JP3468369B2 - フレーム・バッファに直接的に書込む方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フレーム・バッファへ
のアクセスを制御するウインドイング・プログラムを有
するマルチタスキング・コンピュータ・システムに関
し、さらに詳しくは、このようなシステムにおいてフレ
ーム・バッファに直接的に書込む方法および装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】最も簡単な形態では、コンピュータは、
情報が出力ディスプレイに書込まれるように、単一プロ
グラムからの情報を、情報を記憶するフレーム・バッフ
ァに書込む。一般に、この単一プログラムのディスプレ
イは、全出力ディスプレイをカバーしている。出力ディ
スプレイに一度に１つ以上のプログラムをディスプレイ
したい場合、各プログラムは、ウインドウ（通常、方
形）と呼ばれるディスプレイの小さい部分に提供され
る。コンピュータ・システムにおいて、多くの異なるプ
ログラムが走行している場合、出力ディスプレイのスク
リーンには沢山のウインドウが現れる。これらウインド
ウは移動したり、大きさが（場合によっては形状も）変
化したり、互いに重なり合うこともある。１つのウイン
ドウが、あるプログラムが走行している別のウインドウ
と重なり合った場合、データは重なり合ったウインドウ
の部分や背景には書込まれてはならない。そのデータ
は、前景のデータが重ね書きされないようにクリップさ
れなければならない。

【０００３】とりわけ、各プログラムがフィットする異
なるウインドウをどうにかしてセット・アップするよう
複数のウインドウにおいてアプリケーション・プログラ
ムを走行する場合、各アプリケーション・プログラムか
らの情報を正しいウインドウに送り、かつ各プログラム
の正しい部分がディスプレイされるよう異なるウインド
ウの重なり合いに注意しなければならない。これら全て
のタスクが各アプリケーション・プログラムにより行な
われる場合には、異なるプログラムが互いに干渉しない
ようにするため、プログラム間で相当チェックしなけれ
ばならない。このため、システムのオペレーション速度
は遅くなり、お粗末な設計のソフトウェアではシステム
のオペレーションを損なってしまうことになる。したが
って、より進歩したコンピュータ・システムでは、何を
ディスプレイするかを制御するためフレーム・バッファ
への書込み動作の全てを引き受けるウインドウ管理プロ
グラムを設計している。

【０００４】ウインドウ管理プログラムは、全ディスプ
レイを制御し、異なるプログラムが書込まれるウインド
ウをセット・アップし、これらウインドウの位置決めを
制御し、ウインドウが重なり合っている場合にはどの情
報をディスプレイすべきかを決定し、かつ単一出力ディ
スプレイ装置に沢山のアプリケーション・プログラムを
同時にディスプレイさせるのに必要な全てのオペレーシ
ョンを行なう。ウインドウ管理プログラムを通して動作
するプログラムが、出力ディスプレイに情報を提供する
ことを望んでいる場合には、ウインドウ管理プログラム
に知らせる。ウインドウ管理プログラムは、ディスプレ
イの特定の部分をそれに割当て、かつプログラムがディ
スプレイされるべきウインドウをセット・アップする。
したがって、代表的には、情報の各ピクセルが、提供用
アプリケーション・プログラムにより供給されると、ウ
インドウ管理プログラムは、そのピクセルが現れるべき
スクリーン上の位置を決定し、ピクセルが別のウインド
ウにより隠されていないかどうかを見分けるようチェッ
クし、かつ出力ディスプレイにディスプレイするためフ
レーム・バッファに計算結果を供給する。ウインドウ管
理プログラムは、ウインドウの位置決めや再位置決め、
および重なり合いにより生じた問題を制御する。これに
より、それらがディスプレイされる際、プログラムを正
しく動作することができ、またプログラマはディスプレ
イに要する手続きの大半を書込む必要はない。

【０００５】このようなシステムでは、ウインドウ管理
プログラムを通過することによってしか、プログラム
は、その結果をディスプレイすることができなかった。
一般には、これは望ましいことである。なぜならば、ウ
インドウ管理プログラムは、ウインドウ・ディスプレイ
に必要なハウスキーピングの全てを行ない、かつ異なる
プログラムが互いに重ね書きしないようにしてディスプ
レイにおいて干渉し合うことがないようにするからであ
る。しかし、このような情報提供の方法は、フレーム・
バッファ（ここからデータがディスプレイに実際に書込
まれる）を１秒に約１０回しか更新することができない
よう、有効オーバヘッドを有している。このようなウイ
ンドウ管理プログラムを走行しているコンピュータ・シ
ステムがフレーム・バッファを更新する速さは、ウイン
ドウ管理プログラムなしのシステムにおいて各プログラ
ムが更新する速度ほどは速くない。

【０００６】多くの各コンピュータ・プログラムは、ウ
インドウ管理プログラムを用いた場合よりも速くフレー
ム・バッファが更新される場合にはより優れた性能を示
す。たとえば、テレビのようなライブ・ビデオやアニメ
ーション・プログラムは、１秒当り１０回よりもはるか
に速い速度で更新しなければならない。一般に、毎秒３
０フレームのビデオ情報が提供される。この情報が、フ
レーム・バッファを１秒当り１０回しか更新することが
できないウインドウ管理プログラムにより制御される出
力ディスプレイのウインドウに提供される場合には、提
供されるビデオ・ピクチュアは歪んでしまう。それは、
１つのフレームから次のフレームに飛び越したように見
え、また異なるビデオ・フレームの部分が１度にディス
プレイに現れたようなフレームの分裂が起きる。

