KR930009764B1

KR930009764B1 - Cgi 그래픽 처리 장치 및 그 구현방법

Info

Publication number: KR930009764B1
Application number: KR1019900020740A
Authority: KR
Inventors: 김상중; 이창범; 최병수
Original assignee: 재단법인 한국전자통신연구소; 경상현
Priority date: 1990-12-15
Filing date: 1990-12-15
Publication date: 1993-10-09
Also published as: KR920013180A

Abstract

내용 없음.

Description

CGI 그래픽 처리 장치 및 그 구현방법

제 1 도는 본 발명이 적용되는 그래픽 처리장치 구성도.

제 2 도는 본 발명에 따른 CGI 그래픽 보드의 자체 메모리 구성도.

제 3 도는 본 발명에 따른 CGI 제너레이터와 CGI 인터프리터의 전체 구성도.

제 4 도는 본 발명에 따른 그래픽 디바이스의 제어구조 및 절차도.

제 5 도는 본 발명에 따른 호스트 포트 레지스터를 위한 메모리 맵도.

제 6 도는 본 발명에 따른 바이너리 인코딩에 대한 처리 흐름도.

제 7a 도는 및 제 7b 도는 본 발명에 따른 인터프리터 내부 상세 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 시스템 인터페이스 2 : 그래픽 프로세서

3 : 이미지 스캐너 인터페이스 4 : 윈도우 버퍼

5 : 디스플레이 버퍼 6 : 비디오 신호 발생회로

21 : CGI 제너레이터 22 : 코맨드 버퍼

23 : CGI 인터프리터

본 발명은 CGI(컴퓨터 그래픽 인터페이스)의 구현방법 및 그 구현에 필요한 처리장치에 관한 것이다.

현재 그래픽의 처리에 있어서 서로 다른 그래픽 프로세서를 사용하는 이기종간의 그래픽 처리방식이 현저히 다르기 때문에 하나의 응용 그래픽 소프트웨어를 특정 그래픽 디바이스 상에서만 실행시킬 수 밖에 없으므로 이에 따른 시간적, 경제적 효율성은 극히 감소하게 된다. 더구나 이기종간의 그래픽 응용 소프트웨어에 대한 이식성(Portability)은 거의 없으므로, 작업환경이 바뀌면 그에 따라 모든 그래픽 응용 소프트웨어 작업을 새로 해야하는 실정이다. 이를 개선하기 위해 ISO에서 그래픽의 국제표준화 작업을 실시하였으며, 그래픽 응용 수준에서 GKS, PHIGS 등은 이미 국제표준으로 되었고 이러한 응용 소프트웨어들을 디바이스 레벨에서 독립적으로 처리하기 위한 표준 그래픽 디바이스 인터페이스의 필요성이 대두되어 CGI에 대한 기능규격의 작업이 시작되어 현재 DP(Draft Porposal) 단계에 있으며, 곧 IS(International Standard)로 될 전망이다.

그러나 CGI는 기능적인 규격만을 정의하고 있으므로 실제로 이를 실현하기 위해서는 바인딩(Binding) 또는 인코딩(Encoding)의 설계가 필요하게 되며, 또한 이러한 인코딩된 바이너리 데이타 스트림(Binary Data Stream)을 디코딩(Decording)하여 처리하기 위한 인터프리터, 그리고 제너레이터와 인터프린터가 상호 영향없이 원활히 통신하기 위한 데이타 교환방법이 필요하다.

