JP4841545B2 - ブリッジコントローラを用いないポイントツーポイントバスブリッジング - Google Patents

Description

[0001]本発明は、コンピュータグラフィックスの分野に関する。多くのコンピュータグラフィックス画像は、与えられた視点からの３次元シーンによって光の相互作用を数学的にモデル化することによって作成される。レンダリングと呼ばれるこの処理は、与えられた視点から２次元画像のシーンを生成し、そして、それは、現実のシーンの写真を撮ることに類似している。

[0002]コンピュータグラフィックスの需要、特に、リアルタイムコンピュータグラフィックスの需要が、増加するにつれて、レンダリング処理を迅速化するようになっているグラフィックス処理サブシステムを備えたコンピュータシステムが、普及しつつある。これらのコンピュータシステムにおいては、レンダリング処理は、コンピュータの汎用中央演算処理装置（ＣＰＵ）とグラフィックス処理サブシステムとに分割される。典型的には、ＣＰＵは、与えられたシーンにおけるオブジェクトの位置、動き、および、衝突を決定するような、高いレベルのオペレーションを実行する。これられの高いレベルのオペレーションによって、ＣＰＵは、レンダリングされる１つかまたは複数の所望の画像を定義する一組のレンダリングコマンドおよびレンダリングデータを生成する。例えば、レンダリングコマンドおよびレンダリングデータは、シーンジオメトリー、照明、シェーディング、テクスチャリング、動き、および／または、シーンのためのカメラパラメータを定義してもよい。グラフィックス処理サブシステムは、一組のレンダリングコマンドおよびレンダリングデータから１つ以上のレンダリングされた画像を作成する。

[0003]伝統的には、ＣＰＵおよびコンピュータシステムのコアロジック機能を実行するその他のチップは、マザーボードと呼ばれる単一回路基板上に配置される。グラフィックス処理サブシステムは、拡張スロットインタフェースを介してマザーボードと接続される別の回路基板上に配置される。最近、グラフィックス処理サブシステムは、コンピュータシステムのコアロジック機能を実行するチップの一部として、または、１つ以上の別のグラフィックスチップおよび／またはメモリチップとして、マザーボード内に内蔵されている。グラフィックス処理サブシステムをマザーボードと一体化することによって、コンピュータ製造業者は、完結した低コストのコンピュータシステムを提供することができる。また、そのことによって、コンピュータ製造業者は、ノートブックコンピュータまたはその他のモバイルコンピューティングアプリケーションのような、物理的にコンパクトなコンピュータシステムを製造することができる。

[0004]典型的には、内蔵グラフィックス処理サブシステムは、いくつかの要因のために、別の回路基板上に配置されたグラフィックス処理サブシステムよりも低い性能を有する。第１に、内蔵グラフィックス処理サブシステムの物理的な寸法は、マザーボード上の利用可能なスペースに制限される。これは、使用される１つかまたは複数のグラフィックス処理チップの複雑さおよびグラフィックスオペレーションのための利用可能なメモリの量を制限することがある。第２に、電力消費および熱放散に対処することは、内蔵グラフィックス処理サブシステムの場合、特に、物理的にコンパクトなコンピュータシステムの場合においては、より難しいことである。更に、内蔵グラフィックス処理サブシステムは、多くの場合、低コストのコンピュータシステムの一部分であることを意図したものであるので、コストを落とすことが、グラフィックス処理サブシステムの性能を制限することがある。

[0005]コンピュータの所有者は、性能を改善するために、あるいは、陳腐化を回避するために、彼らのコンピュータシステム内における内蔵グラフィックス処理サブシステムをアップグレードすることを望む可能性がある。しかしながら、内蔵グラフィックス処理サブシステムをアップグレードすることは、難しく、あるいは、不可能である。それらの名に反して、多くの内蔵グラフィックス処理サブシステムは、文字どおり、コンピュータシステムのマザーボード内に物理的に組み込まれ、取り外すことができず、マザーボード全体を交換せずにアップグレードすることはできない。これは、不可能なことであるか、あるいは、これを有効な解決法とするにはあまりにも高いコストがかかる。

[0006]代わりとなる解決法は、内蔵グラフィックス処理サブシステムとともに、マザーボード上に拡張スロットまたは拡張ポートを含む。拡張スロットが、未使用であれば、コンピュータシステムは、内蔵グラフィックス処理サブシステムを使用する。補助グラフィックス処理サブシステムが、拡張スロットまたは拡張ポートに接続されていれば、内蔵グラフィックス処理サブシステムは、ディスエーブルされ、補助グラフィックス処理サブシステムが、コンピュータシステムのためのグラフィックスオペレーションを実行する。

[0007]しかしながら、内蔵グラフィックス処理サブシステムを交換するための拡張スロットまたは拡張ポートを含むことは、内蔵グラフィックス処理サブシステムまたは増設グラフィックス処理サブシステムへ代替的にデータをルーティングするためのグラフィックスバスブリッジ回路を必要とする。グラフィックスバスブリッジ回路は、高価なものであり、かつ、複雑なコンポーネントである。グラフィックスバスブリッジ回路は、コアロジックの複雑さ、チップピンの数、および、回路基板トレースを構成する難しさがかなり増大するために、マザーボードのコストを増加させる。グラフィックスバスブリッジ回路に関連するこれらの付加的なコストは、内蔵グラフィックス処理サブシステムの多くの利点を台無しにする。