【０００７】ディスプレイを制御するためウインドウ管
理プログラムを用いているシステムにおいて、歪められ
ることのない高速で変化する図形情報を提供する１つの
方法として、ウインドウ管理プログラムをバイパスして
フレーム・バッファに直接的に書込む方法がある。しか
し、このように行なった場合、ウインドウ管理プログラ
ムにより解決されるはずの全ての問題が発生する。アプ
リケーション・プログラムがディスプレイに直接的に書
込んだ場合、それは、他のプログラムに重ね書きするか
または他のやり方でプログラムと干渉し合うか、または
ウインドウ管理プログラムによりそれ自身重ね書きされ
てしまう。さらに、このようなプログラムは、ウインド
ウ管理プログラムにより制御されるプログラムとともに
存在できるために必要な全てのクロス−チェッキングに
より生じた遅延をどうにかして克服しなければならな
い。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、フレ
ーム・バッファに直接的に書込むためウインドウ管理プ
ログラムを有しているシステムにおいてプログラムを走
行させる方法および装置を提供することである。本発明
の他の目的は、ウインドウ管理プログラムにより制御さ
れた他のプログラムと干渉することなくフレーム・バッ
ファに直接的に書込むようウインドウ管理プログラムを
有するシステムまたは他のプログラムと干渉が存在する
システムにおいてプログラムを走行させる方法および装
置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、フレーム・バ
ッファへのデータ供給を制御するウインドウ管理プログ
ラムを走行するプロセッサと、ディスプレイされるべき
図形情報の第２情報源を有するコンピュータ・システム
における、出力ディスプレイに信号を供給するフレーム
・バッファに直接的に書込む方法において、第２情報源
がディスプレイされるべき図形情報を有していることを
示している信号を第２情報源からウインドウ管理プログ
ラムに供給する過程と、ウインドウ管理プログラムの制
御のもとで、上記第２情報源により供給されるべき図形
情報をディスプレイするためウインドウをセット・アッ
プする過程と、ウインドウが存在していることを第２情
報源に知らせかつその位置とクリッピングに関連した情
報を供給する過程と、構成されたウインドウに第２情報
源により供給された図形情報をディスプレイするため発
生されるべき各アドレスに関するクリッピング情報とフ
レーム・バッファ・アドレスを含んでいるウインドウに
関するデータ構造をセット・アップする過程と、第２情
報源からの図形情報を、データ構造におけるアドレスに
より示されたフレーム・バッファにおけるアドレスに転
送する過程とから成るフレーム・バッファに直接的に書
込む方法を提供する。

【００１０】

【実施例】以下の詳細な説明において、コンピュータ・
メモリにおけるデータ・ビットに関するオペレーション
が記号で表示されている部分がある。これらの説明や表
示は、データ処理技術の当業者が他の当業者にその技術
の本質を最も有効的に伝えるために用いられている方法
である。オペレーションは、物理量の物理的マニピュレ
ーションを必要とするものである。一般に、必ずしもと
は限らないが、これら量は、記憶し、転送し、結合し、
比較しさもなくばマニピュレートすることができる電気
的または磁気的信号の形態をとっている。それは、ビッ
ト、値、エレメント、記号、文字、語句、数などのよう
なこれら信号を参照するのに、主に共通に使用できるの
で便利であることがわかっている。しかし、これらおよ
び同様の語句は、全て適切な物理量に関連しており、こ
れら量に与えられた単なる便宜的な呼称にすぎないこと
に留意しなければならない。

【００１１】さらに、実行されるマニピュレーション
は、人間のオペレータが実行するメンタル・オペレーシ
ョンに通常関連している加算または比較のような語句で
参照される場合がよくある。人間のオペレータのこのよ
うな能力は、本発明の一部を成しかつマシン・オペレー
ションであるここに示されたオペレーションにおいては
大抵の場合必要とされていない、もしくは望ましくな
い。本発明のオペレーションは、通常、汎用ディジタル
・コンピュータまたは他の同様のディバイスにより実行
される。いずれの場合においても、コンピュータを動作
する際の方法オペレーションと計算自体の方法とは違う
ことに留意しなければならない。本発明は、要求されて
いる他の物理信号を発生するため、電気的または他の
（たとえば、機械的、化学的）物理信号を処理する際、
コンピュータを動作する装置および方法に関連してい
る。

【００１２】代表的には、ウインドウ管理プログラム
は、アプリケーション・プログラムがコンピュータの出
力ディスプレイに情報を提供するよう要求していること
を示している信号を受信する。無論、提供される情報
は、必ずしもアプリケーション・プログラムからでなく
てもよい。ライブ・ビデオまたはアニメーションは、フ
レーム・グレーバに情報を供給するテレビ信号源のよう
な他の情報源により提供される。いずれの場合において
も、ウインドウ管理プログラムは、ディスプレイの特定
の部分を選択し、かつプログラムまたは他の情報源（以
後、アプリケーション・プログラムと言う）からの情報
がディスプレイされるウインドウをセット・アップす
る。その後、それは、情報源に知らせ、データの受信を
待機する。

【００１３】ディスプレイのウインドウに提供されるべ
き各データ・ピースは、アプリケーション・プログラム
によりデータが供給されるアドレスを有している。その
データに関するアプリケーション・プログラムにより提
供されるアドレスは、その特定のプログラムに関する出
力ディスプレイが特定のフォーマットで提供されると推
定するアドレスである。このアドレスは、おそらく、そ
の特定のフォーマットで、その特定のプログラムに関す
る出力ディスプレイが全スクリーンを占めるものと推定
する。このため、アプリケーション・プログラムは、デ
ィスプレイが特定の標準的フォーマットおよび大きさの
ものであると推定し、情報はメモリにどれを保持すべき
かを示している。たとえば、プログラムが、通常ＩＢＭ
パーソナル・コンピュータ・フォーマットで提供される
ものである場合、アプリケーション・プログラムは、６
４０×４８０ピクセルのＶＧＡフォーマットで、または
他の標準的なＩＢＭ ＰＣフォーマットでその出力がデ
ィスプレイされると予想する。したがって、このフォー
マットでコンピュータの出力ディスプレイにその出力が
提供されると予想するアプリケーション・プログラム
は、アプリケーション・プログラムが全ディスプレイを
用いるとしたら、このようなＶＧＡディスプレイの適切
な場所にデータを配置する図形データに関するアドレス
を供給する。マイクロソフト・コーポレーションにより
製造販売されているマイクロソフト・ウインドウのよう
なウインドウ管理プログラムが、ＶＧＡディスプレイを
制御するためＶＧＡディスプレイ・システムにおいて用
いられる場合、ウインドウ管理プログラムによって、ア
プリケーション・プログラムに関するアドレスを、ウイ
ンドウ中の正しいスクリーン位置にデータを配置するア
ドレスに変換すればいいだけである。

