JPH05143741A - フレーム・バツフア・アクセス装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２次元図形の描画と３次元図形の描画とを並
行して行なう場合における描画処理速度を向上する。 【構成】 プロセッサ１から出力されるコマンド、デー
タに基づいて描画処理部４によりフレーム・バッファ５
に対する２次元図形の描画を行なっている場合に、描画
処理部４の休止時間に対応してコマンド選択部３により
出力用ＦＩＦＯメモリ２ｂを通してＧＡ２からのコマン
ド、データを選択して描画処理部４によりフレーム・バ
ッファ５に対する３次元図形の描画を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はフレーム・バッファ・
アクセス装置に関し、さらに詳細にいえば、描画処理負
荷が大きいアプリケーション・プログラムの実行に当っ
て描画速度を高めるためにプロセッサによる描画処理の
一部を分担する補助描画処理部を設けるとともに、描画
処理負荷が小さいアプリケーション・プログラムの実行
に当っては補助描画処理部をバイパスすることにより全
体としての効率化を図るフレーム・バッファ・アクセス
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】グラフィックス表示装置においては、描
画の高速化のみならずマルチ・ウィンドウ機能に代表さ
れるマルチ・タスク処理機能を持たせることが強く要望
されている。このような要望を満足するために、プロセ
ッサ６１とフレーム・バッファ６５との間に描画処理の
一部を分担する補助描画処理部（以下、グラフィックス
・アクセラレータと称し、またはＧＡと略称する）６２
を設けることが提案されている。また、描画処理負荷が
大きいアプリケーション・プログラム（例えば、３次元
図形の描画を行なうためのアプリケーション・プログラ
ム）を実行する場合にのみＧＡ６２を使用し、描画処理
負荷が小さいアプリケーション・プログラム（例えば、
２次元図形の描画を行なうためのアプリケーション・プ
ログラム）を実行する場合にはアクセス切換え部６３に
よりＧＡ６２をバイパスして描画処理部６４による描画
処理を行なうようにしている（図５参照）。この構成を
採用すれば、描画のための演算量が多い３次元イメージ
等の描画を高速化できるとともに、演算量が少ないマル
チ・ウィンドウ管理プログラムによるメニュー描画等を
ＧＡ６２をバイパスして行なうことにより対話性を高め
ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構成のグラフィッ
クス表示装置においては、ＧＡ６２をバイパスしてフレ
ーム・バッファ６５に対する描画を行なう場合に、プロ
セッサ６１からアクセス切換え部６３に対してコマンド
実行中断指令を与えることによりＧＡ６２から供給され
るコマンドの描画処理部６４における処理を中断してプ
ロセッサ６１から供給されるコマンドの処理を行なって
バッファメモリ６５への描画を行ない、該当する描画が
終了した後にプロセッサ６１からアクセス切換え部６３
に対してコマンド実行再開指令を与えることにより中断
された処理を再開しなければならない。

【０００４】この結果、ＧＡ６２は描画処理部６４によ
る描画が終了するまで待たなければならず、この間は描
画計算等の描画処理が中断されてしまうので、中断され
ている時間に対応して描画処理速度が低下するという不
都合がある。

【０００５】

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、描画処理部に対してＧＡをバイパスして
描画処理を行なうべきことが指示された場合であっても
可能な場合にはＧＡによる処理およびＧＡから出力され
るコマンドの描画処理部による処理を行なって全体とし
ての描画速度を向上させることができる新規なフレーム
・バッファ・アクセス装置を提供することを目的として
いる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの、請求項１のフレーム・バッファ・アクセス装置
は、複数のアプリケーション・プログラムを実行するプ
ロセッサと、描画処理負荷が大きいアプリケーション・
プログラムの実行に際して描画処理の一部を分担する補
助描画処理手段と、フレーム・バッファに対する描画の
ための処理を行なう描画処理手段と、プロセッサから直
接描画処理手段に対して描画処理が指示されており、か
つ描画処理手段が実際には描画処理を行なっていないこ
とを条件として補助描画手段からの描画コマンドを描画
処理手段に供給する制御手段と、補助描画処理手段から
の出力のためのＦＩＦＯメモリ手段とを含んでいる。