[0008]したがって、高価なコンポーネントをコンピュータシステムに付加することなく、内蔵グラフィックス処理サブシステムをアップグレードするのを可能にすることはシステムにとって望ましいことである。更に、内蔵グラフィックス処理サブシステムをアップグレードするシステムが多種多様なコンピュータシステムに適合できることは望ましいことである。

発明の概要

[0009]本発明の実施形態は、内蔵グラフィックスサブシステムと、補助グラフィックスサブシステムまたはループバックカードを取り付けるためのグラフィックスコネクタとを含む。第１のバスコネクションは、コンピュータシステムから内蔵グラフィックスサブシステムへデータを伝達する。ループバックカードが、所定の位置に存在すれば、データは、内蔵グラフィックスサブシステムから第２のバスコネクションを介してコンピュータシステムへ逆戻りするように進む。ループバックカードの代わりに、補助グラフィックスサブシステムが、グラフィックスコネクタに取り付けられていれば、内蔵グラフィックスサブシステムは、データ転送モードで動作する。コンピュータシステムは、データを第１のバスコネクションを介して内蔵グラフィックスサブシステムへ伝達する。次に、内蔵グラフィックスサブシステムは、データを第２のバスコネクションの一部分を介して補助グラフィックスサブシステムへ転送する。第２のバスコネクションの残りの部分は、データを補助グラフィックスサブシステムから逆戻りするようにコンピュータシステムへ伝達するのに使用される。更なる実施形態においては、補助グラフィックスサブシステムは、ディスプレイ情報をコンピュータシステムへ逆戻りするように伝達する。内蔵グラフィックスサブシステムは、データ転送モードで動作しているときに、ディスプレイ情報を受信し、そのディスプレイ情報をディスプレイ装置を制御するのに使用する。

[0010]一実施形態においては、コンピュータシステムは、中央演算処理装置、コンピュータコアロジックコントローラ、内蔵グラフィックスサブシステム、グラフィックスコネクタ、および、データ通信バスを含む。コンピュータコアロジックコントローラは、データ通信バスを介する通信を調整するようになっている。内蔵グラフィックスサブシステムは、一組のレンダリング情報に応じて、ディスプレイデータを生成するようになっている。グラフィックスコネクタは、補助グラフィックスサブシステムと通信するようになっている。

[0011]データ通信バスは、コンピュータコアロジックコントローラに接続され、かつ、一組のレンダリング情報をコンピュータコアロジックコントローラから内蔵グラフィックスサブシステムへ伝達するようになっている第１のバスコネクションと、内蔵グラフィックスサブシステムとグラフィックスコネクタとの間で情報を伝達するようになっている第２のバスコネクションと、情報をグラフィックスコネクタからコンピュータコアロジックコントローラへ伝達するようになっている第３のバスコネクションとを含む。内蔵グラフィックスサブシステムは、情報を第２のバスコネクションおよび第３のバスコネクションを介してコンピュータコアロジックコントローラへ伝達するようになっている通常動作モードを含み、また、第１のバスコネクションを介して受信された一組のレンダリング情報を第２のバスコネクションを介して補助グラフィックスサブシステムへ伝達するようになっているデータ転送モードを含む。

[0012]別の実施形態においては、内蔵グラフィックスサブシステムは、グラフィックスコネクタからループバックカードが取り外されたことに応じて、データ転送モードで動作するようになっている。ループバックカードは、第２のバスコネクションを第３のバスコネクションに接続するようになっている。更なる実施形態においては、ループバックカードは、データ通信バスの一部分を、補助グラフィックスサブシステムが存在しないことを指示する電圧値に保持するようになっている。データ通信バスの一部分は、グラフィックスコネクタと補助グラフィックスサブシステムとが接続されていることを指示するようになっている存在検出ラインであってもよい。

[0013]更に別の実施形態においては、コンピュータシステムは、内蔵グラフィックスサブシステムに接続されたディスプレイ装置を含む。ディスプレイ装置は、ディスプレイデータを内蔵グラフィックスサブシステムから受信するようになっている。データ転送モードで動作しているとき、内蔵グラフィックスサブシステムは、ディスプレイデータをデータ通信バスを介して補助グラフィックスサブシステムから受信するようになっている。

[0014]以下、図面を参照して、本発明を説明する。
図面において、同一の符号は、類似する構成要素を示している。

発明の詳細説明

[0015]図１は、パーソナルコンピュータ、テレビゲーム機器、携帯端末、または、その他のディジタル装置のような、本発明の実施形態を実施するのに適したコンピュータシステム１００のブロック図である。コンピュータシステム１００は、ソフトウェアアプリケーション、そして、場合によって、オペレーティングシステムを実行するための中央演算処理装置（ＣＰＵ）１０５を含む。一実施形態においては、ＣＰＵ１０５は、実際には、並列に動作するいくつかの独立した中央演算処理装置である。メモリ１１０は、ＣＰＵ１０５によって使用されるアプリケーションおよびデータを記憶する。記憶装置１１５は、アプリケーションおよびデータのための不揮発性記憶装置を提供し、固定ディスクドライブ、取り外し可能ディスクドライブ、フラッシュメモリデバイス、および、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、または、その他の光学記憶装置を含んでもよい。ユーザ入力装置１２０は、一人以上のユーザからのユーザ入力をコンピュータシステム１００へ伝達し、キーボード、マウス、ジョイスティック、タッチスクリーン、および／または、マイクロフォンを含んでもよい。ネットワークインタフェース１２５は、コンピュータシステム１００が電子的な通信ネットワークを介してその他のコンピュータシステムと通信するのを可能にし、ローカルエリアネットワークおよびインターネットのような広域ネットワークを介しての有線通信または無線通信を含んでもよい。ＣＰＵ１０５、メモリ１１０、データ記憶装置１１５、ユーザ入力装置１２０、および、ネットワークインタフェース１２５を含むコンピュータシステム１００のコンポーネントは、１つ以上のデータバス１６０を介して接続される。データバスの例には、ＩＳＡ、ＰＣＩ、ＡＧＰ、ＰＣＩ、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓ、および、ＨｙｐｅｒＴｒａｎｓｐｏｒｔデータバスが、含まれる。