【００１４】しかし、プログラムが、より大きい別のデ
ィスプレイ・フォーマットを有するコンピュータ・シス
テム（たとえば、1152×1024ピクセルをディスプレイす
るもの）において実際に提供されている場合には、ディ
スプレイにおけるデータに関するアドレスは、ウインド
ウ管理プログラムによって、ディスプレイにより用いら
れるフォーマットと同じフォーマットに変換されなけれ
ばならない。アドレスを、ディスプレイのフォーマット
のアドレスに変換する他、ウインドウ中の正しいスクリ
ーン位置にデータを配置するアドレスにも変換しなけれ
ばならない。アドレスが、他のウインドウにディスプレ
イされているプログラムによりカバーされた出力ディス
プレイの位置にある場合には、ウインドウ管理プログラ
ムはこれを決定して、データが他のウインドウにおける
データに重ね書きしないようにしなければならない。

【００１５】しかし、アプリケーション・プログラムが
フレーム・バッファに直接的に書込みかつウインドウ管
理プログラムをバイパスするものである場合、アプリケ
ーション・プログラム（または、何らかの関連プログラ
ム）は、フォーマットにおける相違のため必然的にアド
レスを変換しなければならず、かつウインドウの正しい
場所にアプリケーション・プログラムの出力を配置する
ために必然的にアドレスを変換しなければならず、しか
もウインドウと干渉して、ウインドウ管理プログラムの
制御のもと他のアプリケーション・プログラムがディス
プレイされることがないようにウインドウ管理プログラ
ムとどうにかして通信しなければならない。

【００１６】以下、添付の図面に基いて、本発明の実施
例に関し説明する。図１は、従来技術のコンピュータ・
システム１０の一部を示したブロック図である。システ
ム１０は、一次オペレーティング・システムを走行する
一次中央処理装置１２を含んでいる。オペレーティング
・システムは、出力ディスプレイ装置１５にディスプレ
イするため、フレーム・バッファ１４に書込まれるデー
タを制御するウインドウ管理プログラムを含んでいる。

【００１７】システム１０は、複数のオペレーティング
・システム環境においてアプリケーション・プログラム
を走行するのに適している。たとえば、インテル 80386
マイクロプロセッサは、一次オペレーティング・システ
ムとしてユニックスを走行することができ、かつ同時に
出力ディスプレイのウインドウとしてＭＳ ＤＯＳアプ
リケーションを走行することができる。単一プロセッサ
を用いているウインドウ管理プログラムを通してマルチ
プル・フォーマットでアプリケーション・プログラムを
提供する構成については、サン・テクノロジにおいて19
88年にサン・マイクロシステムにより発表された“サン
386iに関するＤＯＳ”と題する論文に示されている。こ
のような構成では、プロセッサ１２は、各仮想ＭＳ Ｄ
ＯＳマシンを走行するモニタ・プログラムを、一次オペ
レーティング・システムの一部として走行している。モ
ニタ・プログラムは、基本的には、仮想マシンがプロセ
ッサ１２に関連して走行できるように設計されている。
実際、プログラムは、特に仮想マシンからの出力信号を
傍受してトラップするように、かつそれら信号が一次オ
ペレーティング・システムで走行するアプリケーション
・プログラムにより供給される代表的な制御信号である
かのように一次オペレーティング・システムにより解釈
される信号にそれら出力信号を翻訳するように書込まれ
る。

【００１８】仮想ＭＳ ＤＯＳマシンにより供給される
図形出力を使用するため、システム１０は、代表的なＩ
ＢＭフォーマット・コンピュータにおいて使用されてい
る図形コントローラをエミュレートするエミュレーショ
ン回路１９を含んでいる。エミュレーション回路１９に
より、プロセッサ１２とＤＯＳＲオペレーティング・シ
ステムは、それが代表的なＩＢＭパーソナル・コンピュ
ータにより処理される場合にはＩＢＭ ＰＣフォーマッ
ト用に設計されたＤＯＳアプリケーション・プログラム
からの出力を処理することができ、かつエミュレーショ
ン回路１９により供給されたそれらプログラムの結果
を、プロセッサ１２で走行している一次オペレーティン
グ・システムのウインドウ管理プログラムに供給するこ
とができ、出力ディスプレイ１５のウインドウに結果が
ディスプレイされる。このために、エミュレーション回
路１９は、代表的なＶＧＡ図形コントローラとそのディ
スプレイ・メモリのエレメントを含んでいる。なお、こ
れらの多くは、従来技術において周知である。

【００１９】一次オペレーティング・システムは、ディ
スプレイ１５に提供されるべき全てのデータをそのウイ
ンドウ管理プログラムに送り、かつウインドウ管理プロ
グラムはディスプレイ１５の全エレメントを制御する。
したがって、プロセッサ１２により、仮想ＤＯＳマシン
で走行されているアプリケーション・プログラムにより
ディスプレイされるべき出力は、ディスプレイするため
一次オペレーティング・システムのウインドウ管理プロ
グラムに、エミュレーション回路１９により提供され
る。ウインドウ管理プログラムは、データをメモリの一
部に送り、そこでデータは記憶され、ディスプレイを待
つ。ウインドウ管理プログラムは、アプリケーション・
プログラムが書込まれるウインドウとして、ディスプレ
イの一領域をセット・アップし、もしあったとしたら、
他のウインドウとのオーバラップが存在しているかどう
かを決定し、メモリからの情報を最終的に書込む。どの
ようなアドレス変換が行なわれる場合にも、ディスプレ
イ１５のウインドウの正しい場所にピクセルを提供しな
ければならない。

【００２０】しかし、ウインドウ管理プログラムは、デ
ィスプレイされている全てのアプリケーション・プログ
ラムに対して同じことを行なわなければならないので、
１秒当り多くてもたった約１０回しか、フレーム・バッ
ファ１４を更新することができない。これに対して、Ｉ
ＢＭフォーマットのアプリケーション・プログラムや他
の情報源からのアニメーションやライブ・ビデオのよう
な情報は、フレーム・バッファに直接的に書込まれるよ
うに構成され、１秒当り３０回もフレーム・バッファを
更新できる。プロセッサ１２により仮想マシンで走行す
るＩＢＭフォーマットのプログラムが、システム１０の
ウインドウ管理プログラムを通過しなければならない場
合、それらの出力は、オペレーションが緩慢に見える。
フレーム・バッファを高速で更新しなければならないプ
ログラムは、ウインドウ管理プログラムを介しては申し
分なく走行することはできない。したがって、本発明
は、アプリケーション・プログラムを二次フォーマット
で走行させて、フレーム・バッファ１４に直接的に書込
まれるようにシステム１０を改善している。

