JPH07271344A - グラフィック表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】描画プロセッサの応答性を高めたグラフィック
表示装置を提供する。 【構成】アプリケーションタスク１は、表示装置に表示
すべき情報に対応したコマンドを生成する。グラフィッ
クタスク３は、複数のアプリケーションタスク１からの
上記コマンドを順次受付けて描画プロセッサ５に出力
し、該描画プロセッサ５に該コマンドを実行させる。描
画プロセッサ５は、上記コマンドを受けて、上記表示装
置が表示できる情報を生成する。グラフィックタスク３
が上記描画プロセッサ５に上記コマンドを実行させてい
る場合に、該コマンドよりも優先度の高いコマンドが生
成されたとき、上記グラフィックタスク３に代わって、
最優先グラフィックタスク４は、該優先度の高いコマン
ドを受付け、さらに、上記描画プロセッサ５に割り込み
をかけて、該描画プロセッサ５に該優先度の高いコマン
ドを実行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、描画プロセッサを用い
てグラフィック処理を行なったのち、表示をするグラフ
ィック表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】描画プロセッサは、ベクトルプロセッ
サ、図形発生器、グラフィックアクセラレータまたはグ
ラフィックプロセッサとも呼ばれる。ベクトルプロセッ
サは、描画コマンドで指定された点、直線、円等を指定
された位置に発生させて、フレームメモリに書き込むも
のである。また、図形発生器、グラフィックアクセラレ
ータまたはグラフィックプロセッサは、上記ベクトルプ
ロセッサの機能を少なくとも有し、さらに、ＣＰＵから
の指示により、表示対象の拡大、縮小、回転等のアフィ
ン変換や、光が当たったときの状態を求めるシェーディ
ングを行うものもある。この描画プロセッサを用いたグ
ラフィック表示装置では、アプリケーションタスクが描
画プロセッサに上記指示を描画コマンドという形で送
る。アプリケーションタスクとは、アプリケーションプ
ログラムと、該アプリケーションプログラムからの描画
指示を描画プロセッサが処理できる描画コマンド列に変
換するグラフィック処理を行うグラフィックライブラリ
とから構成されるものである。グラフィック表示装置で
は、ハードウェアである描画プロセッサを複数のアプリ
ケーションタスクが共用するため、複数のアプリケーシ
ョンタスク間で競合が生じたときは、従来次の２通りの
方式で描画プロセッサを管理していた。まず第１の方式
は、アプリケーションプログラムが直接描画プロセッサ
をアクセスする方式である。この方式では、オペレーテ
ィング・システム（ＯＳ）がタスク遷移と共に描画プロ
セッサ内部に蓄えられた属性値を退避／復旧することで
各アプリケーションタスク間の独立性を保証している。
第２の方式は、描画プロセッサを管理するタスクを独自
に設け、描画要求が各アプリケーションタスクより来る
たびに、この管理タスクが描画プロセッサ内部に蓄えら
れた属性値を退避／復旧することで各アプリケーション
タスク間の独立性を保つ方法である。ところで、地図や
ＣＡＤ表示などのように、広い２次元表示領域を必要と
する場合に、面積の限られたディスプレイ上にその表示
情報を表示する際、表示されている領域外を表示するた
めに、表示装置にスクロール機能が設けられることが多
い。スクロール機能は、一般に次の２つの手法で実現さ
れている。第１にスクロールするたびに表示領域を再描
画する方式である。第２にディスプレイに表示される縦
横画素数より大きい縦横画素数に対応したグラフィック
メモリを準備し、スクロール指示に応じて、表示を開始
するアドレスを変更することでスクロールを実現する方
式である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ハードウェアである描
画プロセッサを複数のアプリケーションタスクが共用す
る場合に、次のような問題がある。まず、アプリケーシ
ョンプログラムが直接描画プロセッサをアクセスする方
式では、ＯＳ内のタスクスケジューラが管理している、
タスクが切り替わったことを示すタスクスイッチの切り
替わりのタイミングに合わせて、描画プロセッサ内部に
蓄えられた属性値を退避／復旧する必要があるが、これ
を実行するにはＯＳの内部を改造する必要がある。しか
し、ＯＳのプログラムは公開されていないことが多いた
め、ＯＳの製作者以外が改造することは容易ではない。
また、描画プロセッサを管理するタスクを独自に設ける
方式では、描画プロセッサへのコマンドは、待ち行列に
入っていて、格納順に実行されるため、ある描画処理を
描画プロセッサで実行中に、緊急に他の描画処理を要求
する命令を受けても、割り込みの起動が困難であり、リ
アルタイム性が損なわれるという問題がある。また、ス
クロール表示に関しては、スクロールするたびに表示領
域を再描画する方式では、描画に時間がかかり、複雑な
描画ほどスクロールスピードが遅くなり、かつ再描画の
過程が表示されるため表示が見にくくなるという問題を
有する。また、ディスプレイの縦横画素数より広いグラ
フィックメモリを設けて、表示を開始するアドレスを変
更する方式は、非常に高速なスクロールが実現できる
が、スクロール表示中に他の画面を重ね合わせ表示する
（ウインドウ表示をする）ためには、専用のハードウェ
アを組み合わせる必要があるという問題を有する。本発
明の第１の目的は、描画プロセッサの応答性を高めたグ
ラフィック表示装置を提供することである。本発明の第
２の目的は、スクロールスピードを低下させず、かつ専
用のハードウエアでアドレス制御をする必要もないグラ
フィック表示装置を提供することである。

