JP2003108989A

JP2003108989A - 画像処理プロセッサ及び情報処理システム

Info

Publication number: JP2003108989A
Application number: JP2001295108A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Kondo; 伸宏近藤; Seiichiro Saito; 誠一郎齋藤; Kazuhiro Hida; 和浩檜田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-04-11

Abstract

(57)【要約】【課題】多様な画像処理の可能な画像処理プロセッサ
を提供すること。【解決手段】メモリ読み出し装置１１３は、指定され
たアドレスに対するデータを、メモリ１１１，連想記憶
装置１１２から取り出す機能を持つ。演算器１１４は、
与えられた命令に従って、メモリ読み出し装置１１３か
らのデータ読み出しや、読み出したデータに対する加工
処理、アドレスの生成などの演算処理を行う。その際、
演算器１１４の処理結果は、演算器１１４自身に入力す
ることができる。また、演算器１１４の処理結果を、ア
ドレスとしてメモリ読み出し装置１１３に与えることも
できる。この結果、演算器１１４に、所望の画像処理に
対応する演算命令を与えることによって、当該所望の画
像処理を実行させることが可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の画像処理を
行う機能を有する画像処理プロセッサ、及び該画像処理
プロセッサとマイクロプロセッサとを備えた情報処理シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にリアルタイムコンピュータグラフ
ィックの技術分野では、専用の画像処理プロセッサ（Ｌ
ＳＩ）を用いて画像の表示の高速化を行ってきた。すな
わち、もともとはソフトウェアによりＣＰＵ（マイクロ
プロセッサ）で行われていた画像処理をハードウェア化
して１つ（あるいは複数）のＬＳＩで行うようにし、Ｃ
ＰＵの負荷を軽減することで全体としてのパフォーマン
スを向上させてきた。

【０００３】例えば、ポリゴンベースの３Ｄグラフィッ
クス処理を例にとると、オブジェクトはポリゴンと呼ば
れる多角形（主に三角形）から構成され、ポリゴンデー
タの生成、透視変換、光源処理、テクスチャマッピン
グ、ブレンド処理、フラグメント処理といった一連の定
型処理を行うハードウェアを通過して、最終的にピクセ
ルと呼ばれる画面上の色データに変換され画面に表示さ
れる。なお、それらの一部分の処理（例えば、透視変
換、光源処理、フラグメント処理）は、ＣＰＵで（ソフ
トウェアによって）行われることもある。

【０００４】ポリゴンデータの生成はアプリケーション
と密接に結びついているため、通常はアプリケーション
が走るＣＰＵで行われる。例えば、ゲームプログラムな
どでは、オブジェクトの形や位置がプレーヤの意思に従
って変化するため、ＣＰＵで処理するのが普通である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の画像処理プロセッサは、定型処理をハードウェア化し
ただけなので、ポリゴンデータはＣＰＵで生成され、バ
スを通じて画像処理プロセッサへ転送されて、定型処理
が行われるだけであった。

【０００６】例えば、従来の画像処理プロセッサにおい
て、テクスチャメモリへのアクセス部では、入力された
アドレスに対するデータを、テクスチャメモリおよびカ
ラー・ルックアップ・テーブル（ＣＬＵＴ）から読み出
し、そのデータを加工することなしにブレンド処理の過
程に出力する。あるいは、高々ワンパスの定型処理（加
工処理）をしてブレンド処理の過程に出力するだけであ
る。従って、予め定められていない所望の加工処理をそ
の時々に応じて施すようなことはできなかった。

【０００７】また、近年の画像処理技術の向上により、
リアルタイムに生成される画像において、様々な効果を
引き出すために画像データの加工技術の多様化が進んで
きた。さらに、画像処理プロセッサ内に多数配置されて
いる画像処理パイプラインの多目的化の要求も出現して
きた。このような状況下で、従来の画像処理プロセッサ
では、プロセッサ内で画像データを加工できる位置や加
工内容が固定であり、また画像処理パイプラインの目的
も定型処理に限定されており、画像処理技術の多様化に
対応することが困難になっている。

【０００８】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、多様な画像処理を柔軟に行うことができるように
した画像処理プロセッサ及び情報処理システムを提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、外部からデー
タを受け取って所定の画像処理を行う機能を有する画像
処理プロセッサであって、外部から命令及びデータを入
力し、処理データを出力する入出力インタフェースと、
入力された命令及びデータに基づいて所定の画像処理を
行う機能を有する少なくとも一つの汎用処理ユニットと
を備え、前記汎用処理ユニットは、所定のメモリから指
定アドレスに対するデータを読み出す機能を有するメモ
リ読み出し装置と、前記メモリ読み出し装置からのメモ
リ読み出しを含む所定の命令群のうちから指定された命
令を実行する演算器と、前記演算器の実行により得られ
た処理データを入力データとして前記演算器に入力する
ためのパスと、前記演算器の実行により得られた処理デ
ータをアドレスとして前記メモリ読み出し装置に入力す
るためのパスとの少なくとも一方を含む回路とを含むこ
とを特徴とする。