【００２１】図２は、このように改善した回路３０を示
している。図２は、本発明のコンピュータ・システム３
０の一部を示したブロック図である。システム３０は、
一次オペレーティング・システムを走行する第１プロセ
ッサ１２を含んでいる。オペレーティング・システム
は、出力ディスプレイ装置１５にディスプレイするた
め、フレーム・バッファ１４に書込まれたデータを制御
するウインドウ管理プログラムを含んでいる。ここで示
したシステム３０は、カリフォルニア州マウンテンビュ
ーに所在するサン マイクロシステム社製のサンＳＰＡ
ＲＣワークステーションの１つで、出力ディスプレイに
書込まれたデータを制御するウインドウ管理プログラム
を含んでいるオペレーティング・システムを有してい
る。

【００２２】システム３０は、その一部として、カリフ
ォルニア州サンタクララに所在するインテル・コーポレ
ーション社製のｉ４８６プロセッサのような第２プロセ
ッサ１７を包含するのに適している。プロセッサ１７
は、バス１８とエミュレーション回路３２によりプロセ
ッサ１２に接続し、それらの間で情報を転送することが
できる。プロセッサ１７は、そのオペレーションを制御
する第２オペレーティング・システム（たとえばＭＳ
ＤＯＳ）を走行するように構成されている。プロセッサ
１２により用いられるオペレーティング・システムは、
第２プロセッサ１７をプロセッサ１２に関連して走行さ
せるように特に設計されたプログラムであるＳＤＯＳカ
ーネル（ドライバ）を含んでいる。実際、ＳＤＯＳカー
ネルは、プロセッサ１７からの出力信号を傍受してトラ
ップし、バス１８で供給されるこれら出力信号を、サン
ＯＳオペレーティング・システムにより解釈される信号
に翻訳するように特に書込まれたプログラムである。た
とえば、ある信号は、それらが、サンＯＳオペレーティ
ング・システムで走行するアプリケーション・プログラ
ムにより供給された代表的な制御信号であるかのよう
に、サンＯＳオペレーティング・システムに現れるよう
に構成される。また、代表的なＩＢＭフォーマット・コ
ンピュータにおいて使用される図形コントローラをエミ
ュレートするエミュレーション回路３２が含まれてい
る。エミュレーション回路３２により、プロセッサ１７
とそのＤＯＳオペレーティング・システムは、ＩＢＭ
ＰＣフォーマット用に設計されたアプリケーション・プ
ログラムを走行しかつプロセッサ１２で走行するオペレ
ーティング・システムのウインドウ管理プログラムにそ
れらプログラムの結果を供給することができ、その結果
は出力ディスプレイ１５のウインドウにディスプレイさ
れる。エミュレーション回路３２は、代表的なＶＧＡ図
形コントローラのエレメントを含んでいる。前述したよ
うに第２プロセッサ１７は、ディスプレイするためライ
ブ・ビデオまたはアニメーションを提供する回路に、ま
たは何らかの理由で出力ディスプレイに直接的に書込む
ことが望まれている図形情報の別の情報源に置き換えて
もよい。

【００２３】前述した従来技術のシステムと同様に、基
本的サンＯＳオペレーティング・システムは、ディスプ
レイ１５に供給される全てのデータを、そのウインドウ
管理プログラムに送り、ウインドウ管理プログラムはデ
ィスプレイ１５の全エレメントを制御する。ＩＢＭまた
は他のフォーマット・プログラムが、フレーム・バッフ
ァ１４に直接的に書込みできるためには、解決されなけ
ればならない少なくとも２つの重要な問題がある。第１
は、ディスプレイされるべきデータを書込む際にプロセ
ッサ１７は、そのデータに関するアドレスを供給する。
このアドレスは、標準的なＩＢＭフォーマット、または
オペレーティング・システムにより用いられるフォーマ
ットではない他のフォーマットの出力ディスプレイの正
しい位置にデータを供給するよう選択される。説明のた
め、図形情報が供給されるフォーマットが６４０×４８
０ピクセルのＶＧＡフォーマットであると仮定する。な
お、他のディスプレイ・フォーマットであってもいい
し、また本発明では多くのフォーマットを使用すること
が可能である。一方、出力ディスプレイは、たとえば11
52×1024ピクセルをディスプレイするサン・フォーマッ
トであると仮定する。アプリケーション・プログラムの
出力は、そのサン・フォーマットを提供するディスプレ
イ１５のウインドウにディスプレイされるものである。
したがって、これを達成するためのシステム３０は、Ｉ
ＢＭフォーマットで提供されたピクセル・アドレスを、
サン・フォーマットのウインドウ中のピクセル・アドレ
スに変換する装置を有していなければならない。このこ
とは、本発明においては、エミュレーション・モジュー
ル３２における回路と、サンＯＳオペレーティング・シ
ステムのウインドウ管理アドレス変換システムの機能性
を増すソフトウェアにより行なわれている。

【００２４】ＩＢＭフォーマットのＶＧＡアドレスから
サンＯＳオペレーティング・システムのディスプレイ・
アドレスに変換することは周知である。前に指摘したよ
うに、この変換は、サンＯＳオペレーティング・システ
ムのウインドウ管理プログラムにより普通に処理され
る。基本的には、プロセッサ１７により供給されるＶＧ
Ａアドレスは、各アドレスが、値（６４０×Ｘ）＋Ｙに
より表されるフォーマットの線形アドレスである。な
お、Ｘは、ピクセルが特定のＩＢＭフォーマットで現れ
るディスプレイの水平な行で、Ｙはそのディスプレイの
垂直な列である。このような各アドレスは、ディスプレ
イ・アドレス（１１５２×Ｘ′）＋Ｙ′に変換される。
Ｘ′はピクセルがサン・フォーマットで現れるディスプ
レイの水平な行で、Ｙ′はそのディスプレイの垂直な列
である。しかし、このアドレスも、付加Ｘ′，Ｙ′値だ
けオフセットされている。この値が、システム３０の出
力ディスプレイにおけるウインドウの位置を定める。前
述したように、変換プロセスは周知で、それ自体は本発
明の要旨ではない。