【０００４】

【問題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、表示装置と、該表示装置に表示すべき情報に対応し
たコマンドを生成する複数のコマンド生成手段と、該コ
マンドを受けて、該表示装置が表示できる情報を生成す
る描画手段とを有するグラフィック表示装置において、
上記複数のコマンド生成手段の１つからのコマンドを受
付けて上記描画手段に出力し、該描画手段に上記コマン
ドを実行させる第１の描画管理手段と、上記第１の描画
管理手段が上記描画手段に上記コマンドを実行させてい
る場合に、上記複数のコマンド生成手段の他の１つから
該コマンドよりも優先度の高いコマンドが生成されたと
き、上記第１の描画管理手段に代わって、該優先度の高
いコマンドを受付けて上記描画手段に出力し、該描画手
段に該優先度の高いコマンドを実行させる第２の描画管
理手段とを有することとしたものである。また、上記描
画手段が実行するコマンドを格納するコマンド格納手段
を有し、上記コマンド格納手段内の、上記第１の描画管
理手段が上記描画手段に実行させるコマンドを格納する
領域と、上記第２の描画管理手段が上記描画手段に実行
させるコマンドを格納する領域とは、分離して設定され
ていることとしたものである。また、表示装置と、該表
示装置に表示すべき情報に対応したコマンドを生成する
複数のコマンド生成手段と、該コマンドを受けて、該表
示装置が表示できる情報を生成する描画手段とを有する
グラフィック表示装置において、上記描画手段により生
成された情報を記憶する第１の記憶手段と、上記第１の
記憶手段に記憶された情報のうち、上記表示装置での表
示の対象となる領域の情報を記憶する第２の記憶手段
と、上記第１の記憶手段に記憶された情報のうち、どの
領域を上記表示装置での表示の対象とするかの指示を受
付ける受付け手段と、上記指示に従って、上記第１の記
憶手段に記憶された情報を上記第２の記憶手段に転送す
る転送手段とを有することとしたものである。また、表
示装置と、該表示装置に表示すべき情報に対応したコマ
ンドを生成するコマンド生成手段とを有するグラフィッ
ク表示装置において、上記表示すべき情報を記憶する第
１の記憶手段と、上記第１の記憶手段に記憶された情報
のうち、上記表示装置での表示の対象となる領域の情報
を記憶する第２の記憶手段と、上記第１の記憶手段に記
憶された情報のうち、どの領域を上記表示装置での表示
の対象とするかの指示を受付ける受付け手段と、上記コ
マンドを受けて、上記表示装置が表示できる情報を生成
する機能と、上記指示に従って、上記第１の記憶手段に
記憶された情報を上記第２の記憶手段に転送する機能と
を備えたプロセッサと、上記コマンド生成手段からのコ
マンドを受付けて上記プロセッサに出力し、該プロセッ
サに上記コマンドを実行させる第１の管理手段と、上記
第１の管理手段が上記プロセッサに上記コマンドを実行
させている場合に、上記受付け手段が指示を受付けたと
き、上記第１の管理手段に代わって、該指示を受付けて
上記プロセッサに出力し、該プロセッサに上記第１の記
憶手段に記憶された情報を上記第２の記憶手段への転送
を行わせる第２の管理手段とを有することとしたもので
ある。また、上記第２の記憶手段は、上記第１の記憶手
段に記憶されていない非転送情報も記憶しており、上記
プロセッサは、上記第１の記憶手段に記憶されている情
報の転送を行うときに、上記非転送情報が記憶されてい
ない領域に対して転送を行ない、上記転送の対象となる
領域は、上記表示装置に表示された場合に矩形として表
示される領域の複数個の集合であり、上記プロセッサ
は、表示される順序の早い画素を有する矩形から順に、
矩形ごとに転送を行うこととしたものである。また、上
記第１の記憶手段から第２の記憶手段への転送は、上記
表示装置の垂直同期信号を基準に行うこととしたもので
ある。

【０００５】

【作用】描画プロセッサ（描画手段）を管理するグラフ
ィックタスク（描画管理手段）を複数個設け、各々のグ
ラフィックタスクはアプリケーションタスクからの指示
により、優先順位に従い描画プロセッサをアクセスす
る。例えば、優先順位の低いグラフィックタスクが描画
プロセッサを駆動し、描画処理している最中に優先順位
の高い描画処理要求が発生したときは、現在行なわれて
いる描画処理を一時停止し、例えば、描画プロセッサ内
部の属性値を一時退避する等の処理を行った後、優先順
位の高い描画処理を実行する。この処理が終了したとき
は、グラフィックタスクは、例えば、一時退避した属性
値を描画プロセッサに再設定する等の処理をした後、中
断した描画処理を続行する。これにより、描画プロセッ
サの応答性を高めることができる。また、コマンド格納
手段を有し、上記第１の描画管理手段がコマンドを格納
する領域と、上記第２の描画管理手段がコマンドを格納
する領域とを、分離して設定しているため、２つの描画
管理手段が、互いに相手の格納領域を消してしまうよう
なことを防げる。また、上記受付け手段（キーボード、
マウス等）が、第１の記憶手段に記憶された情報のう
ち、どれを上記表示装置での表示の対象とするかの指示
（例えば、「スクロール」指示、「改頁」指示等）を受
付け、上記転送手段が上記指示に従って、上記第１の記
憶手段に記憶された情報を上記第２の記憶手段に転送す
ることにより、スクロール等のスピードを低下させず、
かつ専用のハードウエアでアドレス制御をする必要もな
くなる。また、上記第２の管理手段は、上記第１の管理
手段が上記プロセッサ（描画プロセッサ）に上記コマン
ドを実行させている場合に、上記受付け手段が指示を受
付けたとき、上記第１の管理手段に代わって、該指示を
受付けて上記プロセッサに出力し、該プロセッサに上記
第１の記憶手段に記憶された情報を上記第２の記憶手段
への転送を行わせる。これにより、例えばスクロール処
理実行中に第１の記憶手段に次に表示すべき表示情報を
描画中であっても、スクロール処理を優先的に実行でき
る。また、上記転送を表示装置の走査の順にあわせるこ
とにより、古い表示と新しい表示が混在することが防げ
るため、画面のちらつきが減らせる。また、上記第１の
記憶手段から第２の記憶手段への転送は、上記表示装置
の垂直同期信号を基準に行うことにより、転送と表示の
タイミングを合わせるため、転送中のものが表示される
ことを防ぐことができる。