【００１０】本発明において、メモリ読み出し装置３
は、指定されたアドレスに対するデータを、所定のメモ
リから取り出す機能を持つ。演算器は、与えられた命令
に従って、例えば、メモリ読み出し装置からのデータ読
み出しや、読み出したデータに対する加工処理、アドレ
スの生成などの演算処理を行う。その際、演算器の処理
結果を演算器自身に入力すること、およびまたは演算器
の処理結果をアドレスとしてメモリ読み出し装置に与え
ることができる。

【００１１】本発明によれば、汎用処理ユニットに、所
望の画像処理に対応する演算命令を与えることによっ
て、当該所望の画像処理を実行させることが可能にな
る。また、１つの汎用処理ユニットで、画像処理全体に
おける任意の部分の処理を、任意の内容で実現すること
ができる。

【００１２】好ましくは、前記回路は、データの流れを
制御する機能を持ち、その動作の入力を上流から行うパ
スを含むようにしてもよい。データの流れを制御する装
置の動作の入力を上流から行うパスは、データと演算器
の制御を同一の経路から入力するのに用いることがで
き、これによって、画像処理に特有のデータストリーム
毎の演算器制御において、データと制御の関連付けを容
易に行うことができるようになる。

【００１３】また、好ましくは、前記回路は、データの
流れを制御する機能を持ち、その動作の入力を下流から
行うパスを含むようにしてもよい。

【００１４】また、好ましくは、前記汎用処理ユニット
は、前記演算器の実行により得られた処理データを保持
可能な一時記憶領域を更に含むようにしてもよい。この
演算器での演算結果を書き込み可能な一時記憶領域は、
演算器を用いて演算した結果を別の機会に再び演算器を
用いた演算に使用できるようにするための装置であり、
この記憶領域を用いることにより、複数回演算器を使用
する演算を高速に行うことができるようになり、多様な
効果をリアルタイム画像処理に使用できるようになる。

【００１５】また、好ましくは、複数の処理をパイプラ
イン的に処理する処理部を備え、前記処理部は、少なく
とも一つの前記汎用処理ユニットを有するようにしても
よい。これによって、多様な画像処理パイプラインを実
現することができる。

【００１６】また、本発明に係る情報処理システムは、
本発明の画像処理プロセッサと、該画像処理プロセッサ
を利用するマイクロプロセッサとを備えたことを特徴と
する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施の形態を説明する。

【００１８】図１に、本実施形態に係る画像処理プロセ
ッサの一構成例およびこれを用いた情報処理システム
（例えば、ゲーム機）の要部の一構成例を示す。

【００１９】図１に示されるように、本情報処理システ
ムは、画像処理プロセッサ１０、ＣＰＵ２０、メインメ
モリ３０、メモリコントローラ５０、入出力インタフェ
ース（Ｉ／Ｏ）４０、システムバス６０を備えている。
なお、本情報処理システムは、必要に応じて、その他の
種々の装置等を備える。

【００２０】本実施形態の画像処理プロセッサ１０は、
詳しくは後述するように、適宜、演算命令を与えること
によって、所望の画像処理を実行させることの可能な汎
用処理ユニット１１を持っている。画像処理プロセッサ
１０内に設けられる汎用処理ユニット１１は、１つでも
よいし、複数であってもよい。また、画像処理プロセッ
サ１０は、特定の画像処理を行う１又は複数の専用処理
ユニット１２を持っていてもよい。また、画像処理プロ
セッサ１０は、図示しない入出力インタフェース（Ｉ／
Ｏ）を持つ。また、画像処理プロセッサ１０は、必要に
応じて、その他の種々のユニット等を備える。画像処理
プロセッサ１０は、ＣＰＵ２０によって利用されること
になる。

【００２１】なお、画像処理プロセッサ１０で、１つの
汎用処理ユニット１１と１又は複数の専用処理ユニット
１２とで、あるいは複数の汎用処理ユニット１１と１又
は複数の専用処理ユニット１２とで、あるいは複数の汎
用処理ユニット１１で、パイプライン処理を実現するこ
ともかのうである。