【０００７】請求項２のフレーム・バッファ・アクセス
装置は、プロセッサおよび補助描画処理手段をそれぞれ
複数有しているとともに、制御手段が該当するプロセッ
サまたは補助描画処理手段からのコマンドを描画処理手
段に選択的に供給すべく制御を行なうものである。請求
項３のフレーム・バッファ・アクセス装置は、補助描画
処理手段による描画処理の中断が生じたことに応答して
フレーム・バッファに対するアクセス権をプロセッサに
与えるアクセス権調停手段をさらに含んでいる。

【０００８】

【作用】請求項１のフレーム・バッファ・アクセス装置
であれば、プロセッサにより複数のアプリケーション・
プログラムを実行してフレーム・バッファに対する描画
を行なう場合に、描画処理負荷が大きいアプリケーショ
ン・プログラムの実行に際して補助描画処理手段により
描画処理の一部を分担し、補助描画手段から出力される
コマンドを描画処理手段により処理してフレーム・バッ
ファに描画することにより描画処理負荷が大きい３次元
イメージ等の描画を高速化できる。また、描画処理負荷
が小さい２次元画像、メニュー画像等の描画に際して
は、プロセッサから出力されるコマンドを直接描画処理
手段により処理してフレーム・バッファに描画すること
ができる。

【０００９】また、補助描画処理手段をバイパスして描
画処理を行なう場合には、描画処理手段が常時動作して
いるのではなく、プロセッサにおいて演算を行なってい
る間は描画処理手段は休止している。したがって、この
ような場合に、制御手段により、補助描画処理手段を動
作させてコマンドを描画処理手段に供給することにより
補助描画処理手段を介在させる描画処理を実行させ、全
体としての描画処理速度を向上できる。さらに、描画処
理手段が休止していなくても、ＦＩＦＯメモリ手段によ
り許容できる範囲内において補助描画処理手段の処理を
継続できるので、描画処理速度を一層向上できる。

【００１０】請求項２のフレーム・バッファ・アクセス
装置であれば、各プロセッサによりアプリケーション・
プログラムを同時に実行でき、描画処理負荷が大きいア
プリケーション・プログラムを実行する場合には補助描
画処理手段により対応する描画処理の一部を分担させて
全体としての処理を高速化できる。そして、各プロセッ
サ、補助描画処理手段から出力されるコマンドを制御手
段により選択的に描画処理手段に供給することにより、
描画処理手段が殆ど処理の休止を行なわない状態でフレ
ーム・バッファに対する描画を行なうことができ、全体
としての処理速度を著しく向上できる。

【００１１】請求項３のフレーム・バッファ・アクセス
装置であれば、プロセッサにエラーが発生し、補助描画
処理手段が描画処理を中断し、またはエラーのために休
止している場合であっても、アクセス権調停手段により
アクセス権を強制的にプロセッサに与えるのであるか
ら、補助描画処理手段の状態に拘らずプロセッサにより
フレーム・バッファをアクセスしてエラー表示等を行な
うことができる。

【実施例】以下、実施例を示す添付図面によって詳細に
説明する。

【００１２】図１はこの発明のフレーム・バッファ・ア
クセス装置の一実施例を示すブロック図であり、複数の
アプリケーション・プログラムを実行するプロセッサ１
と、描画処理の一部を分担するＧＡ２と、ＧＡ２に対す
る入出力用のＦＩＦＯメモリ２ａ，２ｂと、プロセッサ
１から出力されるコマンド、データまたはＦＩＦＯメモ
リ２ｂから出力されるコマンド、データを選択するコマ
ンド選択部３と、コマンド選択部３により選択されたコ
マンドの処理を行なってフレーム・バッファ５に対する
アクセスを行なう描画処理部４とを有している。