【００２５】ここに示されているＩＢＭフォーマット・
プログラムの例では、ＶＧＡフォーマットの特性も、エ
ミュレーション装置において使用される変換回路により
処理されなければならない。ＶＧＡフォーマット（およ
び他のＩＢＭフォーマット・プログラム）の様々なプレ
ゼンテーション・モードでは、ピクセルが配置されるべ
き８つのリニア・アドレスの一番目だけに、単一アドレ
スおよびデータが供給される。ＩＢＭフォーマット・プ
ログラムでは、そのアドレスは、８つの連続ピクセルに
関する一番目のアドレスである。ＩＢＭフォーマット・
プログラムにおけるデータは、アドレスされる８つの連
続ピクセルにピクセル値を供給するのに使用することが
できる様々な変換技術を用いるのに十分な単一バイトの
情報として現れる。単一アドレスが変換される場合、そ
れは、８つのピクセルのうち最初のピクセルだけの実ア
ドレスを表し、かつそのシーケンスにおける残りの７つ
のピクセルのアドレスを供給するようインクリメントさ
れなければならない。

【００２６】一方、アドレスに関連した単一バイトにコ
ード化された８つのピクセルを表しているデータは、エ
ミュレーション回路により８つの４−ビット・ピクセル
値（これはＶＧＡフォーマットを代表している）に変換
される。各ピクセルは、同じ開始アドレスを有する８つ
のピクセルのシーケンスにおける各ピクセルを表してい
る。その後、これら８つの４−ビット値は、カラー検索
表により、８ビット値（サン・システムにおいて用いら
れる標準値である）に変換されるが、シーケンスにおけ
るアドレスとしてフレーム・バッファに書込まれる各８
ビット・ピクセルは除外される。ＶＧＡフォーマットの
他のモードでは、８つのデータ・ビットと単一アドレス
は、ディスプレイにおける単一ピクセルを表している。
このフォーマットも、ディスプレイに提供されなければ
ならない。

【００２７】以上のように、サンＯＳオペレーティング
・システムのウインドウ管理プログラムにより制御され
るサン・ディスプレイに情報を供給することができるよ
うにするため、ＩＢＭフォーマットの、サン・フォーマ
ットへの代表的な変換に関して述べてきた。変換機構
は、プロセッサ１７で走行するソフトウェアとエミュレ
ーション回路３２に単に移行されるにすぎない。しか
し、アドレスの変換は、それがどこで行なわれるにしろ
かなりの時間がかかるので、何らかの変換が必要とされ
る前に、あるフォーマットから別のフォーマットにアド
レス変換を行なうのに、本発明のＳＤＯＳドライバが使
用されている。基本的には、プロセッサ１７は、ＳＤＯ
Ｓドライバ・ソフトウェア（２つのシステム間で通信す
るこのドライバも、プロセッサ１２により走行される）
を走行する。ＳＤＯＳドライバ・ソフトウェアは、ウイ
ンドウ管理プログラムからの、ディスプレイされるべき
ウインドウに関係した情報（それがどのようにクリップ
されるかを含んでいる）を受け取る。ＳＤＯＳドライバ
は、各ＶＧＡアドレスの、ディスプレイ・アドレスへの
アドレス変換が既に完了しているメモリにデータ構造を
作る。このデータ構造は、ウインドウ管理プログラムに
より供給されたウインドウに、各ピクセル・アドレスに
関する状態語を含んでいる（８つのピクセルが単一アド
レスとともに含まれている場合には８つのアドレスご
と）。各状態語は、アプリケーション・プログラムによ
り供給される各ＶＧＡアドレスに関するウインドウ中の
アドレスを含んでいる。プロセッサ１７により供給され
る各ＶＧＡアドレスは、データ構造における状態語を示
す。状態語は、標準変換方式を用いてウインドウ中の適
切なディスプレイ・アドレスにピクセルを配置するよう
既に変換されたフレーム・バッファ・アドレスを含んで
いる。その結果、各ＶＧＡアドレスがプロセッサ１７に
より提供される場合、変換に要する時間は必要はない。
単に、簡単な検索が行なわれるにすぎない。

【００２８】本発明の実施例では、状態語は３２ビット
から成ってる。図３は、このような状態語を示してい
る。これらビットのうち２４ビットは、フレーム・バッ
ファ・アドレスとして使用され、８つのビットは、代表
的なＶＧＡフォーマットのアドレスにより示された８つ
のピクセルに関するマスキング値を示している。したが
って、１つのピクセルを表しているマスク・ビット位置
における１は、特定のピクセルがディスプレイにおける
別のウインドウに提供されたデータによりマスクされ
（隠され）ていることを示し、一方、ゼロは、そのビッ
トにより表された特定のピクセルは、フレーム・バッフ
ァに書込まれるものであることを示している。このよう
に、ディスプレイにおけるウインドウの重なり合いを制
御することができる。

【００２９】フレーム・バッファに直接的に書込む場
合、ＩＢＭフォーマットのアドレスはプロセッサ１７に
より８つの連続ピクセルに供給される。アドレスととも
に、８つの連続ピクセルのそれぞれに関する情報を表し
ているデータ・バイトが供給される。データは、ＶＧＡ
エミュレーション回路３２により８つの４−ビット・ピ
クセル表示に変換され（図４）、アドレスは、データ構
造を用いているエミュレーション回路３２により、最初
のピクセルに関する適切な状態語（図３）により示され
たアドレスに変換される。アドレスに関し、状態語は、
８つのピクセルに対して８ビットのマスキング情報を供
給する。フレーム・バッファ１５の最初のピクセル位置
がアドレスされ、ピクセルを表している最初の４ビット
が８ビット・ピクセル値に変換される。マスク・ビット
がゼロの場合、データはフレーム・バッファのピクセル
・アドレスに書込まれる。その後、変換されたフレーム
・バッファのアドレスは、１つずつインクリメントさ
れ、データの２番目の４ビットが８ビット・ピクセル値
に変換される。２番目のマスク・ビットがゼロの場合、
フレーム・バッファのインクリメントされたアドレスに
データが書込まれる。いずれかのマスク・ビットが１の
場合、データは他のウインドウにより隠されて、フレー
ム・バッファには書込まれない。このプロセスは、８つ
のピクセルがなくなるまでこのシーケンスの間継続し、
別のアドレスとそれに関連したデータはプロセッサ１７
により供給される。