【００２２】また、画像処理プロセッサ１０で所定の画
像処理の全部または一部を並列処理させるために、並列
処理に対応する部分について、汎用処理ユニット１１
（あるいは汎用処理ユニット１１および専用処理ユニッ
ト１２）を複数系統備えてもよい。その際に、各系列で
行う処理の全部または一部がパイプライン処理であって
もよい。

【００２３】ＣＰＵ２０は、当該ＣＰＵ用に作成された
アプリケーション（例えば、本情報処理システムがゲー
ム機である場合のゲームソフト）を実行するものであ
り、その際に、必要に応じて、画像処理プロセッサ１０
に処理を行わせる。すなわち、本情報処理システムがな
すべき画像処理の部分に関しては、ＣＰＵ２０と画像処
理プロセッサ１０とが協働して（あるいは処理を分担し
て）画像処理を行うことになる（なお、全画像処理を画
像処理プロセッサ１０に行われることも可能である）。

【００２４】ここで、図１では、システム・バス６０
に、ＣＰＵ２０、画像処理プロセッサ１０、メモリ・コ
ントローラ５０等が接続された形態になっている。ま
た、メインメモリ３０や入出力インタフェース４０は、
メモリコントローラ５０に接続される形態になる。オペ
レーティングシステム（ＯＳ）については、外部から入
出力インタフェース４０を介してメインメモリ３０読み
込む形態や、ＯＳを書き込んだＲＯＭをメモリコントロ
ーラ５０に接続する形態などが可能である。本発明は、
他のアーキテクチャーを持つ情報処理システムにも適用
可能である。

【００２５】図１の情報処理システムの起動手順は、例
えば、次のようになる。まず、例えば、情報処理システ
ムの電源が投入され、あるいはリセットスイッチが押さ
れるなどによって、初期化シーケンスが開始される。初
期化シーケンスが開始されると、まず、メモリコントロ
ーラ５０を初期化する。ここでの初期化とは、ハードウ
ェア的に初期化するリセットのことである。これと前後
して、画像処理プロセッサ１０をハードウェア的に初期
化する。次に、ＣＰＵ２０を初期化する。ここでの初期
化とは、ハードウェア的に初期化するリセットのことで
ある。次に、ＯＳを起動する。ＯＳは、ソフトウェア的
に画像処理プロセッサ１０や各周辺機器を初期化する。
すなわち、まず、ＯＳは、割り込みベクタを初期化す
る。次に、周辺機器を初期化する。次に、メディアがあ
るかどうか調べ、メディアがあれば、アプリケーション
の読み出しを行う。次に、アプリケーションを、ＣＰＵ
２０で実行する。

【００２６】さて、以下では、本実施形態の画像処理プ
ロセッサが備える汎用処理ユニット１１について詳しく
説明する。

【００２７】図２に、本汎用処理ユニット１１の内部構
成例を示す。

【００２８】図２において、１１１はメモリであり、メ
インメモリ３０から転送したデータを保持する部分であ
る。メモリ１１１は、例えば、テクスチャデータやポリ
ゴンデータなど種々のデータを記憶するためにのメモリ
として利用することができる。また、演算命令を記憶す
るために利用することができる。なお、メモリ１１１
は、画像処理プロセッサ内に設けたメモリインタフェー
スを介して画像処理プロセッサに外付けする方法も可能
である。

【００２９】１１２は連想記憶装置であり、タグ付けさ
れたデータを保持する部分である。連想記憶装置１１２
は、例えば、該汎用処理ユニット１１をテクスチャデー
タに関する処理のために用いる場合であって、扱うテク
スチャデータがカラー・ルックアップ・テーブルを必要
とするフォーマットである場合に、当該カラー・ルック
アップ・テーブルとして利用することができる。なお、
連想記憶装置１１２は、画像処理プロセッサ内に設けた
メモリインタフェースを介して画像処理プロセッサに外
付けする方法も可能である。また、連想記憶装置１１２
を備えない構成も可能である（この場合、例えば、連想
記憶装置１１２を必要としないデータを扱うことを前提
とするかまたは連想記憶装置１１２を必要とするデータ
についてはＣＰＵ２０で処理することになる）。