따라서 본 발명에서는 이러한 표준 그래픽 인터페이스 기능을 효과적으로 구현하기 위한 그래픽 처리장치하드웨어 상위 어플리케이션으로부터 그래픽 명령들을 CGI를 위한 그래픽 라이브 러리로 바인딩(Binding)한 후 이에 대한 바이너리 인코딩 방식을 사용하여 CGI로 사상(mapping)될 수 있는 그래픽 코맨드를 만드는 CGI 제너레이커와 이렇게 생성된 그래픽 코맨드들을 해석하여 디바이스 독립적인 표준 그래픽 출력을 가능하게 해주는 기능을 수행하는 CGI 인터프리터의 구현방법과 상호간에 데이타를 교환하는 방식을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 장치는, 호스트 CPU로부터 시스템 버스를 통해 그래픽 명령을 받는 시스템 버스 인터페이스, 상기 시스템 버스 인터페이스에 연결된 그래픽 프로세서, 상기 그래픽 프로세서에 연결된 윈도우 버퍼 및 디스플레이 버퍼를 포함하고 있는 CGI 그래픽 처리장치에 있어서, CGI의 각 기능들을 바이너리 데이타 스트림으로 인코딩하여 출력하기 위한 CGI 제너레이터, 상기 CGI 제너레이터로부터 전달받은 바이너리 데이타 스트림을 해석하여 처리하기 위한 CGI 인터프리터, 및 상기 CGI 제어레이터 및 상기 CGI 인터프리터가 상호 영향 없이 원활히 통신하도록 하기 위하여 로킹 메카니즘을 이용하여 상기 CGI 제너레이트로부터 발생된 바이너리 데이타스트밀을 상기 CGI 인터프리터로 전달하기 위한 코맨드 버퍼를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 장치에 적용되어 운용되는 그래픽 구현방법은 초기 상태로 코맨드 버퍼를 액세스하기 위한 플래그 인 액세스 플래그를 오프로 세팅하여 어느 인터프리터의 접근을 방지하기 위한 제1단계와, 상기 제1단계 후 데이타를 바이너리 데이타 스트림으로 인코딩하여 상기 코맨드 버퍼에 출력하는 제2단계, 상기 제2단계 후 인코딩이 완료되면 상기 액세스 플래그를 온으로 하여 상기 인터프리터로 하여금 상기 코맨드 버퍼의 접금을 하용해 주고 다음 명령을 기다리는 제3단계, 및 상기 제3단계 후 상기 인터플리터로 하여금 상기 코맨드 버퍼로부터 바이너리 데이타스트리를 읽어서 디코딩을 행하도록 하는 제4단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.

제 1 도는 본 발명의 적용되는 그래픽 처리장치의 구성도로서, 도면에서 1은 시스템 인터페이스, 2는 그래픽 프로세서, 3은 이미지 스캐너 인터페이스, 4는 윈도우 버퍼, 5는 디스플레이 버퍼, 6은 비디오 신호 발생회로를 각각 나타낸다.

도면에 도시한 바와 같이 그래픽 처리장치는 호스트 CPU로부터 시스템 버스를 통해 그래픽 명령을 받는 시스템 버스 인터페이스(1)는, 그래픽 명령을 처리하는 그래픽 프로세서(2) 및 이미지 정보 입력을 위한 이미지 스캐너 인터페이스(3), 그래픽 프로그램 및 이미지 데이타를 저장하기 위한 윈도우 버퍼(4), 그래픽 디스플레이를 위한 CRT 제어 및 비디오 신호 발생회로(5), 그리고 데이타를 보관하고 출력시키기 위한 디스플레이 버퍼(6) 등이 있다.

제 2 도에 CGI 그래픽 보드의 자체 메모리 구성도를 나타낸다.

도면에서 21은 윈도우 버퍼, 22, 24, 26은 비사용 구간이고, 23은 I/O 레지스터, 25는 이미지 스캐너 인터페이스, 27은 프레임 버퍼를 각각 나타낸다.

도면에 도시한 바와 같이 호스트와 그래픽 프로세서간에 정보를 송수신하기 위한 인터페이스 창구는 I/O레지스터내에 위치하며, CGI 인터프리터 프로그램과 코맨드 버퍼 및 액세스 플래그는 윈도우 버퍼내에 위치한다.

