JPH01155461A - データ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数のデータ処理プロセッサを並列に動作さ
せてデータ処理時間を短縮させようとするデータ処理装
置に関し、特にデータの並列処理が比較的容易に行える
グラフィックス処理をおこなうデータ処理装置に関する
。

〔従来の技術〕

一般にデータ処理装置は、１ワード（たとえば１６ビッ
ト、３２ビット）を処理の単位として処理を実行する。

汎用の中央処理装置（以下ＣＰＵ）は同じデータ長をも
ったメモリ装置からデータをリード／ライトして処理を
進めていく。これは、グラフィックス処理を専門に行う
グラフィックス・コントローラをはじめとする周辺装置
にもあてはまることである。

ところが、最近のグラフィックス処理装置は処理アルゴ
リズムに最適化したハードウェアを備えており、描画結
果を格納する表示メモリのアクセス・タイムが性能のボ
トル・ネックになるまで高速化されてきた。これ以上の
性能アップを図るためには、表示メモリに高速メモリを
使用するか、メモリ・バス幅を拡張して処理の並列性を
高める等のアプローチが必要になってきた。

特に後者の方法にはメモリ・プレーン単位での並列処理
が容易なので、最近になって多くの装置に採用されてき
ている。メモリ・プレーンとは、ｎビットの画素情報の
うちの１ビットを全画素において集めたイモリ構成をい
う。したがってこの場合、画素の各ビットごとにｎ枚の
メモリ・プレーンで表示メモリ全体が構成されることに
なる。各プレーンはそれぞれ独立性が高いため、各プレ
ーンごとにデータ処理プロセッサを接続して同時に処理
することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のデータ処理装置は、メモリ・プレーン間
の独立性を利用して並列処理を可能にした。しかしなが
ら、あるメモリ・プレーンの内容を別のメモリ・プレー
ンに格納したい場合や、複数のメモリ・プレーンに格納
された情報を一括して処理したい場合等に問題がででく
る。これはメモリ・プレーンに格納されたデータがある
１つのデータ処理プロセッサにしか接続されていない、
という接続関係の単純さに起因する。

たとえば、文字を表示する場合、文字のフォント情報を
格納したキャラクタ・ジェネレータと呼ばれるＲＯＭを
リードして各プレーンに描画しなければならない、とこ
ろが、キャラクタ・ジェネレータをあるメモリ・プレー
ンの一部にマツピングしたとすると、そのプレーン内で
しか文字を描画することができなくなってしまうので、
各プレーンごとにキャラクタ・ジェネレータを備えなけ
ればならない。漢字フォントを格納したキャラクタ・ジ
ェネレータは特に高価であり、またボード上の実装面積
も非常に大きくなってしまう。英数字や記号を扱うだけ
ならＲＡＭで構成される各メモリ・プレーンの一部にあ
らかじめロードしておけばよいが、情報量が膨大な漢字
フォントな扱う場合はやはり経済的に不利である。

また、上述したような問題を解決したデータ処理装置が
あったとしても、このようなデータ処理装置をＬＳＩ化
し、複数のＬＳＩを使用してさらに並列性を高めようと
すると、あるＬＳＩに接続されているメモリ・プレーン
を別のＬＳＩがアクセスできるようにするためには付加
回路として大規模なデータ・バス切替回路が必要になっ
てしまう。

〔発明の従来技術に対する相違点〕

本発明は、上述したような従来技術の欠点を排除するた
めに、メモリ・データの入出力データ・バスとデータ処
理プロセッサ間の接続形態を複数用意しておき、この中
から選宜選択するという考え方と、複数のＬＳＩを使用
することを前提としたコモン・バスの考え方を導入した
。

入出力データ・バスとデータ処理プロセッサ間の接続形
態は、基本的につぎの３種類である。第１に従来と同じ
ように各入出力データ・バスに対して１個のデータ処理
プロセッサが接続される形態である。第２にすべての入
出力データ・バスのうちの任意のバスをある１つのデー
タ処理プロセッサに接続する形態である。第３に、任意
のバスを全てのデータ処理プロセッサに接続する形態で
ある。