[0016]更に、グラフィックスサブシステム１３０が、データバス１６０およびコンピュータシステム１００のコンポーネントに接続される。グラフィックスサブシステムは、コンピュータシステムマザーボードと一体化されてもよく、あるいは、コンピュータシステムに固定的または着脱可能に接続された独立した回路基板上に存在してもよい。グラフィックスサブシステム１３０は、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）１３５およびグラフィックスメモリを含む。グラフィックスメモリは、出力画像の画素ごとの画素データを記憶するのに使用されるディスプレイメモリ１４０（例えば、フレームバッファー）を含む。画素データは、ＣＰＵ１０５から直接にディスプレイメモリ１４０に提供されてもよい。あるいは、ＣＰＵ１０５は、所望の出力画像を定義するデータおよび／またはコマンドをＧＰＵ１３５に提供し、そのデータおよび／またはコマンドから、ＧＰＵ１３５は、１つ以上の出力画像の画素データを生成する。所望の出力画像を定義するデータおよび／またはコマンドは、増設メモリ１４５に記憶される。一実施形態においては、ＧＰＵ１３５は、ジオメトリー、照明、シェーディング、テクスチャリング、動き、および／または、シーンのためのカメラパラメータを定義するレンダリングコマンドおよびレンダリングデータから、出力画像のための画素データを生成する。

[0017]別の実施形態においては、ディスプレイメモリ１４０および／または増設メモリ１４５は、メモリ１１０の一部分であり、ＣＰＵ１０５によって共有される。あるいは、ディスプレイメモリ１４０および／または増設メモリ１４５は、グラフィックスサブシステム１３０が排他的に使用するために提供された１つ以上の独立したメモリである。グラフィックスサブシステム１３０は、画像のための画素データをディスプレイメモリ２１８から定期的に出力し、ディスプレイ装置１５０上に表示される。ディスプレイ装置１５０は、コンピュータシステム１００からの信号に応じて視覚情報を表示することのできる任意の装置であり、ＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、および、ＯＬＥＤディスプレイを含む。コンピュータシステム１００は、アナログ信号またはディジタル信号をディスプレイ装置１５０に提供してもよい。

[0018]更なる実施形態においては、グラフィックス処理サブシステム１３０は、ＧＰＵ１３５に類似する１つ以上の増設ＧＰＵ１５５を含む。また更なる実施形態においては、グラフィックス処理サブシステム１３０は、グラフィックスコプロセッサー１６５を含む。グラフィックス処理コプロセッサー１６５および増設ＧＰＵ１５５は、ＧＰＵ１３５と並列に動作するように、あるいは、ＧＰＵ１３５の代わりに動作するようになっている。増設ＧＰＵ１５５は、ＧＰＵ１３５と同様に、レンダリングコマンドから、出力画像のための画素データを生成する。増設ＧＰＵ１５５は、出力画像の異なる部分のための画素データを同時に生成するために、あるいは、異なる出力画像のための画素データを同時に生成するために、ＧＰＵ１３５と協力して動作してもよい。一実施形態においては、グラフィックスコプロセッサー１６５は、ＧＰＵ１３５および／または増設ＧＰＵ１５５のためのジオメトリー変換、シェーダー計算、および、裏面カリングオペレーションのようなレンダリング関連タスクを実行する。

[0019]増設ＧＰＵ１５５は、ＧＰＵ１３５と同じ回路基板上に配置され、データバス１６０への接続をＧＰＵ１３５と共有してもよく、あるいは、データバス１６０に独立して接続された増設回路基板上に配置されてもよい。また、増設ＧＰＵ１５５は、ＧＰＵ１３５と同じモジュールまたはチップパッケージに内蔵されてもよい。増設ＧＰＵ１５５は、ディスプレイメモリ１４０および増設メモリ１４５に類似するそれら自身のディスプレイメモリおよび増設メモリを有してもよく、あるいは、メモリ１４０および１４５をＧＰＵ１３５と共有してもよい。一実施形態においては、グラフィックスコプロセッサー１６５は、例えば、データバス１６０を制御するのに使用されるノースブリッジチップまたはサウスブリッジチップと一体化されるように、コンピュータシステムチップセット（図示しない）と一体化される。

