样构成的描绘控制装置的动作。

在描绘控制装置中，如图2所示，首先，描绘程序101发出附加了优先级的规定的描绘指令，并积蓄到队列存储器21中（步骤ST1）。

接下来，负荷判定单元104根据队列存储器21内的描绘指令，从负荷数据库103检索相应的描绘负荷信息，计算描绘指令的描绘处理时间（步骤ST2）。即，负荷判定单元104首先经由队列单元102解析队列存储器21的描绘指令，提取检索关键字。此处，在检索关键字中包括通过描绘指令描绘的画面上的面积（描绘面积）、描绘指令中包含的顶点数等。另外，负荷数据库103中保持的描绘负荷信息中包括由描绘面积决定的涂覆处理时间、由顶点数决定的坐标变换时间等。然后，负荷判定单元104使用所提取的检索关键字，从负荷数据库103检索相应的描绘负荷信息（涂覆处理时间、坐标变换时间），从而计算描绘指令的描绘处理时间。

接下来，描绘调度器单元105根据队列存储器21内的描绘指令上附加的优先级以及由负荷判定单元104计算出的描绘指令的描绘处理时间，经由队列单元102，进行该描绘指令的处理顺序的调换和/或该描绘指令的细分化（步骤ST3）。能够通过该描绘指令的处理顺序的调换，实现针对优先级高的处理的优先执行。另外，能够通过描绘指令的细分化，避免由于一连串的描绘指令造成的长时间独占描绘处理器3。

在基于该描绘调度器单元105的描绘指令的处理顺序的调换中，调换对象的描绘指令被插入到具有比该描绘指令高的优先级的描绘指令的后面。另外，在调换对象的描绘指令的描绘区域重叠于其他描绘指令的描绘区域上的情况下，被插入到该描绘区域重叠的描绘指令的后面。

例如，如图3（a）所示，在优先级高的描绘指令5不与插入前队列内的各描绘指令的描绘区域重叠的情况下，被插入于优先级比描绘指令5高的描绘指令的后面。在图3（a）的例子中，示出了无优先级比描绘指令5高的描绘指令、且将描绘指令5插入到队列存储器21内的开头的情况。

另一方面，在如图3（b）的右图所示，优先级高的描绘指令5重叠于插入前队列内的描绘指令1、2的描绘区域上的情况下，如左图所示，描绘指令5被插入到描绘指令2的后面。由此，能够维持正确的画面影像。

另外，在如图3（c）所示，在插入前队列内有描绘大量的数据（花费描绘处理时间）的描绘指令1的情况下，将描绘指令1细分化为描绘指令A～D。由此，能够将描绘指令5插入到描绘指令1的中间，无需使描绘指令5的处理等待到描绘指令1整体的处理结束。在图3（c）的例子中，示出了将在描绘指令1的处理中（细分化了的描绘指令A、B的描绘处理结束）发出的描绘指令5插入到在该时刻处于队列存储器21的开头的描绘指令C的前面的情况。由此，不会有特定的应用独占描绘H/W的情况，能够实现多个应用的稳定的描绘动作。

另外，在本实施方式中，能够采用设为将描绘程序101作为客户端，并将描绘调度器单元105作为服务器的服务器客户端型的结构来交换数据的方式。

另外，在本实施方式中，描绘处理器3在描绘存储器4中进行描绘，但作为系统也可以没有描绘存储器4，设为在系统存储器2中进行描绘即可。

另外，在负荷数据库103中，能够根据从描绘指令提取的描绘面积以及顶点数来检索描绘负荷信息。由此，例如，能够细致地应对描绘面积非常小但顶点数多的情况、顶点数少但描绘面积大的情况等条件。

另外，在上述中，作为检索关键字使用了描绘面积以及顶点数，但也可以在它们的基础上再加上描绘质量。作为表示描绘质量的参数，可以举出去除边缘部分的锯齿的图形保真的有效无效的设定、图形保真处理的像素分辨率、采样数、放大缩小时的滤波的方式等。通过考虑该描绘质量，能够详细地分类涂覆处理时间。另外，在半透明处理、模糊等处理中，针对每1个像素发生存储器的读和写，与通常的涂覆处理时间不同，所以作为检索关键字之一能够包含涂覆处理时间。这样，通过详细地设定检索关键字，描绘处理时间的正确性提高，能够实现描绘指令的最佳的分割，能够实现多个应用的稳定的描绘动作。

如以上那样，根据该实施方式1，构成为根据描绘指令上附加的优先级、以及依据从描绘指令提取的检索关键字而得到的描绘处理时间，在队列存储器21内，进行描绘指令的处理顺序的调换、细分化，所以即使在硬件未应对中断等的环境下，也能够关照向优先级高的处理的应对，并且，能够使多个应用平衡性良好地顺利地动作。

实施方式2.