【００３０】１１３はメモリ読み出し装置であり、指定
されたアドレスに対するデータを、記憶装置１１１，１
１２から取り出す部分である。

【００３１】１１４は演算器であり、メモリ読み出し装
置１１３からの出力を利用するなどして演算を行う部分
である。

【００３２】１１５は制御装置であり、演算器１１４の
動作、データフローを制御するためのものである。

【００３３】１２０１は、当該画像処理プロセッサ１０
において、このブロック（汎用処理ユニット１１）の上
流からの入力である。１２０２は、当該画像処理プロセ
ッサ１０において、このブロック（汎用処理ユニット１
１）の下流への出力である。上流や下流は、画像処理全
体を構成する個々の処理をＣＰＵ２０と画像処理プロセ
ッサ１０のいずれにおいて行うかおよび汎用処理ユニッ
ト１１にどの処理を行われるかによって、相違してく
る。例えば、ＣＰＵ２０であることも、当該画像処理プ
ロセッサ１０内の専用処理ユニット１２であることも、
汎用処理ユニット１１自身（または他の汎用処理ユニッ
ト１１）であることもある。

【００３４】１１０１は、メモリ読み出し装置１１３で
読み出したデータを演算器１１４に入力するパスであ
り、アクセスしたデータ（例えば、テクスチャデータ、
ポリゴンデータ）を用いての演算を可能とする。

【００３５】１１０２は、演算器１１４が演算を実行し
て得られた結果を再び演算器１１４の入力に戻す（すな
わち、入力として演算器１１４自身に与える）パスであ
り、演算器１１４を複数回使用することを可能にする。

【００３６】１１０３は、演算器１１４が演算を実行し
て得られた結果をアドレスとしてメモリ読み出し装置１
１３へ与えるパスであり、演算結果をアドレスとするデ
ータへのアクセスを可能にする。

【００３７】なお、汎用処理ユニット１１への入力デー
タや演算命令は、例えば、上流側から直接渡す方法（図
中、１２０１）や、メモリ１１１等に書き込んで受け渡
しする方法などが可能である。また、汎用処理ユニット
１１からの出力データも、下流側に直接渡す方法（図
中、１２０２）や、メモリ１１１等に書き込んで受け渡
しする方法などがある。

【００３８】図３に、本画像処理プロセッサの汎用処理
ユニット１１の内部構成の他の例を示す。本構成例は、
基本的には、図２と同様の機能を持つものであるが、図
２では、制御装置１１５が下流側にあるのに対して、図
３では、制御装置１１６が、上流側にある点が異なって
いる。すなわち、本構成例では、汎用処理ユニット１１
の動作の入力を上流から行うことができる構成をとって
いる。図３において、１１０４は演算器１１４からの出
力を制御装置に入力するパスで、演算結果を再び演算器
１１４への入力としたり、演算結果をアドレスとして再
びメモリ１１１へのアクセスを可能としたりなどするの
に利用される。

【００３９】このデータの流れを制御する装置の動作の
入力を上流から行うパスは、データと演算器の制御を同
一の経路から入力するのに用いることができ、これによ
って、画像処理に特有のデータストリーム毎の演算器制
御において、データと制御の関連付けを容易に行うこと
ができるようになる。

【００４０】図４に、本画像処理プロセッサの汎用処理
ユニット１１の内部構成のさらに他の例を示す。本構成
例は、図２の構成例に対して、制御装置１１５と演算器
１４の間に一時記憶装置１７を設けたものである。一時
記憶装置１７は、演算器１１４からの出力を保持するた
めに用いる。図４において、１０５は一時記憶装置１１
７への入力パスで、演算器１１４からの出力を一時記憶
装置１１７に入力することを可能にする。図２の構成例
では、演算器１１４からの出力はただちに演算器１１４
へ入力されるが、図４の構成例では、任意のタイミング
で演算器１１４からの出力を演算器１１４へ入力させる
ことができる（演算器１１４は、所望のタイミングで、
一時記憶装置１１７に保持されている所望のデータにア
クセスすることができる）。

【００４１】なお、同様に、図３の構成例に対して、制
御装置１１６と演算器１４との間に一時記憶装置を設け
る構成も可能である。

【００４２】なお、図２〜図４において、演算器の演算
結果を再び演算器の入力に戻すパスと、演算器の演算結
果をアドレスとしてメモリ読み出し装置へ与えるパスと
のいずれか一方のみ備えた汎用処理ユニット１１も構成
可能である。

【００４３】以下では、ＣＰＵ２０と画像処理プロセッ
サ１０によって実現される画像処理全体において、画像
処理プロセッサ１０内の汎用処理ユニット１１がどのよ
うにして利用できるかについて説明する。

【００４４】図５に、ＣＰＵ２０と画像処理プロセッサ
１０によって実現される画像処理全体の概略構成例を示
す。

【００４５】透視変換／光源処理部１では、透視変換と
光源処理を行う。

【００４６】セットアップ／ＤＤＡ(digital different
ial analysis)処理部２では、画像処理において、透視
変換／光源処理部１によって決定された視点方向から
の、点や線、多角形、ポリゴンデータの形状を算出し、
そのピクセル情報を得る処理を行う。