【００３０】以上のように、各ピクセルに適用される変
換方式がプロセッサ１７により供給される必要がないの
で、データ構造を用いることにより、あるフォーマット
から別のフォーマットに高速にアドレス変換することが
できる。更に、データ構造により、いずれかのＩＢＭフ
ォーマット（またはアドレスを生じているどんなコンピ
ュータ・ディスプレイ・システムのフォーマット）は、
特定の変換に関する適切な方式を単に選択するだけで変
換することができる。特定のアプリケーション・プログ
ラムが、ＶＧＡフォーマットではなく、ＣＧＡフォーマ
ットでアドレスを生じている場合、ディスプレイの１ラ
インにたった３２０のピクセルしか生じないし、またデ
ィスプレイにはたった２００のラインしか現れない。特
定のアプリケーション・プログラムに関してエミュレー
ション・モジュール３２を初期化する際、この変換に関
する１組の方式が選択され、ＳＤＯＤドライバによりデ
ータ構造が作られる場合、状態語を供給するのに、これ
ら方式が用いられる。

【００３１】本発明により行なわれる変換の他の利点
は、プロセッサ１７で走行されている各アプリケーショ
ン・プログラムに関して、データ構造が作られかつメモ
リに記憶されることである。このようにすれば、全ＩＢ
Ｍフォーマット・プログラムをフレーム・バッファ１４
に直接的に書込むことができる。しかし、それだけでは
データ構造は、問題の一部、すなわちアドレス変換をい
かに速く行なうかについて解決しているにすぎないが。
しかし、それらは、問題の第２の部分、すなわちＩＢＭ
フォーマットのアプリケーション・プログラムを、いか
に相互におよびディスプレイ１５における他のプログラ
ムと干渉しないようにするかという問題を解決する手段
を提供している。

【００３２】８つの連続ピクセルのそれぞれに関するマ
スキング・ビットを、それらピクセルの最初のピクセル
に関するアドレスとともに各状態語に配置することによ
り、ＩＢＭフォーマット・プログラムが、スクリーン・
ディスプレイの他のエレメントとともに動作することが
できるようにするのに必要な全エレメントが与えられ
る。このことは、ＩＢＭフォーマット・プログラムのウ
インドウ位置が変化せずかつ他のウインドウがそれを隠
すようにまたは隠しているピクセルを除去するように移
動しない限り、真実である。これらのことが起きた場合
には、状態語に保持されている変換されたアドレス（あ
るいはウインドウが移動する場合にはマスキング・ビッ
ト）を変えるよう、または別のウインドウが移動しかつ
必要なクリッピングを変える場合にはマスキング・ビッ
トを変えるよう、データ構造を再構成しなければならな
い。データ構造の再構成は、オペレーティング・システ
ムのウインドウ管理プログラムとの共動を必要とする。

【００３３】前述したように、ＳＤＯＳドライバは、サ
ンＯＳオペレーティング・システムとそのウインドウ管
理プログラムが、ウインドウ管理プログラムを介して出
力ディスプレイをアクセスする単なる別のアプリケーシ
ョン・プログラムとして、プロセッサ１７で走行するＩ
ＢＭフォーマット・プログラムを処理するように構成さ
れている。これを行なうため、ＳＤＯＳドライバ（ＳＤ
ＯＳカーネル）は、サンＯＳオペレーティング・システ
ムのウインドウ管理プログラムが出力ディスプレイにお
けるウインドウの配置を完全に制御するように、アプリ
ケーション・プログラムの場合と同様にウインドウ管理
プログラムに応答する。プロセッサ１７が、ウインドウ
における走行を望んでいるＩＢＭフォーマット・プログ
ラムを有していることを知らせる場合、ウインドウ管理
プログラムはウインドウ構造をセット・アップしかつそ
れをＩＢＭフォーマット・プログラムに割り当てる。

【００３４】ウインドウ管理プログラムは、それが他の
プログラムに割り当てられた他の全てのウインドウ構造
のトラックを保持するのと同じ方法で、ＩＢＭフォーマ
ット・プログラムに割り当てられたウインドウ構造のト
ラックを保持する。ウインドウ管理プログラムは、ウイ
ンドウがセット・アップされたことをプロセッサ１７で
走行しているＳＤＯＳドライバに知らせ、かつクリップ
されるべきウインドウの部分を含んでいるそのウインド
ウの詳細をエミュレーション・モジュール３２に供給す
る。ＳＤＯＳドライバは、ウインドウ用に割り当てられ
た領域に関するデータ構造を構築するのにこの情報を使
用し、メモリにデータ構造を記憶する。その後、プロセ
ッサ１７は、ＶＧＡアドレスと関連データのＶＧＡコン
トローラ・メモリ・アドレスへの転送を開始する。実
際、ＶＧＡアドレスは、エミュレーション・モジュール
３２によりフレーム・バッファのアドレスに変換され、
かつエミュレーション・モジュール３２は、ＩＢＭフォ
ーマット・プログラム・データを、データ構造の状態語
により指定されたアドレスに変換し始める。

【００３５】前述したような方法で各ピクセルがフレー
ム・バッファ１４に転送されるだけでなく、別の集合の
データや各ピクセルを表しているアドレスが、同時に
（または本実施例ではそれより前に）送られ、ＩＢＭフ
ォーマット・プログラム用に予約された共用メモリの領
域に記憶される。ピクセル・データは、データ構造にお
けるマスクの内容に関係なくこの共用メモリに常に書込
まれる。本発明の実施例においては、この共用メモリ
は、前に述べているが図４にも示されているピクセル当
り４ビットのＶＧＡフォーマットでピクセルを記憶す
る。メモリのこの別のブロックにより、ＩＢＭフォーマ
ット・プログラムは、ディスプレイされるべきデータに
関する読出し／モディファイ／書込み動作を行なうこと
ができる。それは、そのウインドウが出力ディスプレイ
の新しい位置に移動される時、ウインドウにディスプレ
イされた図形データを再構成するのを助けるよう、ＳＤ
ＯＳドライバによっても使用される。