[0020]図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の実施形態による内蔵グラフィックス処理サブシステムまたは補助グラフィックス処理サブシステムを使用するコンピュータシステムを示す。図２Ａは、コンピュータシステム２００を示す。コンピュータシステムのＣＰＵ２０５は、データバス２０８を介して、ノースブリッジチップ２１０に接続される。ノースブリッジチップ２１０は、ＣＰＵ２０５とグラフィックス処理サブシステムとの間の通信を調整することを含むコンピュータシステム２００のコアロジック機能を実行する。ノースブリッジ２１０は、独立したチップであってもよく、あるいは、ＣＰＵ２０５と一体化されてもよい。コンピュータシステム２００は、内蔵グラフィックスサブシステム２１５を含む。内蔵グラフィックスサブシステム２１５は、１つ以上のグラフィックス処理ユニット、そして、場合によって、独立したグラフィックスメモリを含む。上述したように、１つ以上の個別チップから構成されてもよいグラフィックスサブシステム２１５は、コンピュータシステムと一体化される。一実施形態においては、内蔵グラフィックスサブシステム２１５、ＣＰＵ２０５、および、ノースブリッジ２１０は、すべて、コンピュータシステム２００のマザーボード上に配置される。

[0021]内蔵グラフィックスサブシステム２１５は、データバスを介して、ノースブリッジ２１０に接続され、したがって、ＣＰＵ２０５に接続される。一実施形態においては、データバスは、１６ビット幅のＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓデータバスである。アウトバウンドデータバスコネクション２２０は、ノースブリッジ２１０から内蔵グラフィックス処理サブシステム２１５へデータを伝達するようになっている。

[0022]一般的なバスアーキテクチャーは、典型的には、グラフィックス処理サブシステムへデータを伝達するために、ノースブリッジとグラフィックス処理サブシステムとの間に存在するアウトバウンドデータバスコネクションと、グラフィックス処理サブシステムからノースブリッジへデータを伝達するために、グラフィックス処理サブシステムとノースブリッジとの間に存在するインバウンドデータバスコネクションとの両方を含む。しかしながら、本発明の一実施形態におけるコンピュータシステム２００は、内蔵グラフィックスサブシステム２１５とグラフィックスコネクタ２３０との間に存在するインバウンドデータバスコネクション２２５を含む。グラフィックスコネクタ２３０は、補助グラフィックスサブシステムに接続するようになっており、その補助グラフィックスサブシステムは、内蔵グラフィックスサブシステム２１５の代わりに使用されてもよい。また、グラフィックスコネクタ２３０は、ノースブリッジ２１０へのインバウンドデータバスコネクション２４０を含む。

[0023]補助グラフィックスサブシステムが、使用されていないときには、ループバックカード２３５が、グラフィックスコネクタ２３０に取り付けられる。ループバックカード２３０は、インバウンドデータバスコネクション２２５と２４０とを互いに接続する。一実施形態においては、ループバックカード２３５は、インバウンドデータバスコネクション２２５のデータラインを、それらに適切に対応するインバウンドデータバスコネクション２４０のデータラインに接続するための受動回路トレースを備えた小さな回路基板である。グラフィックスコネクタ２３５に接続されたループバックカード２３５によって、インバウンドデータバスコネクション２２５および２４０の組み合わせは、内蔵グラフィックスサブシステム２１５からノースブリッジ２１０へデータを伝達するための完全なリターンパスを互いに形成する。ループバックカード２３５のこの実施形態は、受動回路コンポーネントであるので、コンピュータシステム２００のコストまたは複雑さをほんのわずかしか増加させない。

[0024]図２Ｂは、補助グラフィックスサブシステム２５５が接続されたコンピュータシステム２００を示す。上述したループバックカード２３５は、グラフィックスコネクタ２３０から取り外され、その代わりに、補助グラフィックスサブシステム２５５が接続される。一実施形態においては、グラフィックスコネクタ２３０は、１つ以上の独立した回路基板上に配置された補助グラフィックスサブシステム２５５に接続するようになっている拡張スロットであってもよい。補助グラフィックスサブシステム２５５は、例えば、デスクトップコンピュータアプリケーション内において、コンピュータシステム２００のケース内に嵌め込むようになっていてもよく、あるいは、例えば、ノートブックコンピュータまたはモバイルアプリケーション内において、コンピュータシステム２００の外側にあるそれ自身のハウジング内に存在するようになっていてもよい。補助グラフィックスサブシステム２５５は、例えば、拡張スロットの形態を有するグラフィックスコネクタ２３０内に嵌め込むようになっている回路基板として、グラフィックスコネクタ２３０に直接に接続されてもよく、あるいは、プラグ、ソケット、ポート、または、その他の電気的なコネクタの形態を有するグラフィックスコネクタ２３０に接続するようになっているケーブルまたはその他の電気的なリンクを介して、グラフィックスコネクタ２３０に接続されてもよい。補助グラフィックスサブシステム２５５は、十分な電力を得るために、グラフィックスコネクタ２３０によって提供される電源コネクションに依存してもよく、あるいは、独立した電源を含んでもよい。

[0025]補助グラフィックスサブシステム２５５が、所定の位置に配置されることによって、レンダリングコマンドおよびレンダリングデータを含むデータが、ＣＰＵ２０５から、ノースブリッジ２１０を通り、アウトバウンドデータバスコネクション２２０を通り、内蔵グラフィックスサブシステム２１５へ伝達される。補助グラフィックスサブシステム２５５が接続されることによって、一実施形態のコンピュータシステム２００は、データ転送モードで動作するように、内蔵グラフィックスサブシステム２１５を設定する。データ転送モード中、内蔵グラフィックスサブシステム２１５は、アウトバウンドデータバスコネクション２２０を介して受信されたデータを、インバウンドデータバスコネクション２２５を介して、補助グラフィックスサブシステム２５５へ中継する。このようにして、内蔵グラフィックスサブシステム２１５のデータ転送モードを使用すると、データは、ＣＰＵ２０５から補助グラフィックスサブシステム２５５へ伝達される。データは、補助グラフィックスサブシステム２５５から、インバウンドデータバスコネクション２４０を介して、再び、ノースブリッジ２１０へ、そして、必要であれば、ＣＰＵ２０５へ伝達される。

