TW201351272A - 使整個作業系統及硬體平台具有可再使用性的多媒體驅動器架構 - Google Patents
使整個作業系統及硬體平台具有可再使用性的多媒體驅動器架構 Download PDFInfo
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Abstract
一種多媒體驅動器架構允許驅動器組件之重要部分由整個作業系統及硬體平台共用。
Description
本申請案為非臨時申請案,根據2012年1月5日於美國提出申請之序號61/583,387臨時申請案主張優先權,在此以引用之方式併入本文。
本發明一般關於媒體驅動器之領域。
多媒體裝置驅動器介面(DDI)層典型地暴露一組呈現(rendering)模型及特徵組,諸如解碼及視訊處理,提供不同階功能性用於廣泛視訊播放及轉碼應用。
多媒體驅動器堆疊被實施為二主組件,DDI或裝置驅動器介面層及HAL或硬體加速層。DDI層實施驅動器介面及Microsoft公司界定之協定,並可包含若干高階呈現邏輯。
HAL實施低階呈現邏輯。其負責設立硬體狀態,產生及提交命令緩衝器用於圖形處理單元(GPU)中之執行,於GPU中建設及裝載媒體韌體,並實施驅動器及媒體韌體之間之介面。
10‧‧‧統一媒體硬體加速層層
12‧‧‧多媒體裝置驅動器介面層
14‧‧‧統一圖形處理單元韌體
16、22‧‧‧公共介面
20‧‧‧作業系統介面
24‧‧‧呈現組件
26‧‧‧硬體介面組件
28‧‧‧外部及作業系統相依組件
30‧‧‧圖形處理單元韌體選擇演算法
32‧‧‧最高階呈現器
34‧‧‧低階呈現器
36‧‧‧媒體圖形處理單元韌體
相對於下列圖式說明若干實施例:圖1為依據一實施例之媒體驅動器堆疊的描繪;圖2為依據一實施例之高階方塊圖;以及圖3顯示一實施例之呈現器及媒體韌體動態建設及裝載方塊圖。
在Windows作業系統(OS)下,媒體呈現模型藉由Microsoft DDI規格廣泛涵蓋。詳DirectX視訊加速(DXVA DDI)http://msdn.microsoft*com/en-us/library/ff553861(v=VS.85).aspx,DirectX VA 2.0之視訊處理(DXVA2 DDI)http://msdn.microsoft*com/en-us/library/ff570545(v=VS.85).aspx,處理高清晰度視訊(DXVA-HD DDI)http://msdn.microsoft*com/en-us/library/ff569190(v=VS.85).aspx(具有星號更換週期以避免不慎鏈接)。每一DDI介面緊密與一組DirectX應用程式介面(API)耦接。
在其他作業系統中,類似介面組用以暴露類似若干媒體能力。例如,LibVA為普遍使用之API,用於Linux/Android空間。對Macintosh作業系統而言,Apple界定其本身API組用於視訊解碼及處理。
除了支援大量DDI介面組外,媒體驅動器堆疊亦發展成支援不同圖形產生,以及新特徵諸如先進視訊編碼(AVC)解碼及編碼、降噪及影像增強濾波器、及影像模式檢測,以上僅舉數例。
原始媒體驅動器堆疊面對新DDI及硬體平台必須極快速發展,而經歷舊介面實行新設計之難處。結果,維持驅動器堆疊因冗餘及驅動器堆疊的多層之間缺乏統一結構而複雜。
依據若干實施例,視訊驅動器架構允許驅動器組件的重要部分由整個作業系統及硬體平台共用。在若干實施例中,本架構適於至少下列作業系統之呈現模型:Windows XP®、Windows 7®、Windows 8®、Linux、Android、及Macintosh作業系統。