【００３６】一方、ウインドウ管理プログラムは、互い
に重なり合っているウインドウの部分を含んでいる全ウ
インドウ構造をモニタし、かつ本発明のデータ構造をい
つ更新しなければならないかを示す。ウインドウが移動
するたびに、ウインドウ管理プログラムはそれが作られ
た全ウインドウ制御構造を調べる。ＩＢＭフォーマット
・プログラムが走行しているウインドウがウインドウの
移動に含まれている場合、ウインドウ管理プログラム
は、ＩＢＭフォーマット・プログラムを走行しているエ
ミュレータ・モジュール３２とともに動作しているドラ
イバに信号を送る。この信号は、ＩＢＭフォーマット・
プログラムが、フレーム・バッファと共用メモリとに直
接的に書込むことによって動作を中断する。その後、ウ
インドウ管理プログラムは、新しいウインドウ構造を割
当て、かつエミュレータ・モジュール３２に通知して、
位置とクリッピングに関係した情報を供給する。新しい
ウインドウ位置が与えられると、ＳＤＯＳドライバは、
ウインドウ・アドレスが正しく、しかも各アドレスに関
連した各ピクセル・シーケンスのマスキング・ビットも
正しくなるように、ＩＢＭフォーマット・プログラムの
データ構造を再構成する。ウインドウの移動が終了する
と、ウインドウ管理プログラムは、プロセッサ１７で走
行しているドライバに信号を送り、その後、エミュレー
タ・モジュール３２はフレーム・バッファへの書込みを
開始するよう、ＩＢＭフォーマット・プログラムに信号
を送る。

【００３７】図５は、プロセッサ１７からフレーム・バ
ッファ１４に直接的にＩＢＭフォーマット・プログラム
を書込む際、システム３０のオペレーションについて示
したフローチャートである。図示のように、プロセッサ
１７で走行しているＳＤＯＳドライバは、ＩＢＭフォー
マット・プログラムがディスプレイされるべきであるこ
とをウインドウ管理プログラムに知らせる。ウインドウ
管理プログラムは、ウインドウをセット・アップしかつ
ウインドウにおけるクリッピングおよび位置をドライバ
に知らせる。ＳＤＯＳドライバは、ディスプレイされて
いるフォーマットへのアドレス変換を行なうため、状態
語を含んでいるデータ構造を構成する。エミュレータ・
モジュール３２は、プロセッサに信号を送り、プロセッ
サは、ディスプレイするためＩＢＭフォーマットでアド
レスとデータを送る。データは、特定のＩＢＭフォーマ
ットにしたがってピクセル・データに変換される。アド
レスとデータは、共用メモリに記憶するためウインドウ
管理プログラムと、ディスプレイ・フォーマットのアド
レスに変換するためデータ構造とに送られる。変換する
場合、データはディスプレイするためフレーム・バッフ
ァ１４の変換アドレスに直接的に書込まれる。

【００３８】ＩＢＭフォーマット・アプリケーション・
プログラムが書込まれるウインドウが、（そのウインド
ウかまたは別のウインドウの）ウインドウ移動によりい
くらか影響された場合、ウインドウ管理プログラムは、
プロセッサ１７で走行しているドライバに知らせる。ド
ライバは、共用メモリへのデータの転送およびアドレス
変換のためのデータ構造の使用を停止する。その後、ウ
インドウ管理プログラムは、特定のウインドウの位置を
再び定め、そのウインドウ制御構造を更新し、さらにウ
インドウの位置とクリッピングに関係した情報をドライ
バに供給する。ＳＤＯＳドライバは、データ構造を再構
成し、プロセッサ１７に信号を送って、変換アドレスに
よる新しいデータ構造の使用を開始する。以上のよう
に、実施例に基いて本発明に関して説明してきたが、本
発明は、本発明の思想から離れることなく様々に改変す
ることができることは、当業者には明白であろう。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、フレーム・バッファへのアク
セスを制御するウインドウ管理プログラムを有するコン
ピュータ・システムにおいて、ウインドウ管理プログラ
ムにより制御される他のプログラムと干渉し合うことな
く、フレーム・バッファに直接的に書込むことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 ワード管理プログラムを用いている従来のコ
ンピュータ・システムのブロック図である。