一方、コモン・バスとはメモリ・プレーンに直結した入
出力データ・バス以外に設けられた入出力データ・バス
を指す。ＬＳＩ化されたデータ処理フロセッサと別・の
ＬＳＩのコモン・バスを接続することにより、ＬＳＩ間
のデータ転送を用意にすることができる。

このように入出力データ・バスの接続形態を複数備え、
さらにコモン・バスを採用したデータ処理装置は従来な
かった新しい考え方である。

〔問題点を解決するための手段〕

以上述べてきたように、本発明はグラフィックス処理を
並列に処理する際に現れる種々の問題点を解決し、安価
で高性能な装置を提供するために本発明のデータ処理装
置は、 １ワードｎピツ）　（ｎは自然数）を処理の基本単位と
し１ワード長のデータを入出力するデータ入出力手段と
、前記データ入出力手段に接続してデータを処理するデ
ータ処理手段を有するデータ処理装置において、 ｋ個（ｋは自然数）の前記データ入出力手段と前記ｍ個
（ｍはｍ≦ｋなる自然数）のデータ処理手段を複数の接
続形態の中から選択して接続する接続手段と、 前記ｍ個のデータ処理手段を同時に動作させる動作制御
手段と、 前記動作制御手段及び外部から供給される制御信号をも
とに前記接続手段に入力する選択信号を生成する手段を
有して構成される。

〔実施例１〕 次に本発明の第１の実施例について図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は本発明の第１の実施例を示すプロ、り図、第３
図はデータ転送処理の種類を示す図、第４図はメモリ・
プレーンとデータ処理部の接続形態を示す図、第５図は
データ・バス接続選択条件を説明する図、第６図はプレ
ーン選択情報の説明図である。

・本実施例のデータ処理装置は、４枚のメモリ・プレー
ンを有し、１６ビットを１ワードとして４ワ一ド分の入
出力データ・バスを有している。各プレーンはＲＧＢＩ
（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ
）に対応しており１６色表示が可能である。

まず、本実施例で実行されるデータ処理について説明す
る。表示メモリ上のある矩形領域から別の矩形領域への
データ転送を行うのであるが、つぎに説明する３種類が
ある。

第１に、第３図（ａ）に示すように、あるメモリ・プレ
ーンの矩形領域を同じメモリ・プレーン上の別の矩形領
域にデータ転送する場合である。この形態は“複数プレ
ーン→複数プレーン”のデータ転送であり、一般的な接
続形態である。

第２に、第３図（ｂ）に示すように、あるメモリ・プレ
ーンの矩形領域のデータを全てのメモリ・プレーンの特
定の矩形領域へデータ転送する場合である。この形態は
“単プレーン→複数プレーン”のデータ転送であり、キ
ャラクタ・ジェネレータなどに格納された文字フォント
を全メモリ・プレーンに展開してカラー文字表示を行う
場合等に使用される。

第３に、第３図（Ｃ）に示すように、すべてのメモリ・
プレーンの矩形領域内のデータに対して指定された演算
を施した後、ある１枚のメモリ・プレーンへデータ転送
する場合である。この形態は“複数プレーン→単プレー
ン”のデータ転送であり、カラー表示データを白黒２値
のプリンタへハード・コピーする場合等に使用される。

さて、以上のような３種類の接続形態を実現した実施例
のブロック図について第１図の参照して説明する。

第１図において、１〜４はメモリ・プレーン、５は入出
力制御部、６〜９はデータ処理部、１０は動作制御部、
１１は選択制御部、１２はメモリ・プレーンに対するア
ドレス発生部、１３はデータ処理装置、２０はキャラク
タ・ジェネレータ、１００〜１０３はメモリ・データ・
バス、１０４〜１０７は内部データ・バス、１０８はメ
モリ制御ハス、１０９はホスト・バス、１１Ｏ〜１１５
は制御バス、２００はコモン・バスである。