視訊驅動器架構存在四個主要零件,作業系統(OS)介面、硬體(HW)介面、呈現器模組及公共介面。藉由提取作業系統特定結構、回呼、及OS介面層中服務,達成跨越OS之再使用。驅動器係以將呈現碼從作業系統呈現模型及其基本物件及功能脫離的方式模組化。從驅動器至提取之OS服務的所有呼叫係經由OS介面層執行。
呈現組件跨越硬體平台之再使用係藉由硬體提取介面達成。硬體提取介面提取硬體狀態(取樣器、表面)及命令之使用。
實施呈現管線以支援目標OS所需之所有視訊呈現功能及介面的超集。例如,呈現功能可支援Win7(D3D9 DirectX視訊加速(DxVA))、Win8(D3D11 DxVA)及Linux LibVA的所有需求。模組化呈現邏輯使得大部分呈現碼脫離硬體架構,允許跨越共用類似架構之硬體引擎共用呈現碼。
藉由界定之井、OS及硬體獨立公共介面,整個驅動器堆疊暴露於外部組件。所提供之所有呈現服務藉由此共同介面而暴露。
媒體驅動器堆疊可經設計以處理DDI介面、作業系統及圖形平台之快速進化。其亦可經設計以簡化新媒體特徵之介紹及測試。
統一媒體硬體提取層(HAL)亦稱為UMHAL 10,統一及取代如圖1中所示之所有媒體呈現功能性。如文中所使用之「統一」表示與以Windows、Linux/Android及Macintosh為基之平台的相同編碼作業。UMHAL經由統一公共介面16而界接DDI層12。
在若干實施例中,維持統一媒體HAL層10之好處很多,從維持驅動器及圖形處理單元(GPU)韌體兩者之編碼量,至驗證及除錯效果。此外,新特徵之除錯解析及實施幾乎立即可用於所有DDI層12供應用使用。
其他好處包括統一媒體呈現引擎、統一圖形處理單元(GPU)韌體14及動態韌體建設及裝載架構,支援統一DDI-UMHAL介面10中所有DDI介面12及OS(XP、Vista、Win7及以上)。
該等彈性之一範例在啟動立體SD(S-3D)播放。一旦支援S-3D之HAL到位,便立即可用於DXVA2、DXVA-HD及Windows 8DDI介面。
UMHAL開發方法論強調組件之自我包含,亦強化一套嚴格的依賴關係,以避免當新特徵併入或當包含入新作業系統或平台時結構破壞。
圖2顯示UMHAL之方塊圖及拼湊其結構的依賴關係。UMHAL及外部驅動器組件之間所有介面經由OS介面20而集中。OS介面要求提取OS相依功能、物件及結構,其允許HAL組件為OS實際上不知情。下列為OS介面組件暴露OS提取之少數範例:資源(緩衝器)之創造、破壞、鎖定及未鎖定;命令緩衝器提交至圖形處理單元(GPU);檔案存取。
完全通過一組公共介面22而發生所有媒體DDI及UMHAL之間介面。公共介面僅向DDI層12暴露必要功能,諸如UMHAL及呈現功能之例示及破壞。
公共介面界定DDI層及UMHAL 10之間單一接觸點,提供介面用於創造、破壞、呈現、詢問等。DDI不應存取內部UMHAL組件或結構。UMHAL 10提供公用程式功能,可為所有DDI層用以簡化DDI-UMHAL整
合,避免碼複製。
UMHAL所暴露之最重要介面在呈現組件24中,稱為DDI-HAL介面。呈現組件可支援用於DDI介面之呈現模型的超集。
呈現組件負責呈現邏輯,經由設立硬體狀態、於GPU中建設/裝載媒體韌體、產生及提交命令緩衝器。呈現組件可僅為了解媒體韌體架構及呈現邏輯之UMHAL組件。在若干實施例中,低階呈現引擎負責先進處理、組成、及其他視訊處理特徵。多呈現引擎可共存以處理不同呈現或核心架構。
硬體介面組件26專門服務作為硬體狀態管理器,亦提供基本功能性用於提交命令緩衝器及相關狀態。