[0026]内蔵グラフィックスサブシステム２１５のデータ転送モードは、多種多様な形で実行されてもよい。内蔵グラフィックスサブシステム２１５は、アウトバウンドバスコネクション２２０を介して、ディジタルデータを表現するアナログ電圧信号を受信する。一実施形態においては、内蔵グラフィックスサブシステム２１５は、データ転送モードで動作しているとき、アウトバウンドデータバスコネクション２２０を内部で切り替え、インバウンドデータバスコネクション２２５に接続する。アウトバウンドデータバスコネクション２２０をインバウンドデータバスコネクション２２５に接続することによって、アウトバウンドデータバスコネクション２２０上で受信されるアナログ電圧信号は、インバウンドデータバスコネクション２２５上に折り返され、それによって、補助グラフィックスサブシステム２５５は、これらのアナログ電圧信号を受信し、それらをディジタルデータに変換することができる。

[0027]代替の実施形態においては、内蔵グラフィックスサブシステム２１５は、データ転送モードで動作しているとき、アウトバウンドデータバスコネクション２２０から受信するアナログ電圧信号をそれに対応するディジタルデータ値に内部で変換する。次に、ディジタルデータ値は、再び、アナログ電圧信号に変換され、そのアナログ電圧信号は、インバウンドデータバスコネクション２２５に印加される。補助グラフィックスサブシステム２５５は、内蔵グラフィックスサブシステム２１５によって生成されたこれらのアナログ電圧信号を受信し、それらをディジタルデータに変換する。

[0028]内蔵グラフィックスサブシステム２１５のデータ転送モードが、ノースブリッジ２１０から補助グラフィックスサブシステム２５５へデータを伝達するために、全くのアナログデータパスを使用するか、あるいは組み合わせられたアナログ／ディジタルデータパスを使用するかに関係なく、更なる実施形態においては、内蔵グラフィックスサブシステム２１５は、また、すべての受信されるアナログ電圧信号をディジタルデータ値に変換する。次に、ディジタルデータ値は、例えば、動作を通常モードとデータ転送モードとの間で切り替えるような、あるいは、以下で説明するように、内蔵ディスプレイを制御するのに使用されるディスプレイ情報を受信するような特殊機能を動作させるために、内蔵グラフィックスサブシステム２１５によって使用される。

[0029]別の実施形態においては、コンピュータシステム２００は、ループバックカード２３５が取り外されたこと、次に、その後に、補助グラフィックスサブシステム２５５が接続されたこと、および、それとは逆のことを自動的に検出する。この実施形態においては、データバスコネクション２２０、２２５、および、２４０は、すべて、１つ以上の「存在検出」コネクションを含む。例えば、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓデータバス規格は、存在検出コネクションを含み、通常、Ｈレベルの電圧値にセットされる。補助グラフィックスサブシステム２５５が、グラフィックスコネクタ２３０に接続されると、存在検出コネクションは、異なる値にセットされ、新しいデバイスがグラフィックスコネクタ２３０に接続されたことを指示する。例えば、補助グラフィックスサブシステムは、存在検出コネクションを接地してもよい。一実施形態においては、補助グラフィックスサブシステム２５５は、コンピュータシステム２００が動作しているときにコンピュータシステム２００に接続されてもよい。更に、補助グラフィックスサブシステム２５５は、コンピュータシステム２００がオフのときに、コンピュータシステム２００に接続されてもよく、次に、次にコンピュータシステム２００がオンにされたときに、補助グラフィックスサブシステム２５５が検出される。

[0030]存在検出コネクションの値が変化したことに応じて、ノースブリッジ２１０は、補助グラフィックスサブシステム２５５が接続されたことをコンピュータシステム２００に通知する。それに応じて、コンピュータシステム２００は、補助グラフィックスサブシステム２５５を初期化するために、例えば、アドレス空間を割り当てて適切なデバイスドライバーをロードするために、様々なタスクを実行する。更に、ノースブリッジ２１０は、上述したデータ転送モードで動作するように内蔵グラフィックスサブシステム２１５に命令し、それによって、データを補助グラフィックスサブシステム２５５に伝達することができる。一実施形態においては、ノースブリッジ２１０は、補助グラフィックスサブシステム２５５が接続されているときに発生し得る通信競合を回避するために、側帯波信号を用いて内蔵グラフィックスサブシステム２１５と通信する。

[0031]補助グラフィックスサブシステム２５５が取り外され、かつ、ループバックカード２３５と交換されたときに、類似する処理が実行される。ノースブリッジ２１０は、存在検出コネクションが変化したことを検出し、補助グラフィックスサブシステム２５５が取り外され、かつ、ループバックカード２３５と交換されたことを指示する。それに応じて、ノースブリッジ２１０は、データ転送モードの動作状態ではなく内蔵グラフィックスサブシステム２１５の通常の動作状態で動作するように内蔵グラフィックスサブシステム２１５に命令する。更に、補助グラフィックスサブシステム２５５によって使用される任意のオペレーティングシステムリソースが、割当を解除され、アドレス空間およびデバイスドライバーのような内蔵グラフィックスサブシステム２１５のための適切なリソースが、初期化される。