全体の動作について説明する。データ処理装置１３はホ
スト・バス１０９を介して、ホスト・システムより種々
のコマンド／パラメータを入力し、その指示に従って動
作を開始する。パラメータの種類としては、データ転送
の転送元のアドレス、転送先のアドレス、転送領域の大
きさなどが基本となる。コマンドの種類としては、上述
した３種類のデータ転送コマンドがある。

コマンド／パラメータを入力すると、まず動作制御部１
０がコマンドを解釈して必要なパラメータヲ、制御ハス
１１０．１１５を介してアドレス発生部１２、データ処
理部６〜９に転送する。つぎに動作制御部１０はコマン
ドに応じた処理シーケンスに従って、アドレス発生部１
２、およびデータ処理部６〜９に動作の指示を行う。こ
れをうけて、アドレス発生部１２ではメモリ制御バス１
０８を介してメモリ・アドレスとともにリードあるいは
ライト要求を発生する。一方データ処理部６〜９は、入
出力制御部５および内部データ・バス１０４〜１０７を
介してリードしたデータを処理し、逆の経路で処理デー
タを出力する。

さて、以上の動作を行う際の入出力制御部の動作につい
て第４図をもとに説明する。第４図は３種類のデータ転
送に対して、メモリ・データ・バス１００〜１０３及び
コモン・バス２００と、内部データ・バス１０４〜１０
７をどのように接続するかを示している。第４図（ａ）
は“複数プレーン→複数ブレーン”のリード／ライト時
、′単プレーン→複数プレーン”のライト時の接続形態
、（ｂ）は“単プレーン→複数プレーン”のリード時の
接続形態、（ｃ）は、“複数プレーン→単プレーン”の
リード／ライト時の接続形態である。この３種類の接続
形態は、選択制御部１１から制御バス１１２を介して入
力される選択信号に基づいて選択される。なお、第４図
（ｂ）　、　（ｃ）のリード時は、いずれか−本のバス
だけがアクティブになる。

選択制御部１１は動作制御部１０から現在どのコマンド
を実行しているのか、リードなのかライトなのかを制御
バス１１１を介して入力する。−方、外部からも制御バ
ス１１３を介してプレーン選択情報を入力する。これら
の情報をもとに第５図のように接続形態を決定する。第
５図は３種類のコマンドに対する接続形態と、外部に対
して全プレーン・アクセスを行うか否かを示す全プレー
ン・アクセス信号の生成条件を示しである。プレーン選
択情報とは、′単ブレーン→複数プレーン”あるいは“
複数プレーン→単プレーン”のリード時に、どのプレー
ンを転送元とするかを決定するために用いる。したがっ
て第４図（ｂ）の転送元を変えた合計５つのバリエーシ
ョンのうちどの接続形態にするかをプレーン選択情報に
よって選択するのである。プレーン選択情報は第６図に
示すように３ビットの制御情報で構成される。

〔実施例２〕 次に本発明の第２の実施例について図面を参照して説明
する。

第２図は本発明の第２の実施例を示すブロック図である
。

本実施例のデータ処理装置は、第１の実施例でのべたデ
ータ処理装置１３にデータ処理装置１４を加えて計２個
を使用し、メモリ・プレーン２１〜２４を加えた合計８
枚のメモリ・プレーンを有している。したがって、２５
６色表示が可能である。また、双方のデータ処理装置の
コモン・バス２００とキャラクタ・ジェネレータ２０を
接続した。

本実施例で実行されるデータ処理は、第１の実施例と同
様に３種類データ転送である。第１の実施例と特徴的に
異なるのは、コモン・バスにまつわるプレーン選択情報
が異なることである。