CGI 기능 규격의 각 기능들에 대하여 설계된 바이너리 데이타 스트림의 클래스는 크게 5가지로 분류되며, 각 기능들은 하나의 클래스 안에 고유의 ID를 가진다. 응용 그래픽 소프트웨어의 디바이스 독립성 및 이식성을 향상시키기 위하여 CGM에 근거한 인코딩 방식을 사용하였으며, 이중 CPU의 효율성을 높이기 위하여 처리속도가 빠르고 인코딩하는 노력을 최소화할 수 있는 방식인 바이너리 인코딩 방식을 확장하여 CGI 기능 규격을 바이너리 데이타 스트림으로 설계하였다. 바이너리 인코딩 포맷은 파라메타 목록 길이가 30바이트 이내인 기능들을 표현하기 위한 단형식 요소(Short Form Element)와 그 이상의 것을 표현하기 위한 장형식요소(Long Form Element)로 분리하며, 요소의 첫번째 워드내에서 클래스는 4git, ID는 7bit, 그리고 파라미터 리스트 길이는 5bit로 구성된다.

상기한 구성형태에 따른 CGI 제너레이터와 CGI 인터프리터의 전체구성도는 제3 도와 같다.

여기에서 CGI 클라이언트(Client)는 C 언어 바인딩을 제공하는 CGI 제너레이터(21)를 이용하여 원하는 그래픽 응용들을 작성하게 되며, CGI 제너레이터(21)는 CGI의 각 기능들을 바이너리 데이타 스트림으로 인코딩하여 이를 CGI 인터프리터(23)에 전달하여 처리한다. CGI 제너레이터(21)와 인터프리터(23)가 상호 영향없이 원활히 통신하도록 하기 위하여 로킹 메카니즘을 이용한 코맨드 버스(22)를 통하여 CGI 인코더에서 생성된 바이너리 데이타 스트림을 전달하게 된다.

이러한 이종의 프로세서간에 레지스터를 통해 서로 동기를 맞추어 가면서 통신하는 구조에 있어서 각 프로세서간에 서로 영향없이 공통구역(Command buffer)을 액세스하고자 하는 경우 문제가 발생할 수 있다. 즉, 프로세서A와 프로세서B가 동시에 공통구역을 액세스하려고 하는 경우(mutual exclusion)와 프로세서A와 프로세서B가 서로 상대방으로부터의 사용허가를 기다리고 있어서 결국 아무도 사용하지 못하는 기아상태(starvation)가 발생할 수 있다.

이러한 경우에 다음과 같은 프로세서 로킹 알고리즘을 이용하여 문제를 해결할 수 있다.

A는 B의 프로세서 자체를 정지(Halt)시켜 수행을 잠시 중지시키고 자기의 일을 수행한 후 B가 사용할 수 있도록 액세스 플래그를 세팅한 후 B의 수행을 재개한다. 한편, B는 수동적인 입장에서 A의 제어를 받으며, 자기가 사용권한이 있는 경우 자기의 일을 수행하며, 수행완료시 다시 A가 사용할 수 있도록 액세스 플래그를 세팅한다. 이러한 방법은 한 프로세서간 다른 프로세서로부터의 명령을 수행하고 다음 명령을 기다리는 형태의 응용에 유용하게 적용할 수 있다. 상기와 같은 그래픽 디바이스의 구조 및 절차는 제 4 도에 도시하였다.

이 알고리즘에 가장 중요한 부분은 컨트롤러는 반드시 제어 디바이스의 수행을 중지시킨 후 명령(command+data)을 전달하며, 명령전송 및 완료 후 디바이스가 사용할 수 있는 허가(permission)를 하고(플래그 세팅에 의함)제어 디바이스의 수행을 재개하는 메커니즘이다. 이때 제어 디바이스에서도 컨트롤러로부터의 명령을 수행하고 난 후 반드시 컨트롤러가 다음 명령을 써 넣을 수 있도록 액세스 플래그를 세팅하여야 한다. 이러한 코맨드 버퍼를 통한 제너레이터와 인터프리터간의 수행 알고리즘은 다음과 같다.

[사용자 코맨드 수행 알고리즘의 실시예]

Procedure CGI-Encoder

begin

Access-Flag=OFF :

loop

while Access-Flag=ON do

delay using runway ;

halt CGI-interpreter ;

Access-Flag=ON ;

run CGI-interpreter ;

forever;

end;

Prcedure CGI-interpreter

begin

loop

while Access-Flag=OFF do

delay using runway;

Access-Flag=OFF ;

forever;

end;

호스트와 그래픽 프로세서간에 정보를 주고받기 위한 인터페이스로 4개의 호스트 포트 레지스터를 위한 메모리 맵을 제 5 도에 나타내었다. 이 중 그래픽 디바이스를 제어하기 위한 컨트롤 레지스터의 비트별 내용은 다음과 같다.