【００４７】テクスチャアドレス生成部３では、ピクセ
ル情報からアクセスするテクスチャデータのアドレスを
生成する処理を行う。

【００４８】テクスチャデータ処理部４では、テクスチ
ャメモリに格納されたテクスチャデータを用いて各ピク
セルに対応するテクスチャの色データを求める処理を行
う。

【００４９】ブレンド処理部５では、１ピクセルに対応
する複数の色データを混ぜる処理を行う。

【００５０】フラグメント処理部６では、各種編集処理
を行い最終的な描画色を求める処理を行う。

【００５１】なお、透視変換／光源処理部１が処理する
もととなるデータは、例えば、ＣＰＵ２０によって与え
られる。また、フラグメント処理部６により得られた最
終的な画像データは、例えば、図示しないフレームメモ
リに保持される。

【００５２】ここで、上記の画像処理を、実際にＣＰＵ
２０と画像処理プロセッサ１０を用いてどのように構成
するかについては、種々のバリエーションがある。

【００５３】例えば、透視変換／光源処理部１とセット
アップ／ＤＤＡ処理部２とフラグメント処理部６をＣＰ
Ｕ２０で実現し（すなわち、ソフトウェアによって処理
を行い）、テクスチャアドレス生成部３とテクスチャデ
ータ処理部４とブレンド処理部５を画像処理プロセッサ
１０で実現する構成がある（図５の２０１が、画像処理
プロセッサ１０で実現する範囲を示している）。また、
例えば、上記において、フラグメント処理部６は画像処
理プロセッサ１０で実現する構成（図５の２０２参照）
や、セットアップ／ＤＤＡ処理部２とフラグメント処理
部６は画像処理プロセッサ１０で実現する構成（図５の
２０３参照）もある。また、例えば、図５の２０１、２
０２または２０３において、さらに、透視変換／光源処
理部１についても画像処理プロセッサ１０で実現する構
成など、種々の方法がある。

【００５４】ここで、画像処理プロセッサ１０で実現す
る処理については、１つ又は２以上のものを（１又は複
数の）汎用処理ユニット１１で行い、その他の１つ又は
２以上ものを（１又は複数の）専用処理ユニット１２に
より実現することができる（全部を（１又は複数の）汎
用処理ユニット１１で行う構成も可能である）。

【００５５】例えば、画像処理プロセッサ１０の汎用処
理ユニット１１で、テクスチャデータ処理部４を実現し
たり、透視変換／光源処理部１を実現したりすることが
できる。例えば、テクスチャデータ処理部４を汎用処理
ユニット１１で実現した場合、テクスチャメモリを読み
出すだけでなく、適宜、演算命令を与えることによっ
て、所望の加工処理をテクスチャメモリに対して施すこ
とができるようになる。透視変換／光源処理やその他の
処理についても同様である。

【００５６】例えば、図５の例において、画像処理プロ
セッサ１０の汎用処理ユニット１１で、テクスチャデー
タ処理部４を実現する場合（なお、テクスチャアドレス
生成部３とブレンド処理部５も画像処理プロセッサ１０
内にあるとした場合）には、汎用処理ユニット１１の上
流は、テクスチャアドレス生成部３になり、下流は、ブ
レンド処理部５になる。

【００５７】また、例えば、図５の例において、画像処
理プロセッサ１０内の１つの汎用処理ユニット１１で、
テクスチャデータ処理部４と透視変換／光源処理部１の
双方を実現することもできる。図６に、この場合の画像
処理全体の様子を示す。図６に示されるように、画像処
理プロセッサ１０の汎用処理ユニット１１は、図５の画
像処理において、初回目には、透視変換／光源処理部１
に相当する処理を行う。このときは、汎用処理ユニット
１１の上流は、ＣＰＵ２０になり、下流は、セットアッ
プ／ＤＤＡ処理部２（セットアップ／ＤＤＡ処理部２が
ＣＰＵ２０にあるときはＣＰＵ２０、セットアップ／Ｄ
ＤＡ処理部２が画像処理プロセッサ１０内にあるときは
画像処理プロセッサ１０内のセットアップ／ＤＤＡ処理
部２）になる。他方、汎用処理ユニット１１は、２回目
には、テクスチャデータ処理部４に相当する処理を行
う。この場合は（なお、テクスチャアドレス生成部３と
ブレンド処理部５も画像処理プロセッサ１０内にあると
した場合）、汎用処理ユニット１１の上流は、テクスチ
ャアドレス生成部３になり、下流は、ブレンド処理部５
になる。