【０００６】

【実施例】本発明を適用したグラフィック表示システム
のタスク構成例を図１に示す。ここでアプリケーション
タスク１．ａ〜１．ｚは、グラフィック処理を必要とす
るアプリケーションプログラムとグラフィック処理命令
を受けるグラフィックライブラリをリンクした構成であ
る。グラフィックライブラリは、アプリケーションプロ
グラムからの描画指示を受けて、この描画指示を描画プ
ロセッサ５が実行できる描画コマンド列に変換し、共有
メモリ２に格納する。共有メモリ２．ａ〜２．ｚは、各
アプリケーションタスク１と、グラフィックタスク４及
び最優先グラフィックタスク４との間で上記描画コマン
ド等のデータを転送するために用いる。グラフィックタ
スク３は、アプリケーションタスク１からの描画命令を
受け、コマンド格納メモリ７へ描画コマンドや属性（点
線、実線等の線の種類や、色の指定等）を設定するコマ
ンドを転送すると共に、描画プロセッサ５を起動し、描
画処理を開始させる。最優先グラフィックタスク４は、
グラフィックタスク３と同等な機能を有するが、異なる
点はグラフィックタスク３より優先順位が高く、グラフ
ィックタスク３より起動した描画処理を一時中断し、依
頼された描画処理を実行後、一時中断した描画処理を再
実行する機能を有することである。コマンド格納メモリ
７は、各グラフィックタスクより転送された描画及び属
性設定コマンドを格納する領域である。描画プロセッサ
５は、このコマンド格納メモリ７より各描画及び属性設
定コマンドを読みだし、コマンドに従ってフレームメモ
リ（図５の１７）にラスター展開や複写といった描画処
理を実行する。割り込みハンドラ６は、描画プロセッサ
５で発生した割り込み信号を受け付け、割り込みが発生
した要因を解析後、各グラフィックタスク３，４へメッ
セージを送る。ウインドウ管理テーブル８は、ウインド
ウ表示において各ウインドウが占有する矩形領域の関係
や兄弟、親子関係を記憶するテーブルである。以下、そ
の動作原理を説明する。まず、通常状態における描画処
理を説明する。アプリケーションタスク１内のアプリケ
ーションプログラムが線・任意閉領域・イメージ等の描
画要求関数をコールするとグラフィックライブラリが起
動する。グラフィックライブラリは、描画要求関数名と
その引き数より描画プロセッサ５が実行可能なコマンド
列に変換し共有メモリ２に蓄える。ここでコマンドの受
渡しに共有メモリを使用するのは、コマンド転送効率の
改善を図るためである。また、共有メモリ２は、各アプ
リケーションタスク１に対し複数設けることも可能であ
る。共有メモリ２に蓄えられた描画及び属性設定コマン
ドがある一定量を越えたとき、あるいはアプリケーショ
ンタスク１より描画プロセッサ５へデータ転送する旨の
命令をアプリケーションプログラムより受けたとき、グ
ラフィックライブラリは、タスク間通信（メッセージ通
信）を用いグラフィックタスク３へデータ転送開始メッ
セージを通知する。以後の動作アルゴリズムを図２に示
す。グラフィックタスク３は、バイナリーセマフォＡを
取得後（ステップ１０１）、アプリケーションタスク１
よりメッセージが送信されるのを待っている（ステップ
１０２）。セマフォＡを用いるのは、以下で述べるステ
ップ１０６の処理は、描画プロセッサ５での描画処理が
終了してから実行すべきであるため、描画処理の終了を
確認後、ステップ１０６の処理ができるようにするため
である。後述する図３のセマフォＢも同様の目的で使わ
れる。データ転送開始メッセージをグラフィックタスク
３が受けると、グラフィックタスク３は、共有メモリ２
に蓄えられたコマンドをコマンド格納メモリ７へ転送し
た後（ステップ１０３）、描画プロセッサ５に対し、コ
マンド格納メモリ７に蓄えれたコマンドに従い、描画及
び属性設定処理を実行する命令とその実行開始アドレス
（コマンド格納メモリ７内のアドレス）を発行する（ス
テップ１０４）。描画プロセッサ５は描画実行命令を受
けた後、コマンド格納メモリ７に格納されたコマンドを
指示された実行開始アドレスより順に読みだし、描画処
理を行なう（ステップ１２１）。描画及び属性設定処理
が進み、最後のコマンドの実行が終了すると、描画プロ
セッサ５より割り込みハンドラ６に対し、コマンド実行
終了を告げる割り込み信号が送られる（ステップ１２
２）。割り込みハンドラ６は、その処理がグラフィック
タスク３と最優先グラフィックタスク４のどちらから実
行が指示されたかを描画プロセッサ５の内部状態より判
定し（ステップ１１１）、実行を開始したタスクが獲得
しようとするセマフォＡを開放する（ステップ１１
２）。これによりグラフィックタスク３ではセマフォＡ
が獲得され（ステップ１０５）、次に、描画処理を依頼
したタスクに対して描画が終了したことを通知するメッ
セージを送る（ステップ１０６）。アプリケーションプ
ログラムは、このメッセージを受けることで描画プロセ
ッサ５が描画処理を終了したことを知り、次の処理を実