그리고 상기 로킹 알고리즘에서 그래픽 프로세서의 수행을 정지(halt)하고 재개시키기 위한 방법은 다음과 같다.

RUN Graphic Processor

read host control register //data= * (HCTRL)

masking flush bit //mask=HLT

reset the halt bit //data ＆=^∼mask

set cache halt bit //data : =CF

write host control register //*(HCTRL)=data

HALT Graphic Processor

read host control register //data=*(HCTRL)

set the halt bit //data : =HLT

set cache flush bit //data : =CF

writer host control regitster //*(HCTRL)=data

CGI 인터프리터(23)는 코맨드 버퍼(22)를 통해 들어오는 바이너리 데이타 스트림을 해석하여 처리하게 되며, 이를 위해 인터프리터 내부에 다양한 상태 리스트들과 글로벌(Global) 데이타 구조를 가진다.

제 3 도의 S/W 구조를 제 6 도 및 제 7 도를 참조하여 상세히 설명한다.

제 6 도에서 보는 바와 같이 CGI 인코더에서는 C 바인딩을 통하여 그리픽 응용 S/W로부터 명령을 받으면, 초기상태로 코맨드 버퍼를 액세스 하기 위한 플래그린 액세스 플레그를 오프로 세팅하여 인터프리터의 접근을 방지하고 기능에 해당하는 클래스와 ID 번호를 부여한다(31, 32, 33). 만일 기능에 파라메타가 없으면 길이를 0으로 하여 인코딩하여, 파라메타가 있는 경우 계산한 길이가 31바이트를 넘지 않으면 단형식으로 인코딩하고, 그렇지 않은 경우는 첫번째 워드의 길이를 31로 세팅하여 장형식임을 알린다(34 내지 38). 길이의 총 길이가 128바이트 보다 작으면 분할 플래그를 0으로 하고 길이를 기록하며, 128바이트 보다 크면 분할 플래그를 1로 하여 데이타가 계속 있음을 나타내 주며 길이는 128로 세팅하고 계속 반복한다(39). 마지막인 경우 분할 플래그를 0으로 하고 길이를 기록한 후 장형식으로 인코딩한다. 끝나면 액세스 플래그를 체크하여 오프이면 인코딩된 바이너리 데이타 스트림을 코맨드 버퍼로 전송하고 액세스 플래그를 온으로 하여 인터프리터로 하여금 코맨드 버퍼의 접근을 허용해 주고 응용 S/W로부터의 다음 명령을 기다린다.

한편, 인터프리터에서는 〈제 7a 도〉, 〈제 7b 도〉에서 보는 바와 같이 액세스 플래그가 온이 될때까지 계속 체크하고 있다가 온이 되면 코맨드 버퍼로부터 바이너리 데이타 스트림을 일어서 디코딩 과정을 거쳐 클래스, ID, 길이를 얻는다(41).

우선 클래스를 식별하여 1인 경우 제어함수 루틴으로 분기하여 ID에 해당하는 기능을 수행하고 클래스가 2인 경우는 출력 및 속성기능 루틴으로 분기하여 ID에 해당하는 기능이 속성값을 세팅하는 기능이며, 라인, 마커(Merker), 텍스트, 필(Fill), 엣지의 5가지 그룹의 각 상태 리스트들의 속성값을 세팅한다(42). ID에 해당하는 기능이 그래픽 출력 도면작성 기능이면 현재 세팅되어 있는 제어 및 라스터 상태 리스트들을 참조하고 출력 속성을 참조하여 실제로 CRT에 디스플레이 하게 된다(43). 이때, 데이타를 얻기 위해 제 4b 도에서와 같이 길이를 체크하여 단형식인 경우와 장형식인 경우를 분리하여 수행한다(43). 클래스가 5인 경우는 라스터 기능 루틴으로 분기하여 ID에 해당하는 기능을 수행한다.