【００５８】このように、１つの汎用処理ユニット１１
で、画像処理全体における任意の部分の処理を、任意の
内容で実現することができる。

【００５９】もちろん、これまで説明してきた例の他に
も種々のバリエーションがある。

【００６０】図７に、画像処理プロセッサ１０の汎用処
理ユニット１１においてテクスチャデータ処理部４に相
当する処理を実行する場合の処理手順の一例を示す。

【００６１】ここでは、メモリ１１１をテクスチャメモ
リとして利用し、連想記憶装置１１２をカラー・ルック
アップ・テーブルとして利用するものとする。

【００６２】まず、メモリアドレスと演算命令を受け取
る（ステップＳ１１）。

【００６３】次に、ステップＳ１１で受け取った演算命
令とメモリアドレスをもとに、メモリ（テクスチャメモ
リ）１１１および連想記憶装置（カラー・ルックアップ
・テーブル）１１２からデータの読み出しを行う。

【００６４】次に、ステップＳ１１で受け取った演算命
令とステップＳ１２で得たデータをもとに、演算器１１
４にて演算処理を行う（ステップＳ１３）。

【００６５】次に、演算処理の結果（例えば、処理を施
されたテクスチャデータ）を出力する（ステップＳ１
４）。

【００６６】ステップＳ１１で受け取ったメモリアドレ
スや演算命令が残っていれば（ステップＳ１５）、ステ
ップＳ１１に戻って処理を続行し、もしなければ（ステ
ップＳ１５）、処理を終了する。

【００６７】なお、ステップＳ１３で、一時記憶装置１
１７を使用することもできる。

【００６８】もちろん、ステップＳ１３でテクスチャデ
ータに対する加工処理を行わずに、読み出したテクスチ
ャデータをそのまま出力することも可能である。

【００６９】図８に、画像処理プロセッサ１０の汎用処
理ユニット１１において透視変換／光源処理部１におけ
る三次元座標変換に相当する処理を実行する場合の処理
手順の一例を示す。

【００７０】まず、上流より得た命令列番号を用いて、
制御装置（１１５あるいは１１６）によりメモリ１１１
から命令列を読み出す（ステップＳ２１）。

【００７１】次いで、ステップＳ２１〜Ｓ２４の一連の
ループ処理を行う。

【００７２】ステップＳ２１で読み出した命令列をもと
に、三次元座標変換に用いるための座標を、メモリ１１
１あるいは上流から読み出す（ステップＳ２２）。

【００７３】ステップＳ２２で読み出された座標と、ス
テップＳ２１で読み出された命令列とをもとに、演算器
１１４を用いて行列を合成し、これをレジスタあるいは
ワークメモリ（例えば、一時記憶装置１１７）に保持す
る（ステップＳ２３）。

【００７４】ステップＳ２１で読み出した命令列をもと
に、読み出すべき行列がまだ存在しているかどうかを調
べ、まだ存在していれば（ステップＳ２４）、ステップ
Ｓ２２に戻って処理を繰り返し、存在していなければ、
ステップＳ２５へと移る。

【００７５】次いで、ステップＳ２５〜Ｓ２８の一連の
ループ処理を行う。

【００７６】命令列をもとに頂点情報を上流あるいはメ
モリ１１１から読み出し、レジスタあるいはワークメモ
リに保持する（ステップＳ２５）。

【００７７】読み出した頂点情報を、ステップＳ２３に
おいて生成され保持されている変換行列と合成し（ステ
ップＳ２６）、その合成した結果を、レジスタあるいは
下流へ出力する（ステップＳ２７）。

【００７８】ステップＳ２１で読み出した命令列をもと
に、読み出す頂点情報がまだ存在しているかどうかを調
べ（ステップＳ２８）、まだ存在していれば、ステップ
Ｓ２５へ、存在していなければ、三次元座標変換処理を
終了する。

【００７９】ところで、画像を複数に分割して並列処理
することも可能である。例えば、図５において、セット
アップ／ＤＤＡ処理部２で画像をｎ（ｎは複数）の領域
に分割し（例えば、８分割し）、分割したｎ個の領域毎
に、テクスチャアドレス生成部３とテクスチャデータ処
理部４とブレンド処理部５を行い、フラグメント処理部
６ではもとの１つの画像として処理する構成も可能であ
る。この場合には、例えば、専用処理ユニット１２によ
るテクスチャアドレス生成部３と汎用処理ユニット１１
によるテクスチャデータ処理部４と専用処理ユニット１
２（あるいは汎用処理ユニット１１）によるブレンド処
理部５とからなるパイプラインを、ｎ系統（例えば、８
系統）設けるようにしてもよい。また、例えば、汎用処
理ユニット１１をｎ系統設け、各系統の汎用処理ユニッ
ト１１にて時分割でテクスチャアドレス生成とテクスチ
ャデータ処理とブレンド処理を行うようにすることも可
能である。