行することになる。なお、今回バイナリーセマフォを用
いて制御を行なった理由は、描画プロセッサ５動作中に
おいてグラフィックタスク３より優先順位の低いタスク
に対して実行時間をあけ渡し、ＣＰＵ９の使用効率を高
めるためである。次に、グラフィックタスク３からの指
示で描画プロセッサ５による処理を実行している最中
に、その処理より優先的に描画処理を実行する方法につ
き動作を順に説明する。アプリケーションタスク１内の
アプリケーションプログラムが線・任意閉領域・イメー
ジ等の描画要求関数をコールすると、グラフィックライ
ブラリが起動する。グラフィックライブラリは、描画要
求関数名とその引き数より描画プロセッサ５が実行可能
なコマンド列に変換し、共有メモリ２に蓄える。このア
プリケーションプログラムを最優先に実行する必要性が
あるときは、最優先グラフィックタスク４へデータ転送
開始メッセージを通知する。以後の動作アルゴリズムを
図３に示す。最優先グラフィックタスク４は、バイナリ
ーセマフォＢを取得後（ステップ１３１）、アプリケー
ションタスク１よりメッセージが送信されるのを待って
いる（ステップ１３２）。データ転送開始メッセージを
受けると、まず描画プロセッサ５が描画処理を実行中か
否か調べる（ステップ１３３）。ここで描画プロセッサ
５が描画処理を実行中の時は、描画プロセッサ５に対
し、処理を停止するための割り込み信号を送り、描画処
理を強制的に停止させる（ステップ１３４）。描画プロ
セッサ５は、コマンド境界で割り込みを受け付け、描画
処理を停止した後（ステップ１６１）、描画処理を再開
するのに必要なレジスタ値をメモリへ退避する（ステッ
プ１６２）。ステップ１３４を実行後、一定時間が経過
すると、レジスタ内容の退避が終了するので、グラフィ
ックタスク４は、共有メモリ２に蓄えられたコマンドを
コマンド格納メモリ７へ転送し（ステップ１３５）、描
画プロセッサ５に対し、直前に転送したコマンド格納メ
モリ７に蓄えられたコマンドに従い、描画処理を実行す
る命令とその実行開始アドレスを発行する（ステップ１
３６）。描画プロセッサ５は描画実行命令を受けた後、
コマンド格納メモリ７に格納されたコマンドを指示され
た実行開始アドレスより順に読みだし、描画処理を行な
う（ステップ１６３）。描画及び属性設定処理が進み最
後のコマンドの実行が終了すると、割り込みハンドラ６
に対し、コマンド実行終了を告げる割り込み信号が送ら
れる（ステップ１６４）。割り込みハンドラ６は、その
処理がグラフィックタスク３と最優先グラフィックタス
ク４のどちらから実行が指示されたかを描画プロセッサ
５の内部状態より判定し（ステップ１５１）、実行を開
始したタスクが獲得しようとするセマフォＢを開放する
（ステップ１５２）。これによりグラフィックタスク３
ではセマフォＢが獲得され（ステップ１３７）、次に描
画処理を依頼したタスクに対して描画が終了したことを
通知するメッセージを送る（ステップ１３８）。アプリ
ケーションプログラムは、このメッセージを受けること
で描画プロセッサ５が描画処理を終了したことを受け、
次の処理を実行することになる。メッセージの通知後、
ステップ１３３及び１３４で描画処理を強制的に停止し
たときは（ステップ１３９）、描画処理を再開するため
退避したレジスタの復帰と停止アドレスからの描画処理
再実行とを促すコマンドを描画プロセッサ５へ送る（ス
テップ１４０）。描画プロセッサ５は、レジスタ値を退
避していたメモリ空間より回復し（ステップ１６５）、
停止したコマンドの次のコマンドより描画処理を再開す
ることで、元の状態に復帰させる（ステップ１６６）。
ところで上記処理を実行する場合において、グラフィッ
クタスク３と最優先グラフィックタスク４は、同じコマ
ンド格納メモリ７を用いてコマンドを描画プロセッサ５
へ転送するため、メモリの競合を防ぐ手立てが必須であ
る。本方式では、図４に示すように、グラフィックタス
ク３が管理するコマンド格納メモリ空間と最優先グラフ
ィックタスク４が管理するコマンド格納空間をアドレス
的に完全に分離することで容易にかつ効率良く上記問題
を回避している。なお、図４に示す「属性コマンド４
１，４２」の部分は、以下の理由で設けている。グラフ
ィックタスク３があるアプリケーションタスクＡを実行
中に、他のアプリケーションタスクＢの処理を実行後、
アプリケーションタスクＡの処理に戻る場合に、アプリ
ケーションタスクＡの属性を退避するために、属性コマ
ンド４１に属性コマンドを退避させる。属性コマンド４
２は最優先グラフィックタスク４のために同様の働きを
する。またグラフィックタスク３及び最優先グラフィッ
クタスク４のどちらをアクセスすべきかは、アプリケー
ションによって一意に決定されるため、最優先グラフィ
ックタスク４をアクセスするものは、共有メモリ２内の
コマンド列を格納する領域サイズを、コマンド格納メモ
リ７中の最優先グラフィックタスク４が管理する領域と
同じかより少なく、また、グラフィックタスク３をアク