依據媒體特徵之複雜性,呈現組件可組織為最高階呈現組件及一組低階呈現引擎或次呈現器。
硬體介面組件26之主功能為提供提取硬體相依功能。有關其功能之一,其負責硬體狀態(狀態堆、媒體狀態、緩衝器)管理,及用於處理一般硬體安裝功能之硬體特定實施。
所有呈現組件依靠硬體介面組件配置及安裝硬體狀態,及用於清除狀態及分批用於GPU中執行之緩衝器。
硬體介面組件負責硬體狀態(狀態堆、媒體狀態、緩衝器)管理,及用於處理硬體特定實施(表面狀態、取樣器狀態)。所有呈現組件使用硬體介面以配置及
安裝硬體狀態,及用於提交狀態及分批緩衝器。硬體介面依賴OS介面來管理OS資源(緩衝器、表面),及用於提交命令緩衝器。
硬體介面組件提供一組介面以管理硬體狀態,提供存取硬體定義,諸如狀態及命令,及隱藏來自呈現層之低階實施細節:總體狀態堆(GSH)/表面狀態堆(SSH)結構、媒體韌體裝載、卸載、快取及GSH(圖形記憶體)、分批緩衝器提交(OS/硬體相依,其包含可跨越多訊框再使用之硬體命令)、媒體韌體裝載、卸載、GSH中快取(圖形記憶體)、分批緩衝器提交(OS/硬體相依,其包含可跨越多訊框再使用之硬體命令)及硬體資源配置,以及同步化。該些堆置於圖形記憶體中,包含各式硬體狀態包括表面特性描述及用於處理目前訊框之圖形處理單元所需媒體韌體。硬體介面並非硬體提取層。組件簡單地提供對程式硬體狀態之統一機構。硬體介面亦提供對硬體命令定義之存取。
UMHAL支援一組創造參數,其控制資源配置
及特徵致能。此允許UMHAL客製化以於不同環境中運行。例如,在資源制約環境(Android/嵌入式)中,若干先進特徵可能完全停用、減少記憶體覆蓋區及性能開銷。
如先前所提及,OS介面層20界定所有內部UMHAL組件及OS相依資源及功能之間之單一接觸點。在若干實施例中,OS介面未存取其他UMHAL組件,因
為其唯一功能為藉由提取OS相關功能而提供服務。OS介面為瞭解外部及OS相依組件之唯一模組。
OS介面為瞭解外部驅動器及OS相依組件及功能之唯一模組。除了OS介面以外,其餘UMHAL碼可保持OS獨立。
呈現組件24負責實際呈現邏輯。其負責設立硬體狀態、建設及裝載GPU中媒體韌體30,產生及提交最後將由GPU執行之命令緩衝器。
外部及OS相依組件28負責視需要建設媒體韌體,用於不同呈現器。其可支援為所有平台動態建設模型。其包括快取架構以避免重新建設韌體用於共同及重複媒體作業。其可延伸以支援韌體動態建設用於實施諸如反交錯及降噪之先進處理之呈現器。
在視訊解碼的狀況下,次呈現器可為解碼及環路內解封鎖(ILDB)方塊。ILDB為一種後處理作業以減輕來自方塊編碼之人工因素。在視訊處理的狀況下,次呈現器為先進處理(降噪、反交錯)及視訊合成方塊。此組織顯示於圖3中。
「最高階呈現器」32負責協調對於低階呈現器34之呼叫順序,以便實施複雜媒體管線。隨著添加新呈現器,最高階呈現器亦延伸以支援更複雜濾波器及功能。低階呈現器可包括例如框率轉換、影像穩定、色度降噪、視訊合成、合成相位呈現器、及先進處理。
在此架構中,每一次呈現器為完全自我包含
及獨立,並為呈現用途而具有對於OS及硬體介面完全存取。此允許次呈現器34容易地被取代或移除,而未顯著影響整體呈現邏輯,藉此使可容易客製化用於不同硬體平台及形狀因子。
可經由公共介面之一者呼叫最高呈現組件,實施所有媒體DDI介面所需之所有呈現功能性的超集。
GPU韌體選擇演算法30負責用於視需要建設媒體GPU韌體36及用於不同呈現器,包括反交錯、降噪及合成。其可支援用於所有平台之動態鏈接模型,並可包括快取架構以避免重新建設韌體用於共同媒體作業。