【００１３】上記プロセッサ１はマルチタスク処理可能
なものであり、マルチ・ウィンドウ管理プログラム、２
次元図形描画プログラム、３次元図形描画プログラムを
必要に応じて実行し、生成されたコマンド、データを順
次出力する。また、マルチ・ウィンドウ管理プログラム
の実行時には、排他処理を実現するためのコマンド（例
えば、Pipeline Pause、Pipeline Continue ）を出力す
る。さらに、マルチ・ウィンドウ管理プログラム、２次
元図形描画プログラムの処理に伴なって順次出力するコ
マンド、データを描画処理部４に供給し、３次元図形描
画プログラムの処理に伴なって順次出力するコマンド、
データを入力用ＦＩＦＯメモリ２ａを介してＧＡ２に供
給する。

【００１４】ＧＡ２は、入力用ＦＩＦＯメモリ２ａを介
してプロセッサ１から供給されるコマンド、データに基
づいてクリップ処理、座標変換処理、輝度計算等を行な
い、出力用ＦＩＦＯメモリ２ｂを介して描画処理部４に
供給する。コマンド選択部３は、プロセッサ１からコマ
ンド・データが描画処理部４にされるアプリケーション
・プログラムの実行が終了していないことを検出し、か
つ描画処理部４がプロセッサ１からのコマンド、データ
を待っている状態を検出して出力用ＦＩＦＯメモリ２ｂ
を動作させるとともに、出力用ＦＩＦＯメモリ２ｂを介
してＧＡ２から出力されるコマンド、データを描画処理
部４に供給してＧＡ２を介在させることが好ましい３次
元図形描画処理を実行させる。そして、出力用ＦＩＦＯ
メモリ２ｂから出力されるコマンド、データに基づく描
画処理部４の処理を行なっている間にプロセッサ１から
描画処理部４に供給すべきコマンド、データが出力され
ることに応答して出力用ＦＩＦＯメモリ２ｂからのコマ
ンド、データの出力を中断し、プロセッサ１から出力さ
れるコマンド、データを描画処理部４に供給して２次元
図形、メニュー画像等の描画処理を実行させる。

【００１５】図２はコマンド選択部３の構成を詳細に説
明するブロック図であり、プロセッサ１から出力される
アドレスおよびデータの描画処理部４への供給を制御す
るプロセッサ用ゲート３ａと、ＧＡ２から出力されるア
ドレスおよびデータを一時的に保持する出力用ＦＩＦＯ
メモリ２ｂから出力されるアドレスおよびデータの描画
処理部４への供給を制御するＧＡ用ゲート３ｂと、両ゲ
ート３ａ，３ｂの状態を制御する調停部３ｃと、出力用
ＦＩＦＯメモリ２ｂの状態に基づくＧＡ２の制御を行な
うＦＩＦＯ制御部３ｄとを有している。上記調停部３ｃ
はプロセッサ１から出力されるアドレスを入力としてフ
レーム・バッファ５に対するアクセスが指示されている
か否かを判別し、フレーム・バッファ５に対するアクセ
スが指示されている場合にのみ両ゲート３ａ，３ｂを制
御するものである。但し、プロセッサ用ゲート３ａを開
くためにの条件として描画処理部４から出力される描画
完了通知信号が調停部３ｃに供給されている。したがっ
て、プロセッサ１からフレーム・バッファ５に対するア
クセス・アドレスが出力されれば、調停部３ｃがフレー
ム・バッファ５に対するプロセッサ１のアクセスが要求
されていると判別し、直ちにＧＡ用ゲート３ｂを閉じ
る。この時点においては描画処理部４による描画処理が
終了している保証がないので描画処理部４から描画完了
通知信号が出力されるまで待ってからプロセッサ用ゲー
ト３ａを開いてＧＡ２をバイパスする描画を行なう。こ
の間においてＧＡ２からコマンド、データが出力され、
出力用ＦＩＦＯメモリ２ｂに順次格納される。そして、
出力用ＦＩＦＯメモリ２ｂのＦＵＬＬ状態をＦＩＦＯ制
御部３ｄにより検出した場合にはＧＡ２に対してＢＵＳ
Ｙ信号を供給してＧＡ２を休止させる。その後は、描画
処理部４から描画完了通知信号が出力された時点で、調
停部３ｃがバス解放通知信号を出力し、現実にバスが解
放されたことを示すバス解放信号を待つ。そして、バス
解放信号が調停部３ｃに供給されたことを条件として両
ゲート３ａ，３ｂが上記と逆の状態に制御され、ＧＡ２
の処理を経由する描画を行なう。