セスするものの共有メモリ２内のコマンド列を格納する
領域サイズも同様に決定することが必要である。次にハ
ードウェア構成を図５を用いて説明する。ここでＣＰＵ
９は、描画プロセッサ５を制御するための演算器で、図
１に記載した各タスクを実行する。ＲＯＭ１０は、ＣＰ
Ｕ９が実行する実行コードを格納する書き込み不可なメ
モリ領域、ＲＡＭ１１は、ＣＰＵ９が実行時等に途中の
データを一時退避するために使用する読み込み、書き込
み可能なメモリ領域である。描画プロセッサ５は、描画
プロセッサ５内部で高速にラスタ演算を行なったり画素
データを転送するために、ＣＰＵ９と独立したデータ／
アドレスバスを有する構成となっている。よってＣＰＵ
９上のメモリ空間と、描画プロセッサ５上のメモリ空
間、ここではデータ格納ＲＡＭ１７（以下では、グラフ
ィックメモリとも呼ぶ）間で高速にデータを転送するた
めに、描画プロセッサ５が管理するバスをＣＰＵ９が管
理するバスへ接続／開放するバス切り換え器１２を使用
している。描画プロセッサ５が管理するバス上には、画
素データを記憶するＶＲＡＭ１７と漢字フォントを保存
する漢字ＲＯＭ１６及びデータ格納ＲＡＭ（コマンド格
納メモリ）７が接続される。さらに表示を実行するため
に、パラレル信号をシリアル信号に変換するパラレル／
シリアル変換１３、画素データを実際の色調、即ち赤・
緑・青各色の輝度値に変換するカラーパレット１４、Ｒ
ＧＢの輝度信号と垂直／水平同期信号より表示を行なう
ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ 液晶表示装置）からなる。次に、上記説明したシス
テムを適用した地図表示装置の構成とその動作原理につ
いて説明する。地図表示システムでは、地図という連続
した平面空間を、面積の限られたディスプレイ面に表示
する必要があるため、スクロールという巻き絵を見るが
ごとく連続的に地図を移動させることで目的の地図を表
示する機能が重要である。この動作原理を図７を用いて
説明する。ここで表示領域２６は、ディスプレイの縦横
画素数と一致したグラフィックメモリ空間で、このメモ
リ領域より画素データを順次読みだし、パラレル／シリ
アル変換１３でシリアル信号に変換した後、カラーパレ
ット１４を介し、ＲＧＢ各輝度信号に変換することでＬ
ＣＤ１５へ表示がなされる。描画用バッファＡ２４及び
描画用バッファＢ２５は、予め地図を描画するグラフィ
ックメモリ空間で、その大きさ、つまり縦横画素数は表
示領域２６より大きく設定する。スクロール表示を実行
する際は、まず描画用バッファＡ２４に対し希望する縮
尺で道路や線路、水系、場所名称と言った地図データを
描画する。描画用バッファＡ２４に対し描画終了後、表
示要求された位置の画素データを描画用バッファＡ２４
から表示領域に対し複写する。スクロール表示を行なう
際は、ある一定時間間隔で描画用バッファＡ２４の画素
データを読みだす位置をずらしながら表示領域へ複写す
ればよい。この様子を図８に示す。例えば、領域１〜３
を順次表示領域２６へ複写することでスクロール表示が
実現できる。このとき問題となるのは、図８の領域４が
示すように複写する元の領域が描画用バッファＡ２４を
逸脱した場合である。このときは描画用バッファＡ２４
に新たにスクロール表示したい領域を再描画する必要が
あるが、地図再描画の時間分スクロールが停止すること
になり、特に大量の線や面を描画するという要求のある
地図表示装置では、使い勝手の悪いスクロール機能にな
ってしまう。また表示領域全面に画素データを複写する
と、重ね合わせ表示が出来ないという問題も発生する。
そこで図６に示すタスク構成からなる表示装置を適用
し、地図のスクロール表示を行なうことにする。ここで
表示アプリケーションタスク１８は、描画用バッファＡ
２４ないしＢ２５より表示領域２６へ画素データを複写
するアプリケーションプログラム、描画アプリケーショ
ンタスク１９は、描画用バッファ２４ないし２５へ道路
や線路、水系、場所名称と言った地図データを描画する
アプリケーションプログラムで構成されているものとす
る。また描画タスク２３は、図１におけるグラフィック
タスク３に、表示タスク２２は、同様に最優先グラフィ
ックタスク４に相当するものとする。したがって、表示
タスク２２は、描画タスク２３が描画プロセッサ５を使
用して描画処理を実行中であってもその処理を一時中断
させ、表示タスク２２が要求する描画処理を描画プロセ
ッサ５に実行させた後、一時中断していた描画処理を再
度実行させる機能を有する。以下、その動作原理を説明
する。まず描画アプリケーションタスク１９、または、
表示アプリケーションタスク１８より、描画用バッファ
Ａ２４及び描画用バッファＢ２５の領域を使用すること
を宣言する。さらに同タスクより表示領域におけるウイ
ンドウ領域を宣言する。ここでは図９に示すよう、地図
を表示するウインドウ２７とそのウインドウ２７よりス