图4是示出本发明的实施方式2的描绘控制装置的结构的图。图4所示的实施方式2的描绘控制装置是在图1所示的实施方式1的描绘控制装置的运算处理器1中设置有多个处理器核10、11的结构。在图4中，实施方式1的例子相当于在处理器核10内单独地动作的情况。即，图4所示的处理器核10内的各功能部与图1所示的运算处理器1内的各功能部的结构相同。

在处理器核11中设置有描绘程序111。该描绘程序111进行与处理器核10内的描绘程序101同样的处理。

另外，在2个处理器核10、11中使用1个描绘处理器3的情况下，处理器核11通过应用在处理器核10中动作的实施方式1的结构，能够实现优先描绘、应用之间的描绘稳定化。

例如，在汽车的仪表板显示中，使需要在1秒钟执行30次或60次描绘更新的测量仪表类等应用、和如车辆导航那样需要在1秒钟执行30次或15次左右的描绘更新的应用分别在处理器核10和处理器核11中分开动作的情况与本实施方式相当。

在该情况下，使测量仪表类等优先级高的应用动作的描绘程序101、和使车辆导航那样的优先级低的应用动作的描绘程序111分别在队列存储器21中积蓄描绘指令。

接下来，负荷判定单元104提取队列存储器21内的描绘指令的检索关键字，从负荷数据库103检索描绘负荷信息，计算描绘处理时间。

接下来，描绘调度器单元105在优先级低的描绘指令的描绘处理时间超过切换描绘处理的开关时间的情况下，经由队列单元102对该描绘指令进行细分化。另外，相对于优先级高的描绘指令，使描绘指令移动到在队列存储器21内能够插入的最前位置，来提高优先级。通过这样将花费描绘处理时间的描绘指令细分化，能够插入优先级高的处理。

另外，即使在不同的OS在处理器核10、11上动作的情况下，通过共用系统存储器2，能够共用队列存储器21，能够实现描绘指令的调换、细分化。通过在处理器核10、11之间分离OS，例如，能够用与其他描绘程序独立的OS管理车速表显示等那样的重要的显示。由此，具有即使在万一程序瘫痪了的情况下，通过仅使该处理器核的OS重新起动，也能够高速地恢复这样的优点。

如以上那样，根据该实施方式2，在多核结构的描绘控制装置中，即便构成为根据描绘指令上附加的优先级以及依据从描绘指令提取的检索关键字而得到的描绘处理时间，在队列存储器21内进行描绘指令的处理顺序的调换、细分化，也能够在硬件未应对中断等的环境下关照向优先级高的处理的应对，并且，能够使多个应用平衡性良好地顺利地动作。

实施方式3.

在实施方式3中，示出在混合存在具有描绘处理器的处理器（高级处理器）、和无描绘处理器的处理器（小的处理器）的多CPU结构的描绘控制装置中，小的处理器使用高级处理器所具有的描绘处理器的情况。

图5是示出本发明的实施方式3的描绘控制装置的结构的图。图5所示的实施方式3的描绘控制装置是从图1所示的实施方式1的描绘控制装置删除了队列存储器21，并追加了小的处理器（运算处理器5以及系统存储器6）、共用存储器7以及共用存储器管理单元8的结构。其他结构相同，附加同一符号而省略其说明。

运算处理器5具备描绘程序501。该描绘程序501进行与运算处理器1的描绘程序101同样的处理。另外，系统存储器6进行与系统存储器2同样的处理。

共用存储器7是在运算处理器1以及运算处理器5中共用的存储器，具有队列存储器71。队列存储器71积蓄由各运算处理器1、5的描绘程序101、501分别发出的描绘指令。

共用存储器管理单元8在运算处理器1、5之间进行共用存储器7的控制。

由此，能够实现运算处理器1的描绘指令与运算处理器5的描绘指令之间的优先描绘、应用之间的描绘稳定化。

即，在各运算处理器1、5中动作的描绘程序101、501将所发出的描绘指令临时积蓄于共用存储器7的队列存储器71中。

接下来，具有描绘处理器3的运算处理器1的负荷判定单元104经由队列单元102提取队列存储器71内的描绘指令的检索关键字，从负荷数据库103检索描绘负荷信息，计算描绘指令的描绘处理时间。

接下来，描绘调度器单元105根据队列存储器71内的描绘指令上附加的优先级以及由负荷判定单元104计算出的描绘指令的描绘处理时间，经由队列单元102，执行该描绘指令的处理顺序的调换/细分化，实现优先描绘、应用之间的稳定化动作。

如以上那样，根据该实施方式3，即便构成为在多CPU结构的描绘控制装置中根据描绘指令上附加的优先级、以及依据从描绘指令提取的检索关键字得到的描绘处理时间，在队列存储器71内进行描绘指令的处理顺序的调换、细分化，在硬件未应对中断等的环境下，也能够关照向优先级高的处理的应对，并且，能够使多个应用平衡性良好地顺利地动作。

实施方式4.