【００１６】描画処理部４は、与えられたコマンド・デ
ータに基づいて直線補間処理、隠面処理等を行なって多
数の画素データを生成し、フレーム・バッファの該当領
域に画素データを描画する。上記構成のフレーム・バッ
ファ・アクセス装置の作用は次のとおりである。プロセ
ッサ１において２次元図形描画プログラムおよび３次元
図形描画プログラムが時分割処理等により同時に処理さ
れている場合には、３次元図形描画プログラムの処理に
より順次出力されるコマンド、データが入力用ＦＩＦＯ
メモリ２ａを介してＧＡ２に供給され、クリップ処理、
座標変換処理、輝度計算等を行ない、これら処理の結果
生成されるコマンド、データを出力用ＦＩＦＯメモリ２
ｂに供給する。他方、２次元図形描画プログラムの処理
により順次生成されるコマンド、データは描画処理部４
に供給されるべく出力される。

【００１７】ここで、出力用ＦＩＦＯメモリ２ｂからの
コマンド、データを描画処理部４に供給すべく制御され
ている場合には、ＧＡ２においてコマンドを生成して出
力用ＦＩＦＯメモリ２ｂを介して連続的に描画処理部４
にコマンドを供給するので、ＧＡ２のみならず描画処理
部４の処理負荷が大きく、両者は３次元図形の描画のた
めに殆ど処理の休止を伴なうことなく必要な処理を行な
う。したがって、この処理を行なっている間はプロセッ
サ１において生成されるコマンド、データの描画処理部
４への供給を行なわない。

【００１８】また、プロセッサ１からの２次元図形描画
のためのコマンド、データを描画処理部４に供給すべく
制御されている場合には、プロセッサ１においてクリッ
プ処理、座標変換処理、輝度計算等を行なってコマン
ド、データを生成し、描画処理部４に供給する。したが
って、プロセッサ１における各種処理と描画処理部４に
おける描画処理とが並行して行なわれることになるので
あるが、描画処理部４における処理負荷が小さいのであ
るから、描画処理部４が処理を休止して次のコマンド、
データを待っている期間がかなり長くなる。このような
場合に、コマンド選択部３が出力用ＦＩＦＯメモリ２ｂ
からのコマンド、データを描画処理部４に供給すべく制
御されるのであるから、２次元図形の描画処理に関して
描画処理部４が休止している期間に出力用ＦＩＦＯメモ
リ２ｂから供給されるコマンド、データに基づく描画処
理を行ない、３次元図形の描画を行なうことができる。
さらに、２次元図形の描画処理の描画処理部４への処理
負荷が変動した場合であっても、ＧＡ２から出力される
コマンド、データが出力用ＦＩＦＯメモリ２ｂに一時的
に保持されるのであるから、ＧＡ２が処理を休止する期
間が一層短くなる。即ち、描画処理部４の休止時間を大
巾に低減して全体としての描画処理速度を高めることが
できる。

【００１９】さらに、プロセッサ１からのマルチ・ウィ
ンドウ管理プログラム実行に伴なうコマンド、データを
描画処理部４に供給すべく制御されている場合には、排
他処理が必須になるのであるから、描画処理部４におけ
る処理負荷が小さく、休止期間が発生するにも拘らずコ
マンド選択部３による制御を行なうことなく、プロセッ
サ１から出力されるコマンド“Pipeline Pause”、“Pi
peline Continue ”に基づいて正確な排他制御を達成で
きる。