タックオーダーの高い兄弟ウインドウ２８を重ね合わせ
表示した場合の動作例について説明する。グラフィック
ライブラリでは、ウインドウの使用宣言を受けると、表
示中のウインドウ全てを矩形領域に分割し、その矩形領
域位置と幅、高さといった情報をウインドウと関係づ
け、ウインドウ管理テーブル８へ格納する。図９の例で
はウインドウ２８は矩形なので、そのまま位置と幅、高
さデータをウインドウ管理テーブル８へ格納する。ウイ
ンドウ２７は、領域１、２、３、４の４つの矩形に分割
し、ウインドウ管理テーブル８へ格納する。このように
全て矩形で管理するのは、矩形は複写やクリッピングと
いった処理が容易に実行できるためである。次に、描画
アプリケーションタスク１９より、道路や線路、水系、
場所名称と言った地図データを描画する命令を発行する
と、グラフィックライブラリは、描画プロセッサ５が実
行可能なコマンド列に変換し、共有メモリ２１へコマン
ド列を蓄える。ここで共有メモリ２１に蓄えられたコマ
ンド列がある一定量を超えたとき、あるいはアプリケー
ションプログラムより描画プロセッサ５へデータ転送す
る旨の命令を受けたとき、グラフィックライブラリはタ
スク間通信を用い描画タスク２３へデータ転送開始メッ
セージを通知する。描画タスク２３はそのメッセージを
受けると、図２に示したアルゴリズムに従い描画処理を
実行し、最終的に描画バッファＡ２４に地図を描画す
る。地図の描画が終了した後、ユーザーがスクロール表
示を要求すると、表示アプリケーションプログラム１８
は、ある一定時間周期で描画用バッファＡ２４より表示
領域２６へ描画データを複写する命令を発行する。グラ
フィックライブラリは、この命令を受けると、表示タス
ク２２へ描画用バッファＡ２４から表示領域へ複写処理
の実行を命令するメッセージを送る。表示タスク２２は
このメッセージを受けると、図３に示したアルゴリズム
に従い描画処理を実行する。ただしここで実行する処理
中、ステップ１３５の処理が若干異なる。スクロール表
示を実行する場合、ステップ１３５では、図８に示すよ
うに描画用バッファＡ２４より領域１、２、３及び４の
矩形領域を表示領域へ複写するコマンドをコマンド格納
メモリ７へ書き込み、描画プロセッサ５を実行する。た
だし、矩形領域を表示領域へ複写するコマンドをコマン
ド格納メモリ７へ書き込む際は、常に高い位置にある上
辺を持つ矩形から順にソーティングし格納する。図９の
場合は、ソーティングすると領域１、領域２、３、領域
４（領域２、３の上辺は、同じ高さなのでどちらが先に
なってもよい）の順になる。また、異なるウインドウ構
成例を図１０に示す。この場合は領域１、領域３、４、
領域２の順にソーティングするとよいが、領域４のよう
に縦に長い領域は水平線で垂直方向に半分に分割し、別
個の矩形として扱うことが望ましい。描画プロセッサ５
は、複写命令を受けると垂直同期タイミングを監視し、
垂直ブランキング期間になった瞬間、あるいは垂直表示
期間が終了した瞬間に複写処理を開始するように動作す
る。これは複写処理が表示処理と非同期に動作したと
き、スクロール表示された画面がぶれることを防ぐため
である。描画プロセッサが各矩形領域を描画用バッファ
から表示領域へ複写する様子を図１１に示す。この図よ
り明らかなように、ウインドウ２８の領域には地図デー
タが書き込まれず、重ね合わせ表示が実現されているこ
とがわかる。また、本システムでは、描画プロセッサ５
が描画タスク２３からの命令を受け処理を実行している
最中でも、表示タスク２２は描画プロセッサ５の処理を
中断することができる。これは描画タスク２３による処
理と表示タスク２２による処理が図１２に示すように並
行に実施できることを意味する。よって、表示タスクが
描画用バッファＡ２４より表示領域へ複写処理、つまり
スクロールを実行しているとき、複写元の領域が図８の
領域４に示すように描画用バッファＡ２４を逸脱する場
合は、逸脱する領域を予め予想し、スクロール処理をし
ている最中にその領域の地図データを描画タスクを用い
描画用バッファＢ２５に描画しておく。表示タスクにお
いて複写元の領域が描画用バッファＡ２４を逸脱すたと
きは、複写元の領域を描画バッファＢ２５に切り換えス
クロール処理を続行すると共に、描画用バッファＡ２４
に次の地図データを準備する。これを順次繰り返すこと
で無停止スクロールが実現できる。次に、上記スクロー
ル手法と異なるスクロール処理手法についてその動作原
理を図１３を用いて説明する。ここで表示領域２９，３
０はディスプレイの縦横画素数より大きなグラフィック
メモリ空間で、このメモリ領域より画素データを順次読
みだしパラレル／シリアル変換１３でシリアル信号に変
換した後、カラーパレット１４を介しＲＧＢ各輝度信号
に変換することでＬＣＤ１５へ表示がなされる。退避領
域３１は重ね合わせウインドウがある場合にウインドウ
のイメージデータとウインドウによって隠された表示領