UMHAL代表朝向新及更先進媒體處理特徵之顯著步驟。其界定共同框架,其可容易地延伸以適應新呈現邏輯、新作業系統及新硬體介面。藉由允許跨越作業系統共用顯著代碼,其顯著地減少用於先進媒體特徵之行銷時間,並處於廣泛應用。
UMHAL架構可排除存在於多媒體驅動器實施中之冗餘,簡化新媒體特徵之介紹、平台、OS、呈現模型、允許共用新特徵組之DDI、錯誤修正、最佳化、改進軟體架構及發展方法論、及致能資源較佳利用:較少碼以維持及測試,更多隊員完全理解UMHAL架構、軟體堆疊、除錯方法論。
下列文句及/或範例關於進一步實施例:一實施例範例可為一種方法,供應統一媒體硬體加速層及統一多媒體韌體予多媒體驅動器堆疊;及提供複數不同裝置
驅動器介面層供該多媒體驅動器堆疊使用。該方法亦可包括使該驅動器堆疊可以Windows、Macintosh、Linux及Android作業系統操作。該方法亦可包括提取作業系統特定結構、回呼及服務。該方法亦可包括處理該硬體加速層,其係以Windows及Macintosh裝置驅動器介面操作。該方法亦可包括提供單一硬體加速層,其亦以Android及Linux裝置驅動器介面作業。該方法亦包括提供所有硬體加速層組件及作業系統相依資源之間之單一接觸點。
另一實施例範例可為藉由處理器執行之非暫態性電腦可讀取媒體儲存指令,以實施包括執行統一多媒體韌體中具統一媒體硬體加速層之多媒體驅動器堆疊的方法,並使複數不同裝置驅動器介面層可供該多媒體驅動器堆疊使用。該媒體亦可儲存指令以使該統一媒體硬體加速層可以Windows、Macintosh、Linux及Android作業系統操作。該媒體可儲存指令以提取作業系統特定結構、回呼及服務。該媒體亦可儲存提供硬體加速層之指令,該硬體加速層係以Windows及Macintosh裝置驅動器介面操作。該媒體亦可儲存指令以提供單一硬體加速層,其亦以Android及Linux裝置驅動器介面作業。該媒體亦可儲存指令以製造所有加速層組件及作業系統相依資源之間之單一接觸點。
另一實施例範例可為包含圖形處理器之設備,以供應具統一媒體硬體加速層及統一多媒體韌體之多媒體驅動器堆疊,且該處理器提供複數不同裝置驅動器介
面層供該多媒體驅動器堆疊使用,以及耦接至該處理器之儲存器。該設備可致能該統一媒體硬體加速層而以Windows、Macintosh、Linux及Android作業系統操作。該設備可包含處理器以提取作業系統特定結構、回呼及服務。該設備可包含處理器以提供硬體加速層,其以Windows及Macintosh裝置驅動器介面操作。該設備可包含處理器以提供單一硬體加速層,其亦以Android及Linux裝置驅動器介面作業。該設備可包含處理器以提供所有加速層組件及作業系統相依資源之間之單一接觸點。
在另一實施例範例中,藉由處理器執行之一或多個非暫態性電腦可讀取媒體儲存指令致能多媒體驅動器堆疊,而以Windows、Macintosh、Linux及Android作業系統操作。媒體可進一步儲存指令以提取作業系統特定結構、回呼及服務。媒體可進一步儲存指令,其提供以Windows及Macintosh裝置驅動器介面操作之硬體加速層。媒體可進一步儲存指令以製造所有加速層組件及作業系統相依資源之間之單一接觸點。
本說明書通篇提及「一實施例」或「實施例」表示結合實施例所說明之特徵、結構、或特性包括於本發明內所包含之至少一實施中。因而,「一實施例」或「在實施例中」出現之用語不一定係指相同實施例。此外,特徵、結構、或特性可以非所描繪特定實施例之其他適當形式組成,且所有該形式可包含於本申請案之申請專利範圍的範圍內。