【００８０】図９に、画像を複数に分割して並列処理す
る場合の画像処理プロセッサ（画像処理ＬＳＩ）の一構
成例およびこれを用いた情報処理システム（例えば、ゲ
ーム機）の要部の一構成例を示す。

【００８１】この構成例では、一例として、図１０に示
すように、セットアップ／ＤＤＡ処理部２で画像を４分
割し、各４分割画像に対して、４並列に設けたテクスチ
ャメモリアクセス部１６でテクスチャアドレス生成部３
／テクスチャデータ処理部４／ブレンド処理部５に相当
する処理を行い、フラグメント処理部６でもとの１つの
画像として処理する。

【００８２】汎用処理ユニット１１を含むテクスチャメ
モリアクセス部１６の内部構成は、上記のように、種々
のバリエーションが可能である。

【００８３】なお、図９では、画像処理プロセッサ内に
設けたメモリインタフェース１７を介して、カラー・ル
ックアップ・テーブル１８とテクスチャメモリ１９を外
画像処理プロセッサに外付けする構成例であるが、カラ
ー・ルックアップ・テーブル１８とテクスチャメモリ１
９を外画像処理プロセッサ内に設ける構成も可能であ
る。

【００８４】なお、この発明の実施の形態で例示した構
成は一例であって、それ以外の構成を排除する趣旨のも
のではなく、例示した構成の一部を他のもので置き換え
たり、例示した構成の一部を省いたり、例示した構成に
別の機能あるいは要素を付加したり、それらを組み合わ
せたりすることなどによって得られる別の構成も可能で
ある。また、例示した構成と論理的に等価な別の構成、
例示した構成と論理的に等価な部分を含む別の構成、例
示した構成の要部と論理的に等価な別の構成なども可能
である。また、例示した構成と同一もしくは類似の目的
を達成する別の構成、例示した構成と同一もしくは類似
の効果を奏する別の構成なども可能である。また、この
発明の実施の形態で例示した各種構成部分についての各
種バリエーションは、適宜組み合わせて実施することが
可能である。また、この発明の実施の形態は、個別装置
としての発明、関連を持つ２以上の装置についての発
明、システム全体としての発明、個別装置内部の構成部
分についての発明、またはそれらに対応する方法の発明
等、種々の観点、段階、概念またはカテゴリに係る発明
を包含・内在するものである。従って、この発明の実施
の形態に開示した内容からは、例示した構成に限定され
ることなく発明を抽出することができるものである。

【００８５】本発明は、上述した実施の形態に限定され
るものではなく、その技術的範囲において種々変形して
実施することができる。

【００８６】

【発明の効果】本発明によれば、多様な画像処理を柔軟
に行うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る画像処理プロセッサ
の一構成例およびこれを用いた情報処理システムの構成
例を示す図