域のイメージデータを保存するために用いる。スクロー
ル表示を実行する際は、まず表示領域Ａに対し希望する
縮尺で道路や線路、水系、場所名称と言った地図データ
を描画する。表示領域Ａに対し描画終了後、表示を開始
する位置を指定することで表示を開始する。また、スク
ロール表示を行なう際は、ある一定時間間隔で表示領域
Ａ２９の表示する位置をずらしてゆけばよい。しかし、
重ね合わせ表示を実行しつつスクロール表示を行うには
工夫が必要である。そこで次の様な処理を実行すること
で重ね合わせ表示を実現する。まず描画アプリケーショ
ンタスク１９、及び表示アプリケーションタスク１８よ
り、表示領域Ａ及び表示領域Ｂの領域を使用することを
宣言する。ここでは図１４に示すよう、地図を表示する
ウインドウ２７とそのウインドウよりスタックオーダー
の高い兄弟ウインドウ２８を重ね合わせ表示した場合の
動作例について説明する。グラフィックライブラリで
は、ウインドウの使用宣言を受けるとそのウインドウの
位置と幅、高さといった情報をウインドウ管理テーブル
８へ格納する。図１４の例ではウインドウ２８は矩形な
ので、そのまま位置と幅、高さデータをウインドウ管理
テーブル８へ格納する。次に、描画アプリケーションタ
スク１９より、道路や線路、水系、場所名称と言った地
図データを描画する命令を発行すると、グラフィックラ
イブラリは描画プロセッサ５が実行可能なコマンド列に
変換し共有メモリ２１へコマンド列を蓄える。ここで共
有メモリ２１に蓄えられたコマンド列がある一定量を超
えたとき、あるいはアプリケーションプログラムより描
画プロセッサ５へデータ転送する旨の命令を受けたと
き、グラフィックライブラリはタスク間通信を用い描画
タスク２３へデータ転送開始メッセージを通知する。描
画タスク２３はそのメッセージを受けると、図２に示し
たアルゴリズムに従い描画処理を実行し、最終的に表示
領域Ａ、つまり地図ウインドウ２７に地図を描画する。
地図の描画が終了した後、ユーザーがスクロール表示を
要求すると、表示アプリケーションプログラム１８はあ
る一定時間周期で表示領域Ａ２９の表示を開始する位置
を更新する命令を発行する。グラフィックライブラリは
この命令を受けると、表示タスク２２へ表示領域Ａ２９
の表示を開始する位置を更新するメッセージを送る。表
示タスク２２はこのメッセージを受けると、図３に示し
たアルゴリズムに従い描画処理を実行する。ただしここ
で実行する処理中、ステップ１３５の処理が若干異な
る。スクロール表示を実行する場合、ステップ１３５で
は図１５に示すような処理になる。初期状態において領
域Ａの部分が表示されていたとすると、最初に描画して
あった地図データを復元するため、まず重ね合わせウイ
ンドウ２８（領域Ａ′）のイメージデータをウインドウ
退避領域３３に複写するコマンドと、退避しておいた重
ね合わせウインドウの下に描画してあった地図データを
背景退避領域３４から重ね合わせウインドウ２８（領域
Ａ′）に複写するコマンドをコマンド格納メモリへ書き
込む。またスクロールすることで領域Ｂを次に表示する
ときは重ね合わせウインドウを元の表示位置に表示する
ため、まず重ね合わせウインドウ２８を描画する領域に
ある地図データ（領域Ｂ′）を背景退避領域３４に複写
するコマンドと、ウインドウ退避領域３４に退避されて
いた重ね合わせウインドウを次に重ね合わせウインドウ
を描画すべき位置（領域Ｂ′）に複写するコマンドをコ
マンド格納メモリへ書き込み、描画プロセッサ５を実行
する。描画プロセッサは複写命令を受けると垂直同期タ
イミングを監視し、垂直ブランキング期間になった瞬
間、あるいは垂直表示期間が終了した瞬間に複写処理及
び表示位置の更新を開始するように動作する。これは複
写処理が表示処理と非同期に動作したとき、スクロール
表示された画面がぶれることを防ぐためである。また本
システムでは、描画プロセッサ５が描画タスク２３から
の命令を受け処理を実行している最中でも表示タスク２
２は描画プロセッサの処理を中断することができる。こ
れは描画タスク２３による処理と表示タスク２２による
処理が図１２に示すように並行に実施できることを意味
する。よって、表示タスクが表示領域Ａ２９の地図デー
タを用いてスクロールを実行しているとき、表示すべき
領域が表示領域Ａ２９を逸脱する場合は、逸脱する領域
を予め予想し、スクロール処理をしている最中に次に表
示すべき地図データを描画タスクを用い表示領域Ｂ３０
に描画しておく。表示タスクにおいて表示すべき領域が
表示領域Ａ２９を逸脱したときは、複写元の領域を表示
領域Ｂ３０に切り換えスクロール処理を続行すると共
に、表示領域Ａ２９に次の地図データを準備する。これ
を順次繰り返すことで無停止スクロールが実現できる。
以上のように、本発明によれば、マルチタスクシステム
において、複数のアプリケーションタスクからの描画要
求に対する応答性・リアルタイム性を向上させることが
できる。特にスクロール処理の性能が向上する。