まず、全体の動作について説明する。処理に必要なパラ
メータはそれぞれのデータ処理装置に別々に設定しても
よいが、コマンドは同時に設定する。これらは、２つの
データ処理装置の動作タイミングが一致していないと、
表示メモリ・アクセスの競合が生じ、システム全体の性
能が低下する恐れがあるためである。以降、動作制御部
１゜とデータ処理部６〜９、アドレス発生部１２の関係
は第１の実施例で示したとおりである。

入出力制御部５及び選択制御部１１の動作について説明
する。“複数プレーン→複数プレーン”のデータ転送に
ついては第１の実施例と同じであるが、“単プレーン→
複数プレーン”、′複数プレーン→単プレーン”のふる
まいが異なる。′単プレーン→複数プレーン”のデータ
転送は転送元のメモリ・プレーンがどちらか一方のデー
タ処理装置に接続されているので、他方のデータ処理装
置にとっては直接的にアクセスすることができない。そ
こで、転送元のメモリ・プレーンに接続しているデータ
処理装置は通常の処理を行う以外に、コモン・バス２０
０に転送元からリードしたデータを出力する。一方、他
方のデータ処理装置は、コモン・バス２００からそのデ
ータを入力するのである。

ここで重要なのが、プレーン選択情報の生成方法である
。全プレーン・アクセス信号が“０”でかつ、アクセス
されるメモリ・プレーンに接続されていないデータ処理
装置の場合にはプレーン選択情報の最上位ビットを“１
”にし、その他の場合には“０”にするように外部回路
を構成する。

〔発明の効果〕 以上述べてきたように、本発明のデータ処理装置は、複
数のメモリ・プレーンに対して同時処理を行うことによ
って高速化しようとする際に生じる様々な問題点を解決
することができた。しかも、コモン・バスの考え方を導
入したことによって、付加回路がほとんどいらずに複数
のデータ処理装置を接続して容易に性能向上を図ること
ができた。

本発明の実施例では、１個のデータ処理装置に４枚のメ
モリ・プレーンを接続したが、メモリ・プレーンの数は
何枚であっても容易に実現できる。同様に、１ワードの
データ長、データ処理装置の複数個接続の際の個数など
も論理的には任意にすることができることは容易に推測
できる。

また、データ処理コマンドとして３種類のデータ転送だ
けを示したが、直線や円などの線図形描画、あるいは閉
領域内の塗りつぶしなどの機能を備えたとしても、なん
ら本発明の主旨にはずれるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すプロ、り図、第２
図は本発明の第２の実施例を示すブロック図、第３図は
データ転送処理の種類を示す図、第４図はメモリ・プレ
ーンとデータ処理部の接続形態を示す図、第５図はデー
タ・バス接続選択条件を説明する図、第６図はプレーン
選択情報の説明図である。 第１図において、 １〜４・・・・・・メモリ・プレーン、５・・・・・・
入出力制御部、６〜９・・・・・・データ処理部、１０
・・・・・・動作制御部、１１・・・・・・選択制御部
、１００〜１０３・・・・・・メモリ・データ・バス、
１０４〜１０７・・・・・・内部データ・バス、１１０
〜１１５・・・・・・制御バス、２００・・・・・・コ
モン・バス。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 石１図 第４旧 肩５Ｕ￥Ｕ 第４図 ＊　ａ４ｙｉ　ｌ　（’ａｒｅ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ワードｎビット（ｎは自然数）を処理の基本単位とし
   １ワード長のデータを入出力するデータ入出力手段と、
   前記データ入出力手段に接続してデータを処理するデー
   タ処理手段を有するデータ処理装置において、 ｋ（ｋ自然数）の前記データ入出力手段と 前記ｍ個（ｍはｍ≦ｋなる自然数）のデータ処理手段を
   複数の接続形態の中から選択して接続する接続手段と、 前記ｍ個のデータ処理手段を同時に動作させる動作制御
   手段と、 前記動作制御手段及び外部から供給される制御信号をも
   とに前記接続手段に入力する選択信号を生成する手段を
   有することを特徴とするデータ処理装置。