【図２】同実施形態に係る画像処理プロセッサの構成例
を示す図

【図３】同実施形態に係る画像処理プロセッサの他の構
成例を示す図

【図４】同実施形態に係る画像処理プロセッサのさらに
他の構成例を示す図

【図５】同実施形態に係る画像処理プロセッサとＣＰＵ
によって実現される画像処理全体の構成例を示す図

【図６】同実施形態に係る汎用処理ユニットで透視変換
／光源処理部とテスクチャデータ処理部を実現する例を
示す図

【図７】同実施形態に係る画像処理プロセッサ内の汎用
処理ユニットの処理手順の一例を示すフローチャート

【図８】同実施形態に係る画像処理プロセッサ内の汎用
処理ユニットの処理手順の他の例を示すフローチャート

【図９】本発明の一実施形態に係る画像処理プロセッサ
の一構成例およびこれを用いた情報処理システムの具体
例を示す図

【図１０】同実施形態に係る画像処理プロセッサを並列
に設けて分割画像に対して並列処理を行う例を示す図

【符号の説明】

１…透視変換／光源処理部２…セットアップ／ＤＤＡ処理部３…テクスチャアドレス生成部４…テクスチャデータ処理部５…ブレンド処理部６…フラグメント処理部１０…画像処理プロセッサ１１…汎用処理ユニット１２…専用処理ユニット１６…テクスチャメモリアクセス部１７…メモリインタフェース１８…カラー・ルックアップ・テーブル１９…テクスチャメモリ２０…ＣＰＵ３０…メインメモリ４０…入出力インタフェース５０…メモリコントローラ６０…システムバス１１１…メモリ１１２…連想記憶装置１１３…メモリ読み出し装置１１４…演算器１１５，１１６…制御装置１１７…一時記憶装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者檜田和浩神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地株式会社東芝マイクロエレクトロニクスセンター内Ｆターム(参考） 5B057 CH01 CH04 CH05 CH11 CH14 5B080 BA04 CA04 CA05 CA09 DA06 FA03 GA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部からデータを受け取って所定の画像処
理を行う機能を有する画像処理プロセッサであって、外部から命令及びデータを入力し、処理データを出力す
る入出力インタフェースと、入力された命令及びデータに基づいて所定の画像処理を
行う機能を有する少なくとも一つの汎用処理ユニットと
を備え、前記汎用処理ユニットは、所定のメモリから指定アドレスに対するデータを読み出
す機能を有するメモリ読み出し装置と、前記メモリ読み出し装置からのメモリ読み出しを含む所
定の命令群のうちから指定された命令を実行する演算器
と、前記演算器の実行により得られた処理データを入力デー
タとして前記演算器に入力するためのパスと、前記演算
器の実行により得られた処理データをアドレスとして前
記メモリ読み出し装置に入力するためのパスとの少なく
とも一方を含む回路とを含むことを特徴とする画像処理
プロセッサ。
【請求項２】前記回路は、データの流れを制御する機能
を持ち、その動作の入力を上流から行うパスを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の画像処理プロセッサ。
【請求項３】前記回路は、データの流れを制御する機能
を持ち、その動作の入力を下流から行うパスを含むこと
を特徴とする請求項１に記載の画像処理プロセッサ。
【請求項４】前記汎用処理ユニットは、前記演算器の実
行により得られた処理データを保持可能な一時記憶領域
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の画像処理
プロセッサ。
【請求項５】前記汎用処理ユニット内で前記演算器が所
望のタイミングで前記一時記憶領域に保持されている所
望のデータをアクセス可能としたことを特徴とする請求
項４に記載の画像処理プロセッサ。
【請求項６】前記汎用処理ユニットに行わせる処理は、
透視変換／光源処理、セットアップ／ＤＤＡ処理、テク
スチャアドレス生成、テクスチャデータ処理、ブレンド
処理又はフラグメント処理のうちの少なくとも一つであ
ることを特徴とする請求項１に記載の画像処理プロセッ
サ。
【請求項７】１つの前記汎用処理ユニットに、透視変換
／光源処理、セットアップ／ＤＤＡ処理、テクスチャア
ドレス生成、テクスチャデータ処理、ブレンド処理又は
フラグメント処理のうちの２以上を行わせるようにした
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理プロセッ
サ。
【請求項８】複数の処理をパイプライン的に処理する処
理部を備え、前記処理部は、少なくとも一つの前記汎用処理ユニット
を有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理プ
ロセッサ。
【請求項９】１つの画像を複数の部分に分割した分割画
像の各々を並列に処理するための複数の処理部を備え、前記処理部の各々は、少なくとも一つの前記汎用処理ユ
ニットを有することを特徴とする請求項１に記載の画像
処理プロセッサ。
【請求項１０】予め定められた所定の画像処理のみを行
う機能を有する少なくとも一つの専用処理ユニットを更
に備えたことを特徴とする請求項１のいずれか１項に記
載の画像処理プロセッサ。
【請求項１１】前記専用処理ユニットに行わせる処理
は、透視変換／光源処理、セットアップ／ＤＤＡ処理又
はフラグメント処理のうちの少なくとも一つであること
を特徴とする請求項１に記載の画像処理プロセッサ。
【請求項１２】前記メモリ読み出し装置は、所定の連想
記憶装置からデータを読み出す機能を更に有することを
特徴とする請求項１に記載の画像処理プロセッサ。
【請求項１３】請求項１ないし１２のいずれか１項に記
載の画像処理プロセッサと、該画像処理プロセッサを利
用するマイクロプロセッサとを備えたことを特徴とする
情報処理システム。
【請求項１４】前記画像処理プロセッサにより、透視変
換／光源処理、セットアップ／ＤＤＡ処理、テクスチャ
アドレス生成、テクスチャデータ処理、ブレンド処理又
はフラグメント処理のうちの少なくとも１つを実行し、前記透視変換／光源処理、セットアップ／ＤＤＡ処理、
テクスチャアドレス生成、テクスチャデータ処理、ブレ
ンド処理又はフラグメント処理のうち、前記画像処理プ
ロセッサにより実行する処理以外の処理を、前記マイク
ロプロセッサで実行することを特徴とする請求項１３に
記載の画像処理プロセッサ。