图6是示出本发明的实施方式1的描绘控制装置的结构的图。图6所示的实施方式4的描绘控制装置是在图1所示的实施方式1的描绘控制装置中追加了虚拟描绘API（API处理单元）106以及描绘管理器107的结构。其他结构相同，附加同一符号而省略其说明。

虚拟描绘API106依照由描绘管理器107实施的控制，读入由描绘程序101调用的标准API，使用该标准API来发出附加了优先级的描绘指令，并积蓄到队列存储器21中。

描绘管理器107控制虚拟描绘API106。

在描绘程序101使用的描绘API是OpenGL等标准API的情况下，在该标准API中，未设想向队列存储器21的写入，所以无法将描绘指令积蓄到队列存储器21中。因此，将该标准API临时写入到虚拟描绘API106中，通过虚拟描绘API106发出附加了优先级的描绘指令，并积蓄到队列存储器21中。由此，即使在使用了标准API的情况下也能够实现处理顺序的调换、细分化。

另外，在本实施方式中，能够采用设为将虚拟描绘API106作为客户端、并将描绘调度器单元105作为服务器的服务器客户端型的结构，来交换数据的方式。

如以上那样，根据该实施方式4，构成为将由描绘程序101调用的标准API写入到虚拟描绘API106中，通过虚拟描绘API106发出描绘指令而积蓄到队列存储器21中，所以即使在描绘程序101使用标准API的情况下，也能够得到与实施方式1同样的效果。

另外，本申请发明能够在该发明的范围内，实现各实施方式的自由的组合、或者各实施方式的任意的构成要素的变形、或者在各实施方式中省略任意的构成要素。

产业上的可利用性

本发明的描绘控制装置由于如上述那样构成，所以即使在硬件未应对中断等的环境下，也能够关照向优先级高的处理的应对，并且，能够使多个应用平衡性良好地顺利地动作，适用于描绘图形、文字等的描绘控制装置等。

Claims

1.一种描绘控制装置，具备：

运算处理器，具有发出附加了优先级的描绘指令的描绘程序；以及

队列存储器，积蓄由所述描绘程序发出的描绘指令，

所述描绘控制装置的特征在于，

所述运算处理器具备：

队列单元，控制所述队列存储器；

负荷数据库，保持与能够从描绘指令提取的检索关键字对应的描绘负荷信息；

负荷判定单元，根据所述队列存储器中积蓄的描绘指令从所述负荷数据库检索描绘负荷信息，计算该描绘指令的描绘处理时间；以及

描绘调度器单元，根据所述队列存储器中积蓄的描绘指令上附加的优先级以及由所述负荷判定单元计算出的描绘指令的描绘处理时间，对所述队列单元指示该描绘指令的处理顺序的调换和/或该描绘指令的细分化。

2.根据权利要求1所述的描绘控制装置，其特征在于，

所述运算处理器是由第1处理器核和第2处理器核构成的多核结构，该第1处理器核具有所述描绘程序、所述队列单元、所述负荷数据库、所述负荷判定单元以及所述描绘调度器单元，该第2处理器核具有所述描绘程序。

3.根据权利要求2所述的描绘控制装置，其特征在于，

各个不同的操作系统在所述各处理器核上动作。

4.根据权利要求1所述的描绘控制装置，其特征在于，具备：

第2运算处理器，具有所述描绘程序；以及

共用存储器，代替所述队列存储器，积蓄通过所述各运算处理器的描绘程序发出的描绘指令，

所述负荷判定单元根据所述共用存储器中积蓄的描绘指令从所述负荷数据库检索描绘负荷信息，计算该描绘指令的描绘处理时间，

所述描绘调度器单元根据所述共用存储器中积蓄的描绘指令上附加的优先级以及由所述负荷判定单元计算出的描绘指令的描绘处理时间，对所述队列单元指示该描绘指令的处理顺序的调换和/或该描绘指令的细分化。

5.根据权利要求1所述的描绘控制装置，其特征在于，

所述检索关键字中包括描绘面积以及顶点数。

6.根据权利要求5所述的描绘控制装置，其特征在于，

所述检索关键字中包括描绘质量。

7.根据权利要求1所述的描绘控制装置，其特征在于，

所述描绘程序调用标准应用程序接口，

该描绘控制装置具备应用程序接口处理单元，该应用程序接口处理单元代替基于所述描绘程序的描绘指令的发出，读入通过所述描绘程序调用的标准应用程序接口，使用该标准应用程序接口发出附加了优先级的描绘指令并积蓄到所述队列存储器中。