雖然已相對於有限實施例說明本發明,熟悉本技藝之人士將理解存在許多修改及變化。申請專利範圍涵蓋所有該等修改及變化落於本發明之真實精神及範圍內。
10‧‧‧統一媒體硬體加速層層
12‧‧‧多媒體裝置驅動器介面層
14‧‧‧統一圖形處理單元韌體
16‧‧‧公共介面
Claims (22)
- 一種方法,包含:供應具有統一媒體硬體加速層及統一多媒體韌體的多媒體驅動器堆疊;以及提供複數不同裝置驅動器介面層供該多媒體驅動器堆疊使用。
- 如申請專利範圍第1項之方法,包括使該驅動器堆疊可以Windows、Macintosh、Linux及Android作業系統操作。
- 如申請專利範圍第2項之方法,包括提取作業系統特定結構、回呼及服務。
- 如申請專利範圍第1項之方法,包括處理該硬體加速層,其係以Windows及Macintosh裝置驅動器介面操作。
- 如申請專利範圍第4項之方法,包括提供單一硬體加速層,其亦以Android及Linux裝置驅動器介面作業。
- 如申請專利範圍第1項之方法,包括提供所有硬體加速層組件及作業系統相依資源之間之單一接觸點。
- 一種非暫態性電腦可讀取媒體,儲存指令,該指令藉由處理器執行以實施方法,該方法包括:在統一多媒體韌體中執行具有統一媒體硬體加速層的多媒體驅動器堆疊;以及製造複數不同裝置驅動器介面層,可供該多媒體驅動器堆疊使用。
- 如申請專利範圍第7項之媒體,進一步儲存指令以使該統一媒體硬體加速層可以Windows、Macintosh、Linux及Android作業系統操作。
- 如申請專利範圍第8項之媒體,進一步儲存指令以提取作業系統特定結構、回呼及服務。
- 如申請專利範圍第7項之媒體,進一步儲存指令以提供硬體加速層,其係以Windows及Macintosh裝置驅動器介面操作。
- 如申請專利範圍第10項之媒體,進一步儲存指令以提供單一硬體加速層,其亦以Android及Linux裝置驅動器介面作業。
- 如申請專利範圍第7項之媒體,進一步儲存指令以製造所有硬體加速層組件及作業系統相依資源之間之單一接觸點。
- 一種設備,包含:圖形處理器,用以供應具有統一媒體硬體加速層及統一多媒體韌體的多媒體驅動器堆疊,且該處理器提供複數不同裝置驅動器介面層供該多媒體驅動器堆疊使用;以及儲存器,耦接至該處理器。
- 如申請專利範圍第13項之設備,該處理器使該統一媒體硬體加速層可以Windows、Macintosh、Linux及Android作業系統操作。
- 如申請專利範圍第14項之設備,包含處理器以提取作業系統特定結構、回呼及服務。
- 如申請專利範圍第15項之設備,包含處理器以提供硬體加速層,其係以Windows及Macintosh裝置驅動器介面操作。
- 如申請專利範圍第16項之設備,包含處理器以提供單一硬體加速層,其亦以Android及Linux裝置驅動器介面作業。
- 如申請專利範圍第17項之設備,包含處理器以提供所有加速層組件及作業系統相依資源之間之單一接觸點。
- 一種非暫態性電腦可讀取媒體,儲存指令,該指令藉由處理器執行以使多媒體驅動器堆疊可以Windows、Macintosh、Linux及Android作業系統操作。
- 如申請專利範圍第19項之媒體,進一步儲存指令以提取作業系統特定結構、回呼及服務。
- 如申請專利範圍第19項之媒體,進一步儲存指令以提供硬體加速層,其係以Windows及Macintosh裝置驅動器介面操作。
- 如申請專利範圍第19項之媒體,進一步儲存指令以製造所有加速層組件及作業系統相依資源之間之單一接觸點。
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