[0032]補助グラフィックスサブシステムをデスクトップコンピュータシステムに増設するとき、ディスプレイ装置は、多くの場合、外部ケーブルを介して、補助ディスプレイ装置上のポート内に直接に接続されてもよい。しかしながら、ある種のコンピュータシステムにおいては、ディスプレイ装置は、内蔵グラフィックスサブシステムに固定的に接続される。例えば、ノートブックコンピュータおよびモバイル機器においては、ディスプレイ装置は、コンピュータシステムと一体化され、ディスプレイ装置とコンピュータシステムとの間の接続を、人手によって、内蔵グラフィックスサブシステムから分離し、かつ、補助グラフィックスサブシステムに再び接続することはできない。

[0033]内蔵ディスプレイ装置を備えたコンピュータシステムにおいては、本発明の実施形態は、補助グラフィックスサブシステムから内蔵グラフィックスサブシステムを介して内蔵ディスプレイ装置へディスプレイ情報を伝達する。図３は、本発明の実施形態による内蔵グラフィックスディスプレイ装置と組み合わせた補助グラフィックス処理サブシステムを使用することを示す。

[0034]図３は、内蔵ディスプレイ３２５を有するコンピュータシステム３００を示す。わかりやすくするために、これまでの図面に示されたＣＰＵおよびその他のコンポーネントは、省略されている。ノースブリッジ３１０は、コンピュータシステム３００のコアロジック機能を実行し、それには、ＣＰＵ２０５とグラフィックス処理サブシステムとの間の通信を調整することが含まれる。

[0035]内蔵グラフィックスサブシステム３１５は、データバスを介して、ノースブリッジ２１０に接続され、したがって、ＣＰＵに接続される。一実施形態においては、データバスは、１６ビット幅のＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓデータバスである。アウトバウンドデータバスコネクション３２０は、ノースブリッジ３１０から内蔵グラフィックス処理サブシステム３１５へデータを伝達するようになっている。上述した実施形態に類似して、補助グラフィックスサブシステムが、存在しなければ、内蔵グラフィックス処理サブシステム３１５は、同様に、インバウンドデータバスコネクション３３５および３５０とループバックカードとを介して、ノースブリッジ３１０に接続される。

[0036]また、内蔵グラフィックスサブシステム３１５は、ディスプレイコネクション３３０を介して、ディスプレイ装置３２５に接続される。ディスプレイ装置３２５は、内蔵グラフィックスサブシステム３１５からディスプレイデータを受信し、その結果として、１つ以上の画像を表示するようになっている。ディスプレイ装置３２５へ送信されるディスプレイデータは、アナログまたはディジタルの形態であってもよく、ディスプレイコネクション３３０は、固定的なコネクションまたは着脱可能なコネクションであってもよい。

[0037]補助グラフィックスサブシステム３４５が、グラフィックスコネクタ３４０に取り付けられていれば、内蔵グラフィックスサブシステム３１５は、データ転送モードに切り替えられ、それによって、ノースブリッジ３１０は、補助グラフィックスサブシステム３４５と通信することができる。しかしながら、ディスプレイ装置３２５は、ディスプレイコネクション３３０を介して、内蔵グラフィックスサブシステム３１５に接続されたままである。

[0038]補助グラフィックスサブシステム３４５が、画像をディスプレイ装置３２５上に表示するのを可能にするために、一実施形態の補助グラフィックスサブシステム３４５は、すべてのディスプレイメモリにアクセスするための複製要求を、インバウンドデータバスコネクション３５０を介して、ノースブリッジ３１０へ送信する。ノースブリッジ３１０は、アウトバウンドデータバスコネクション３２０を介して、ディスプレイメモリ要求を内蔵グラフィックスサブシステム３１５へ再び送信する。内蔵グラフィックスサブシステム３１５は、ディスプレイメモリ要求を解釈し、それに応じてディスプレイメモリのコピーを更新する。ディスプレイメモリのコピーは、内蔵グラフィックスサブシステム３１５がアクセスすることのできるものである。次に、内蔵グラフィックスサブシステム３１５は、ディスプレイ装置３２５のためのディスプレイデータを作成するために、ディスプレイメモリのコピー内に記憶された情報を使用する。

[0039]図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の別の実施形態による内蔵グラフィックス処理サブシステムまたは補助グラフィックス処理サブシステムを使用するコンピュータシステムを示す。コンピュータシステムは、内蔵グラフィックス処理サブシステム４１５およびグラフィックスコネクタ４２５に接続されたノースブリッジ４０５を含む。この実施形態においては、データバスは、２つのバスコネクション４１０および４３５に分割される。例えば、１６ビット幅のデータバスは、２つの８ビット幅のコネクションに分割される。バスコネクション４１０および４３５は、それぞれ、ノースブリッジ４０５へおよびノースブリッジ４０５からデータを搬送することのできる双方向コネクションである。

[0040]バスコネクション４１０は、内蔵グラフィックスサブシステム４１５に直接に接続される。補助グラフィックスサブシステムが、存在しなければ、ループバックカード４３０が、グラフィックスコネクタ４２５に接続される。ループバックカード４３０は、バスコネクション４３５をバスコネクション４２０にブリッジングし、そのバスコネクション４２０は、内蔵グラフィックスサブシステム４１５に接続される。上述したように、ループバックカード４３０は、受動回路基板であってもよい。バスコネクション４３５および４２０をブリッジングすることによって、第２のバスコネクション４３５は、内蔵グラフィックスサブシステム４１５に接続される。ループバックカード４３０の存在とともに、バスコネクション４１０および４３５は、内蔵グラフィックスサブシステム４１５への完全な１６ビット幅のデータバスを形成する。