제어 및 라스터 기능들은 실제 디스플레이되는 그래픽의 출력에 영향을 미치며, 이는 별도의 소프트웨어 작업 없이 몇가지 기능의 세팅만으로 여러 형태의 그래픽 출력을 나타낼 수 있게 해 줌으로써 소프트웨어 작성의 용이성을 제공하여 준다.

본 발명은 상기와 같이 구성되어 문자(Character), 도형(Geometric), 이미지(Image) 정보를 처리하는 그래픽 시스템에 있어서, 첫째, 〈제 1 도〉에서 보여진 바와 같이 이미지 정보의 입출력이 한 그래픽 서브시스템 내에서 처리 가능하므로 이미지 정보 처리시간을 단축시킬 수 있으며, 둘째, 응용 그래픽 소프트웨어와 디바이스 사이에 표준 그래픽 인터페이스인 CGI 를 채택함으로써 응용 소프트웨어의 이식성을 향상시킬 수 있으며, 또한 CGI 인코딩에 있어서 국제 표준인 CGM 바이너리 인코딩 방식을 사용함으로써 그래픽 정보의 인코딩 및 디코딩 노력을 최소화시킬 수 있고, 세째, 〈제 3 도〉와 〈제 6 도〉에서 보이는 바와 같이 CGI 제너레이터와 인터프리터 사이에 로킹 메카니즘을 채택하여 상호 통신함으로써 각기 다른 프로세서에서 동작하고 있는 소프트웨어간 데이타 충돌을 방지할 수 있다.

Claims

호스트 CPU로부터 시스템 버스를 통해 그래픽 명령을 받는 시스템 버스 인터페이스(1), 상기 시스템 버스 인터페이스(1)에 연결된 그래픽 프로세서(2), 상기 그래픽 프로세서(2)에 연결된 윈도우 버퍼(4) 및 디스플레이 버퍼(6)를 포함하고 있는 CGI 그래픽 처리장치에 있어서, CGI의 각 기능들을 바이너리 데이타 스트림으로 인코딩하여 출력하기 위한 CGI 제너레이터(21), 상기 CGI 제너레이터(21)로부터 전달받은 바이너리 데이타 스트림을 해석하여 처리하기 위한 CGI 인터프리터(23), 및 상기 CGI 제너레이터(21) 및 상기 CGI 인터프리터(23)가 상호영향 없이 원활히 통신하도록 하기 위하여 로킹 메카니즘을 이용하여 상기 CGI 제너레이터(21)로부터 발생된 바이너리 데이타 스트림을 상기 인터프리터(23)로 전달하기 위한 코맨드 버퍼(22)를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 CGI 그래픽 처리장치.
호스트 CPU로부터 시스템 버스를 통해 그래픽 명령을 받은 시스템 버스 인터페이스(1), 상기 시스템 버스 인터페이스(1)에 연결된 그래픽 프로세서(2), 상기 그래픽 프로세서(2)에 연결된 윈도우 버퍼(4) 및 디스플레이 버퍼(6)를 포함하고 있는 CGI 그래픽 처리장치에 있어서, 초기 상태로 코맨드 버퍼를 액세스하기 위한 플래그 인 액세스 플래그를 오프로 세팅하여 어느 인터프리터의 접근을 방지하기 위한 제1단계, 상기 제1단계 후 데이타를 바이너리 데이타 스트림으로 인코딩하여 상기 코맨드 버퍼에 출력하는 제2단계, 상기 제2단계후 인코딩이 완료되면 상기 액세스 플래그를 온으로 하여 상기 인터프리터로 하여금 상기 코맨드 버퍼의 접금을 허용해 주고 다음 명령을 기다리는 제3단계, 및 상기 제3단계 후 상기 인터플리터로 하여금 상기 코맨드 버퍼로부터 바이너리 데이타 스트림을 읽어서 디코딩을 행하도록 하는 제4단계로 구성된 것을 특징으로 하는 CGI 구현방법.