【図２】 本発明に基づいて構成されたコンピュータ・
システムのブロック図である。

【図３】 本発明において用いられている状態語におい
て使用されるフォーマットを示している。

【図４】 ８つの４−ビット・ピクセルに関するデータ
を、本発明を用いているシステムにおいて記憶する方法
を示している。

【図５】 本発明の方法を説明するフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１０ コンピュータ・システム １２、１７ プロセッサ １４ フレーム・バッファ １５ ディスプレイ １８ バス １９、３２ エミュレーション回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・マクドナルド アメリカ合衆国 01453 マサチューセ ッツ州・レオミンスター・グラハム ス トリート・80 (72)発明者 スティーブン・イー・ゴルソン アメリカ合衆国 01741 マサチューセ ッツ州・カーライル・サンセット ロー ド・33 (72)発明者 エドワード・エイチ・フランク アメリカ合衆国 94028 カリフォルニ ア州・ポルゾラ バレー・ブルックサイ ド ドライブ・127 (56)参考文献 特開 平１−206429（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フレームバッファにデータを書き込むウ
   インドウ管理プログラムと、このフレームバッファから
   のデータを表示する出力ディスプレイとを有するコンピ
   ュータシステムにおいて、図形データ源から前記フレー
   ムバッファに図形データを直接書き込む方法において、
   この方法は、 図形 データ源からの図形データが前記出力ディスプレイ
   に表示されるものであることを示す信号を前記図形デー
   タ源から前記ウインドウ管理プログラムに供給する過程
   と、前記 ウインドウ管理プログラムの制御のもとで、前記図
   形データ源からの図形データをディスプレイするための
   ウインドウをセットアップする過程と、 ウインドウがセットアップされたこと、およびその位置
   とクリッピングに関連した情報を前記ウインドウ管理プ
   ログラムから前記図形データ源に供給する過程と、 図形データのおのおのの出力アドレスに対応するクリッ
   ピングデータとフレームバッファアドレスとを有した前
   記ウインドウのためのデータ構造をセットアップすると
   ともに該データ構造内の各それぞれのフレームバッファ
   アドレスを使用して、前記ウインドウ内の適正な表示ア
   ドレスに前記図形データ源からの各それぞれの図形デー
   タを配置する過程と、 前記データ構造内のアドレスによって指定されたフレー
   ムバッファ位置に前記図形データ源から図形データを転
   送する過程と、からなり、前記 フレームバッファへの図形データの転送
   中、前記ウインドウ管理プログラムがバイパスされるこ
   とを特徴とするフレーム・バッファに直接的に書込む方
   法。
2. 【請求項２】 第１フォーマットのデータについてのフ
   レームバッファへの供給を制御するウインドウ管理プロ
   グラムを走行する第１プロセッサと、出力ディスプレイ
   に表示するため第２フォーマットでアプリケーションプ
   ログラムを走行する第２プロセッサとを有するコンピュ
   ータシステムにおける、出力ディスプレイに信号を供給
   するフレームバッファにデータを直接的に書込む方法に
   おいて、この方法は、 アプリケーションプログラムからのデータが表示される
   ものであることを示す信号を前記アプリケーションプロ
   グラムからウインドウ管理プログラムに供給する過程
   と、前記 ウインドウ管理プログラムの制御のもとで、アプリ
   ケーションプログラムからのデータを表示するためのウ
   インドウをセット・アップする過程と、 前記ウインドウがセットアップされたこと、およびその
   位置とクリッピングに関連した情報を前記ウインドウ管
   理プログラムから前記アプリケーションプログラムに供
   給する過程と、 前記アプリケーションプログラムからのデータのおのお
   のの出力アドレスに対応したクリッピングデータとフレ
   ームバッファアドレスとを有した前記ウインドウのため
   のデータ構造をセットアップするとともにこのデータ構
   造を使用して第２フォーマットで表されたデータアドレ
   スを第１フォーマットのデータアドレスに変換する過程
   と、 前記データ構造内のアドレスによって指定されたフレー
   ムバッファアドレスに前記アプリケーションプログラム
   からのデータを転送する過程と、からなり、前記 フレームバッファへのアプリケーション
   プログラムからのデータの転送中、前記ウインドウ管理
   プログラムがバイパスされることを特徴とするフレーム
   ・バッファに直接的に書込む方法。
3. 【請求項３】 フレームバッファにデータを書き込むウ
   インドウ管理プログラムと、このフレームバッファから
   のデータを表示する出力ディスプレイとを有するコンピ
   ュータシステムにおいて、図形データ源から前記フレー
   ムバッファに図形データを直接書き込む装置において、
   この装置は、 図形 データ源からの図形データが前記出力ディスプレイ
   に表示されるものであることを示す信号を前記図形デー
   タ源から前記ウインドウ管理プログラムに供給する手段
   と、前記 ウインドウ管理プログラムの制御のもとで、前記図
   形データ源からの図形データをディスプレイするための
   ウインドウをセットアップする手段と、 ウインドウがセットアップされたこと、およびその位置
   とクリッピングに関連した情報を前記ウインドウ管理プ
   ログラムから前記図形データ源に供給する手段と、 図形データのおのおのの出力アドレスに対応するクリッ
   ピングデータとフレームバッファアドレスとを有した前
   記ウインドウのためのデータ構造をセットアップすると
   ともに該データ構造内の各それぞれのフレームバッファ
   アドレスを使用して、前記ウインドウ内の適正な表示ア
   ドレスに前記図形データ源からの各それぞれの図形デー
   タを配置する手段と、 前記データ構造内のアドレスによって指定されたフレー
   ムバッファ位置に前記図形データ源から図形データを転
   送する手段と、を有し、前記 フレームバッファへの図形データの転送
   中、前記ウインドウ管理プログラムがバイパスされるこ
   とを特徴とするフレーム・バッファに直接的に書込む装
   置。
4. 【請求項４】 フレームバッファにデータを書き込むウ
   インドウ管理プログラムと、このフレームバッファから
   のデータを表示する出力ディスプレイとを有するコンピ
   ュータシステムにおいて、図形データ源から前記フレー
   ムバッファに図形データを直接書き込む方法において、
   この方法は、 図形データ源からの図形データが前記出力ディスプレイ
   に表示されるものであることを示す信号を前記図形デー
   タ源から前記ウインドウ管理プログラムに供給する過程
   と、 前記ウインドウ管理プログラムの制御のもとで、前記図
   形データ源からの図形データをディスプレイするための
   ウインドウをセットアップする過程と、 ウインドウがセットアップされたこと、およびその位置
   とクリッピングに関連した情報を前記ウインドウ管理プ
   ログラムから前記図形データ源に供給する過程と、 図形データのおのおのの出力アドレスに対応するクリッ
   ピングデータとフレームバッファアドレスとを有した前
   記ウインドウのためのデータ構造をセットアップすると
   ともに該データ構造内の各それぞれのフレームバッファ
   アドレスを使用して、前記ウインドウ内の適正な表示ア
   ドレスに前記図形データ源からの各それぞれの図形デー
   タを位置づける過程と、 前記データ構造内のアドレスによって指定されたフレー
   ムバッファ位置に前記 図形データ源から図形データを転
   送する過程と、 からなり、 前記フレームバッファへの図形データの転送中、前記ウ
   インドウ管理プログラムがバイパスされるよう構成し、
   さらに 前記ウインドウ管理プログラムは第１のオペレーティン
   グシステムの下で動作し、前記図形データ源は前記第１
   のオペレーティングシステムと異なる第２のオペレーテ
   ィングシステムの下で動作するよう構成され、前記デー
   タ構造が前記第２のオペレーティングシステムフォーマ
   ットで表されたデータアドレスを前記第１のオペレーテ
   ィングシステムフォーマットのデータアドレスに変換す
   ることを特徴とするフレーム・バッファに直接的に書込
   む方法。