[0041]ノースブリッジ４０５からのデータは、２つの部分に分割され、第１の部分は、バスコネクション４１０を通って内蔵グラフィックス処理サブシステム４１５へ進む。ノースブリッジ４０５からのデータの第２の部分は、バスコネクション４３５を介して、グラフィックスコネクタ４２５へ進み、ループバックカード４３０を通り、次に、バスコネクション４２０を介して、内蔵グラフィックスサブシステム４１５へ進む。内蔵グラフィックスサブシステム４１５からのデータは、類似する形で、ノースブリッジ４０５へ伝達される。第２の部分のデータを伝達する際に発生する伝送遅延を補償するために、一実施形態のノースブリッジ４０５および内蔵グラフィックスサブシステム４１５の両方は、バスコネクション４１０を介して伝達される第１の部分のデータを遅延させ、それによって、データの第１および第２の部分が同期した状態に維持されることを保証する。

[0042]図４Ｂは、補助グラフィックスサブシステム４５５が取り付けられたコンピュータシステム４００を示す。補助グラフィックスサブシステム４５５が、ループバックカード４３０の代わりに、グラフィックスコネクタ４２５に取り付けられる。この構成において、内蔵グラフィックスサブシステム４１５は、上述したように、データ転送モードで動作する。データは、２つの部分として、ノースブリッジ４０５から補助グラフィックスサブシステム４５５へ伝達される。第１の部分は、バスコネクション４１０を介して、内蔵グラフィックス処理サブシステム４１５へ進む。次に、内蔵グラフィックス処理サブシステム４１５は、第１の部分を、バスコネクション４２０を介して、補助グラフィックスサブシステム４５５へ方向転換させる。上述したように、内蔵グラフィックスサブシステムは、データをバスコネクション４１０からバスコネクション４２０へ転送するために、ディジタルシステムまたはアナログシステムを使用してもよい。

[0043]ノースブリッジ４０５からのデータの第２の部分は、バスコネクション４３５を介して、補助グラフィックスサブシステム４５５へ直接に進む。補助グラフィックスサブシステム４５５からのデータは、類似する形で、ノースブリッジ４０５へ伝達される。一実施形態においては、ノースブリッジ４０５および補助グラフィックスサブシステム４５５の両方は、バスコネクション４３５を介して伝達される第２の部分のデータを遅延させ、それによって、データの第１および第２の部分が同期した状態に維持されることを保証する。

[0044]本発明は、データバスブリッジング回路のような高価なコンポーネントをコンピュータシステムに付加することなく、内蔵グラフィックス処理サブシステムをアップグレードするのを可能にするシステムを提供する。本発明が、コンピュータグラフィックスサブシステムを参照して説明されたが、本発明は、コンピュータシステムのどのような種類の内蔵コンポーネントをアップグレードするのにも適用することができ、それらには、オーディオコンポーネントおよび通信コンポーネントが含まれる。本発明が、特定の例およびそれの実施形態を参照して説明されたが、それらは、ただ単に説明のためのものであり、本発明を限定するものではない。そのために、本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ規定されるべきである。

本発明の実施形態を実施するのに適したコンピュータシステムのブロック図である。 本発明の実施形態による内蔵グラフィックス処理サブシステムまたは補助グラフィックス処理サブシステムを使用するコンピュータシステムを示す図である。 本発明の実施形態による内蔵グラフィックス処理サブシステムまたは補助グラフィックス処理サブシステムを使用するコンピュータシステムを示す図である。 本発明の実施形態による内蔵グラフィックスディスプレイ装置と組み合わせて補助グラフィックス処理サブシステムを使用することを説明する図である。 本発明の別の実施形態による内蔵グラフィックス処理サブシステムまたは補助グラフィックス処理サブシステムを使用するコンピュータシステムを示す図である。 本発明の別の実施形態による内蔵グラフィックス処理サブシステムまたは補助グラフィックス処理サブシステムを使用するコンピュータシステムを示す図である。

Claims (19)