【００２０】

【実施例２】図３はこの発明のフレーム・バッファ・ア
クセス装置の他の実施例を示すブロック図であり、図１
の実施例と異なる点は、プロセッサが２つ設けられてい
る点のみである。したがって、この実施例の場合には、
一方のプロセッサ１ａにおいて２次元図形描画のための
各種処理を行なってコマンド、データを描画処理部４に
供給することにより２次元図形の描画を行ない、同時に
他方のプロセッサ１ｂにおいて３次元図形描画のための
各種処理を行なってコマンド、データをＧＡ２に供給す
ることにより３次元図形の高速描画を行なうことができ
る。そして、マルチタスク処理のための時分割制御等が
不要になるのであるから、各プロセッサ１ａ，１ｂにお
ける処理負荷を低減できる。

【００２１】

【実施例３】図４はこの発明のフレーム・バッファ・ア
クセス装置のさらに他の実施例を示すブロック図であ
り、図１の実施例と異なる点は、プロセッサ１によりア
クセスされるレジスタ６およびレジスタ６の内容に基づ
いて制御され、ＧＡ２によるフレーム・バッファ５のア
クセスを禁止するアクセス禁止部７とをさらに有してい
る点のみである。

【００２２】アクセス禁止部７は、例えばＧＡ２からフ
レーム・バッファ５へのアクセスにウェイトをかけ、ま
たはＧＡ２の動作自体に対してウェイトをかけるもので
あればよい。したがって、この実施例の場合には、例え
ばＧＡ２が動作を中断したまま待ち状態になっている場
合、ＧＡ２が暴走等の異常状態になった場合等に、プロ
セッサ１からレジスタ６にアクセスを行なって所定のデ
ータを書込み、レジスタ６に書込まれたデータに基づい
てアクセス禁止部７によりＧＡ２によるフレーム・バッ
ファ５のアクセスを禁止するので、プロセッサ１が必要
なコマンド、データを描画処理部４に供給することによ
りエラー表示等を達成できる。

【００２３】さらに詳細に説明すると、ＧＡ２はプロセ
ッサ１からのコマンド、データを受取ってフレーム・バ
ッファ５に対するアクセスを行なうのであるから、プロ
セッサ１において実行しているプロセスにエラーが発生
した場合には、プロセッサ１がＧＡ２に文字コード・デ
ータを供給し、ＧＡ２が文字コード・データを描画すべ
くコマンド、データを描画処理部４に供給するので、所
定のエラー表示を行なうことができる。しかし、重大な
エラーが発生した場合には、上記エラー表示のための一
連の処理を行なえなくなってしまう可能性がある。例え
ば、（１）プロセッサ１からＧＡ２へのコマンド、デー
タの供給が中途半端な状態で中断した場合には、ＧＡ２
はコマンド、データの続きを待つ状態になっている。そ
して、プロセッサ１からＧＡ２にどのようなコマンド、
データを供給しても中断したコマンド、データの続きで
あると判断して処理を行なうのでＧＡ２の動作の予測が
できない。即ち、所期のエラー表示を達成できない。

【００２４】（２）プロセッサ１でエラーが発生したこ
とに起因して不正なコマンド、データがＧＡ２に供給さ
れ、ＧＡ２がデッドロック、暴走等の状態になった場合
には、フレーム・バッファ５に対する正常なアクセスが
不可能になり、プロセッサ１からどのようなコマンド、
データをＧＡ２に供給してもＧＡ２は動作し得なくな
る。また、ＧＡ２が暴走している場合にはフレーム・バ
ッファ５をアクセスしている可能性があるので、そのま
までは、プロセッサ１から所定のコマンド、データを描
画処理部４に供給してエラー情報の書込みを行なおうと
してもフレーム・バッファ５に対するアクセスがぶつか
って正常なエラー表示を達成できない危険がある。