【０００７】

【発明の効果】描画プロセッサ（描画手段）を管理する
タスク（描画管理手段）を複数個設け、各々に描画プロ
セッサをアクセスする場合の優先順位を付与すること
で、オペレーティングシステムの改造無しに描画処理の
応答性が早くなり、リアルタイム性が向上する。また、
バッファ（第１の記憶手段）を設けているので、スクロ
ール時に、次に表示すべき表示データがすでにバッファ
に描画されているため、無停止スクロールも実現でき
る。また、スクロール機能を有する装置において、重ね
合わせ（ウインドウ）表示をする場合でも、バッファを
設けているので、一定時間間隔でスクロールできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したタスクの構成図

【図２】グラフィックタスク内での描画のフローチャー
ト

【図３】最優先処理機能を持つグラフィックタスク内で
のフローチャート

【図４】コマンド格納メモリ内のメモリマップの説明図

【図５】本発明を適用したハードウェア構成図

【図６】地図表示システムに適用したタスクの構成図

【図７】地図表示システムにおけるメモリマップの説明
図

【図８】地図表示システムにおける地図表示方法の説明
図

【図９】ウインドウ分割の説明図

【図１０】ウインドウ分割の説明図

【図１１】地図表示システムにおける地図表示方法の説
明図

【図１２】地図表示システムにおけるタスク遷移の説明
図

【図１３】地図表示システムにおけるメモリマップの説
明図

【図１４】ウインドウ表示の説明図

【図１５】地図表示システムにおける地図表示方法の説
明図

【符号の説明】

１…アプリケーションタスク、２…共有メモリ、３…グ
ラフィックタスク、４…最優先グラフィックタスク、５
…描画プロセッサ、６…割り込みハンドラ、７…コマン
ド格納メモリ、８…ウインドウ管理テーブル、９…ＣＰ
Ｕ、１０…ＲＯＭ、１１…ＲＡＭ、１２…バス切り換え
器、１３…パラレル／シリアル変換、１４カラーパレッ
ト、１５…ＬＣＤ、１６…漢字ＲＯＭ、１７…ＶＲＡ
Ｍ、１８…表示アプリケーションタスク、１９…描画ア
プリケーションタスク、２０…共有メモリ、２１…共有
メモリ、２２…表示タスク、２３…描画タスク、２４…
描画用バッファＡ、２５…描画用バッファＢ、２６…表
示領域、２７…地図表示ウインドウ、２８…重ね合わせ
ウインドウ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表示装置と、該表示装置に表示すべき情報
   に対応したコマンドを生成する複数のコマンド生成手段
   と、該コマンドを受けて、該表示装置が表示できる情報
   を生成する描画手段とを有するグラフィック表示装置に
   おいて、 上記複数のコマンド生成手段の１つからのコマンドを受
   付けて上記描画手段に出力し、該描画手段に上記コマン
   ドを実行させる第１の描画管理手段と、 上記第１の描画管理手段が上記描画手段に上記コマンド
   を実行させている場合に、上記複数のコマンド生成手段
   の他の１つから該コマンドよりも優先度の高いコマンド
   が生成されたとき、上記第１の描画管理手段に代わっ
   て、該優先度の高いコマンドを受付けて上記描画手段に
   出力し、該描画手段に該優先度の高いコマンドを実行さ
   せる第２の描画管理手段とを有することを特徴とするグ
   ラフィック表示装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のグラフィック表示装置にお
   いて、 上記描画手段は、ウインドウを表示するための情報を生
   成することを特徴とするグラフィック表示装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載のグラフィック表示
   装置において、 上記描画手段が実行するコマンドを格納するコマンド格
   納手段を有し、 上記コマンド格納手段内の、上記第１の描画管理手段が
   上記描画手段に実行させるコマンドを格納する領域と、
   上記第２の描画管理手段が上記描画手段に実行させるコ
   マンドを格納する領域とは、分離して設定されているこ
   とを特徴とするグラフィック表示装置。
4. 【請求項４】表示装置と、該表示装置に表示すべき情報
   に対応したコマンドを生成する複数のコマンド生成手段
   と、該コマンドを受けて、該表示装置が表示できる情報
   を生成する描画手段とを有するグラフィック表示装置に
   おいて、 上記描画手段により生成された情報を記憶する第１の記
   憶手段と、 上記第１の記憶手段に記憶された情報のうち、上記表示
   装置での表示の対象となる領域の情報を記憶する第２の
   記憶手段と、 上記第１の記憶手段に記憶された情報のうち、どの領域
   を上記表示装置での表示の対象とするかの指示を受付け
   る受付け手段と、 上記指示に従って、上記第１の記憶手段に記憶された情
   報を上記第２の記憶手段に転送する転送手段とを有する
   ことを特徴とするグラフィック表示装置。
5. 【請求項５】表示装置と、該表示装置に表示すべき情報
   に対応したコマンドを生成するコマンド生成手段とを有
   するグラフィック表示装置において、 上記表示すべき情報を記憶する第１の記憶手段と、 上記第１の記憶手段に記憶された情報のうち、上記表示
   装置での表示の対象となる領域の情報を記憶する第２の
   記憶手段と、 上記第１の記憶手段に記憶された情報のうち、どの領域
   を上記表示装置での表示の対象とするかの指示を受付け
   る受付け手段と、 上記コマンドを受けて、上記表示装置が表示できる情報
   を生成する機能と、上記指示に従って、上記第１の記憶
   手段に記憶された情報を上記第２の記憶手段に転送する
   機能とを備えたプロセッサと、 上記コマンド生成手段からのコマンドを受付けて上記プ
   ロセッサに出力し、該プロセッサに上記コマンドを実行
   させる第１の管理手段と、 上記第１の管理手段が上記プロセッサに上記コマンドを
   実行させている場合に、上記受付け手段が指示を受付け
   たとき、上記第１の管理手段に代わって、該指示を受付
   けて上記プロセッサに出力し、該プロセッサに上記第１
   の記憶手段に記憶された情報を上記第２の記憶手段への
   転送を行わせる第２の管理手段とを有することを特徴と
   するグラフィック表示装置。
6. 【請求項６】請求項５記載のグラフィック表示装置にお
   いて、 上記第２の記憶手段は、上記第１の記憶手段に記憶され
   ていない非転送情報も記憶しており、 上記プロセッサは、上記第１の記憶手段に記憶されてい
   る情報の転送を行うときに、上記非転送情報が記憶され
   ていない領域に対して転送を行なうことを特徴とするグ
   ラフィック表示装置。
7. 【請求項７】請求項６記載のグラフィック表示装置にお
   いて、 上記転送の対象となる領域は、上記表示装置に表示され
   た場合に矩形として表示される領域の複数個の集合であ
   り、 上記プロセッサは、表示される順序の早い画素を有する
   矩形から順に、矩形ごとに転送を行うことを特徴とする
   グラフィック表示装置。
8. 【請求項８】請求項６記載のグラフィック表示装置にお
   いて、 上記転送の対象となる領域は、上記表示装置に表示され
   た場合に、少なくとも３個の矩形として表示される領域
   の集合であり、 上記矩形のうちの少なくとも１つの矩形に含まれる情報
   には、上記表示装置に表示された場合に、上記他の少な
   くとも２つの矩形の各々に含まれる情報と、同一の水平
   走査線上に表示される情報が含まれ、 上記プロセッサは、 上記少なくとも１つの矩形を、上記少なくとも２つの矩
   形の水平の境界に合わせて、複数の矩形に分割し、該分
   割された矩形及び他の矩形について、矩形領域ごとに転
   送を行い、 かつ、表示される順序の早い画素を有する矩形から順
   に、矩形ごとに転送を行うことを特徴とするグラフィッ
   ク表示装置。
9. 【請求項９】請求項１から８までのいずれかに記載のグ
   ラフィック表示装置において、 上記第１の記憶手段から第２の記憶手段への転送は、上
   記表示装置の垂直同期信号を基準に行うことを特徴とす
   るグラフィック表示装置。