1. 中央演算処理装置と、
   データ通信バスを介する通信を調整するようになっているコンピュータコアロジックコントローラと、
   内蔵グラフィックスサブシステムと、
   補助グラフィックスサブシステムと通信するようになっているグラフィックスコネクタと、
   前記コンピュータコアロジックコントローラと前記内蔵グラフィックスサブシステムとを接続し、前記コンピュータコアロジックコントローラからの一組のレンダリング情報を前記内蔵グラフィックスサブシステムへ伝達するようになっている第１のバスコネクションと、前記内蔵グラフィックスサブシステムと前記グラフィックスコネクタとを接続する第２のバスコネクションと、前記グラフィックスコネクタと前記コンピュータコアロジックコントローラとを接続する第３のバスコネクションとを含む、前記データ通信バスと、
   を備え、
   前記内蔵グラフィックスサブシステムが、前記第１のバスコネクションを介して受信された一組のレンダリング情報に応じてディスプレイデータを生成する通常動作モードを含み、また、前記第１のバスコネクションを介して受信された一組のレンダリング情報を前記第２のバスコネクションを介して前記補助グラフィックスサブシステムへ伝達するようになっているデータ転送モードを含む、コンピュータシステム。
2. 前記内蔵グラフィックスサブシステムが、前記グラフィックスコネクタからループバックカードが取り外されたことに応じて、前記データ転送モードで動作するようになっている、請求項１に記載のコンピュータシステム。
3. 前記ループバックカードが、前記第２のバスコネクションを前記第３のバスコネクションに接続するようになっている、請求項２に記載のコンピュータシステム。
4. 前記ループバックカードが、前記データ通信バスの一部分を、補助グラフィックスサブシステムが存在しないことを指示する電圧値に維持するようになっている、請求項３に記載のコンピュータシステム。
5. 前記データ通信バスの一部分が、前記グラフィックスコネクタと前記補助グラフィックスサブシステムとが接続していることを指示するようになっている存在検出ラインである、請求項４に記載のコンピュータシステム。
6. 前記内蔵グラフィックスサブシステムに接続され、かつ、前記内蔵グラフィックスサブシステムからディスプレイデータを受信するようになっているディスプレイ装置を更に備え、
   データ転送モードで動作しているときには、前記内蔵グラフィックスサブシステムが、前記補助グラフィックスサブシステムから前記第３のバスコネクション及び前記第１のバスコネクションを介してディスプレイデータを受信するようになっている、請求項１に記載のコンピュータシステム。
7. コンピュータシステムの内蔵グラフィックスサブシステム内に含まれるようになっているグラフィックス処理ユニットであって、
   第１のデータバスコネクションから一組のレンダリング情報を受信するようになっている第１のデータバスコネクションインタフェースと、
   第２のデータバスコネクションと通信するようになっている第２のデータバスコネクションインタフェースと、
   を備え、
   該グラフィックス処理ユニットが、一組のレンダリング情報に応じてディスプレイデータを生成するようになっている第１の動作モードと、前記第１のデータバスコネクションインタフェースを介して受信された一組のレンダリング情報を前記第２のデータバスコネクションインタフェースを介して補助グラフィックス処理サブシステムへ転送するようになっている第２の動作モードとを含む、グラフィックス処理ユニット。
8. ディスプレイ情報をディスプレイ装置へ伝達するようになっているディスプレイコネクションインタフェースを更に含み、
   前記第２の動作モードで動作しているときに、該グラフィックス処理ユニットが、前記第１のデータバスコネクションインタフェースを介してディスプレイ情報を受信するようになっている、請求項７に記載のグラフィックス処理ユニット。
9. 補助グラフィックスサブシステムが前記コンピュータシステムに接続されたことを示すコマンドを受信することに応じて、更に、前記第１の動作モードから前記第２の動作モードへ切り替えるようになっている、請求項７に記載のグラフィックス処理ユニット。
10. 前記コマンドが、第１のデータバス通信インタフェースを介して伝達される、請求項９に記載のグラフィックス処理ユニット。
11. 前記コマンドが、側帯波信号の形態で該グラフィックス処理ユニットへ伝達される、請求項９に記載のグラフィックス処理ユニット。
12. 第１および第２のデータバスコネクションインタフェースが、ＰＣＩ−Ｅｘｐｒｅｓｓバスインタフェースである、請求項７に記載のグラフィックス処理ユニット。
13. 一組のレンダリング情報を第１のデータバスコネクションを介して内蔵グラフィックスサブシステムへ送信するようになっている第１のデータバスコネクションインタフェースと、
    グラフィックスコネクタに接続された第２のデータバスコネクションと通信するようになっている第２のデータバスコネクションインタフェースと、
    を備えるコンピュータコアロジックコントローラであって、
    前記グラフィックスコネクタと補助グラフィックスサブシステムとが接続されていることを検出し、それに応じて、前記内蔵グラフィックスサブシステムに前記一組のレンダリング情報を、前記内蔵グラフィックスサブシステムと前記グラフィックスコネクタとの間の第３のデータバスコネクションを介して前記補助グラフィックスサブシステムへ転送させるためにコマンドを前記内蔵グラフィックスサブシステムへ送信するようになっている、コンピュータコアロジックコントローラ。
14. 更に、前記コマンドを側帯波信号で前記内蔵グラフィックスサブシステムへ送信するようになっている、請求項１３に記載のコンピュータコアロジックコントローラ。
15. 前記第２のデータバスコネクションの一部分上において前記第２のデータバスコネクションインタフェースによって受信された電圧値の変化を検出することによって、更に、前記グラフィックスコネクタと補助グラフィックスサブシステムとが接続されていることを検出するようになっており、電圧値の前記変化が、前記グラフィックスコネクタからループバックカードを取り外すことによって引き起こされる、請求項１３に記載のコンピュータコアロジックコントローラ。
16. 前記第２のデータバスコネクションインタフェースが、ループバックカードと前記グラフィックスコネクタとの接続を検出したことに応答して、情報を第２のデータバスコネクションを介して受信するようになっている、請求項１３に記載のコンピュータコアロジックコントローラ。
17. 前記第２のデータバスコネクションインタフェースが、補助グラフィックスサブシステムと前記グラフィックスコネクタとの接続を検出したことに応答して、情報を第２のデータバスコネクションを介して受信するようになっている、請求項１３に記載のコンピュータコアロジックコントローラ。
18. ディスプレイ情報を前記第２のデータバスコネクションインタフェースを介して受信し、かつ、該ディスプレイ情報を前記第１のデータバスコネクションインタフェースを介して伝達するようになっている、請求項１３に記載のコンピュータコアロジックコントローラ。
19. 中央演算処理装置の一部分である、請求項１３に記載のコンピュータコアロジックコントローラ。

Images