【００２５】しかし、図４の実施例においては、プロセ
ッサ１がレジスタ６にアクセスし、アクセス禁止部７に
よってＧＡ２によるフレーム・バッファ５のアクセスを
禁止し、その後にプロセッサ１によるフレーム・バッフ
ァ５のアクセスを行なうのであるから、ＧＡ２の状態に
拘らず正確なエラー表示を達成できる。尚、この発明は
上記の実施例に限定されるものではなく、例えば、ｉ個
のプロセッサ、ｊ個のＧＡおよび１個の描画処理部を設
けるとともに、コマンド選択部３として各プロセッサ、
ＧＡにより生成されるコマンドを選択的に描画処理部４
に供給する構成を採用することが可能であるほか、この
発明の要旨を変更しない範囲内において種々の設計変更
を施すことが可能である。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明は、各部の待ち時間を大
巾に低減して、マルチタスク処理時における全体として
のフレーム・バッファに対するアクセス速度を向上でき
るという特有の効果を奏する。請求項２の発明は、各プ
ロセッサにおいて時分割処理等を行なうことなくマルチ
タスク処理を達成でき、マルチタスク処理時における全
体としてのフレーム・バッファに対するアクセス速度を
向上できるという特有の効果を奏する。

【００２７】請求項３の発明は、ＧＡを通してのエラー
表示が行なえない場合であっても、フレーム・バッファ
に対するアクセスの競合を排除して確実なエラー表示を
達成できるという特有の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のフレーム・バッファ・アクセス装置
の一実施例を示すブロック図である。

【図２】コマンド選択部の構成を詳細に示すブロック図
である。

【図３】この発明のフレーム・バッファ・アクセス装置
の他の実施例を示すブロック図である。

【図４】この発明のフレーム・バッファ・アクセス装置
のさらに他の実施例を示すブロック図である。

【図５】従来のフレーム・バッファ・アクセス装置を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ プロセッサ ２ ＧＡ ２ｂ 出
力用ＦＩＦＯメモリ ３ コマンド選択部 ４ 描画処理部 ５フレーム
・バッファ ６ レジスタ ７ アクセス禁止部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアプリケーション・プログラムを
   実行するプロセッサ（１）（１ａ）（１ｂ）と、描画処
   理負荷が大きいアプリケーション・プログラムの実行に
   際して描画処理の一部を分担する補助描画処理手段
   （２）と、フレーム・バッファ（５）に対する描画のた
   めの処理を行なう描画処理手段（４）と、プロセッサ
   （１）（１ａ）（１ｂ）から直接描画処理手段（４）に
   対して描画処理が指示されており、かつ描画処理手段
   （４）が実際には描画処理を行なっていないことを条件
   として補助描画処理手段（２）からの描画コマンドを描
   画処理手段（４）に供給する制御手段（３）と、補助描
   画処理手段（２）からの出力のためのＦＩＦＯメモリ手
   段（２ｂ）とを含むことを特徴とするフレーム・バッフ
   ァ・アクセス装置。
2. 【請求項２】 プロセッサ（１）（１ａ）（１ｂ）およ
   び補助描画処理手段（２）をそれぞれ複数有していると
   ともに、制御手段（３）が該当するプロセッサ（１）
   （１ａ）（１ｂ）または補助描画処理手段（２）からの
   コマンドを描画処理手段（４）に選択的に供給すべく制
   御を行なうものである請求項１に記載のフレーム・バッ
   ファ・アクセス装置。
3. 【請求項３】 補助描画処理手段（２）による描画処理
   の中断が生じたことに応答してフレーム・バッファ
   （５）に対するアクセス権をプロセッサ（１）に与える
   アクセス権調停手段（６）（７）をさらに含んでいる請
   求項１に記載のフレーム・バッファ・アクセス装置。