477952 A7 B7 五、發明說明（1) 發明欄位 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明一般係關於電腦系統，及更特別關於當爲執行 而存取佇例命令時將延遲減至最低程度。 發明背景 隨著半導體及電腦技術的發展，電腦系統變得愈快， 同時在尺寸方面變得愈小。桌上型及甚至膝上型電腦系統 現在控制著曾經塞滿小房間之主結構電腦的處理速度。甚 至變得更受歡迎的手持型電腦系統例如個人數位助理器（ personal digital assistants，PDA )也更具效力。由於電腦系 統變得更加小型化及價格更爲低廉，更多的命令也不斷地 被它們所需要。其中一命令爲速度。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲增加電腦系統的速度，一被分散的途徑已被施行在 它們的設計中。在每個電腦系統中存有許多積體電路（ integrated circuits, 1C )，其被設計成能表現貢獻功能如一 記憶控制器、一硬碟控制器、一圖形/顯示控制器、一通 訊控制器及其他週邊控制器。這些貢獻積體電路可同時地 獨立地表現不同的功能。如此被分散的途徑使瓶頸減至最 少，且因而助益了電腦系統的速度。 即使如此，以這些貢獻積體電路表現的任務，如圖形 及影像處理漸漸變得更花時間且更爲複雜。在圖形及影像 的處理中，甚至一個簡單的任務或許需要執行許多步驟。 例如，考慮在顯示螢幕上移動一三維圖形物件由一位置至 另一位置的任務。除了從記憶體（如一幀緩衝器）補償有 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477952 A7 B7 五、發明說明（2) 關物件的歸因資料（如高度、寬度、顏色及構造等）及計 算源頭與目標位置間之距離外’圖形控制器也須對該物件 的圖素計算新色彩及結構的値以精確地反映該物件在新位 置的明暗變化。相對地，圖形控制器必須表現出對應比“ 移動”命令的所有步驟。然圖形控制器在實行這些步驟， 它忙碌著因而無法履行另外的命令。此意謂著增加的命令 或許由電腦使用者產生，例如，在幀緩衝器中進一步操作 圖形物件。因此，依附著圖形控制器的處理能力，可能有 長佇列命令產生的結果。傳統上，這些命令係儲存在圖形 控制器外部的緩衝記憶體中以等待輪到它們被執行。然而 ，此需要主機處理器去週期性地打斷或投選圖形控制器以 決定是否它已爲下個命令預備好。如此的打斷及投選需要 許多的主機處理時間，該時間會使其他任務無效因而減慢 了電腦系統整體的速度。再者，該時間需要存取在外部緩 衝記憶體中之儲存命令爲另一個重要的缺點。 爲了有助於該瓶頸速度的提升，一先進先出（？1^1-111-Fust-Out，FIFO )緩衝器係實施在圖形控制器裏以儲存當圖 形控制器仍然忙著執行先前的命令時產生的新命令。該內 部先進先出緩衝器之實施意謂主機處理器不再需要打斷或 投選圖形控制器而經常減慢主機處理器的速度。先進先出 緩衝器進一步嵌入（即內部的）圖形控制器的事實意謂先 進先出緩衝器存取時間是減少的。然而，該內部先進先出 緩衝器的尺寸受到非常多的限制，因爲它在積體電路晶片 中會佔掉有效空間導致在積體電路中只有少數功能被實施 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -5 - ---V---------^^裝 -----*--訂--------I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477952 A7 _ B7 五、發明說明（3 ) 。相對地，內部命令先進先出緩衝器在任何時候皆被限制 去儲存僅三或四個命令。現行電腦系統所給之任務的複雜 度需要去表現（如圖形），且因此涉及了命令佇列，如此 的命令先進先出緩衝器無法勝任在取佳狀態，且導致了主 機處理器必須等待該先進先出緩衝器變成有效的。因此， 需要一種裝置、系統及方法允許高容量及快速存取命令排 列而不需要經常過度的使用主機處理器。 發明槪述 根據本發明所提供之一種裝置、系統及方法，其允許 高容量及快速存取命令排列而不需要經常過度的使用主機 處理器。 本發明符合上述供處理器執行佇列命令之裝置的需求 ，該裝置包含：一第一記憶體、一結合第一記憶體之資料 管理者、一結合資料管理者之第二記憶體、一命令剖析器 、一處理器、及一結合資料管理者、命令剖析器與處理器 之第三記憶體。 第一記憶體係儲存資料結構，其中，每個資料結構包 括一首標及複數個資料字。在該資料結構中，首標具有表 示資料字數量的資訊，且具有資料字不是被連接至表現命 令就是結合命令之資料的資訊。資料管理者自第一記憶體 取回資料結構。命令剖析器以聯結被資料管理者取回之資 料結構的方式接收首標。命令剖析器接著剖析在首標中的 資訊並提供剖析的結果給資料結構。若在被資料管理者取 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝
n I ϋ 一 口，· I iai ·ϋ n an n l I ▼1 ▼1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 κι B7 五、發明說明（4 ) 回之資料結構中的資料字表現的是命令，則資料管理者會 傳送命令給第二記憶體以供儲存。另一方面，若在被資料 管理者取回之資料結構中的資料字表現的是結合命令的資 料，則資料管理者會傳送資料給第三記憶體以供儲存。 在另一替代的實施例中，首標可進一步包括指示是否 儲存複數個資料字之記億體位置鄰接著首標的資訊（如鏈 接欄位）。若指示儲存複數個資料字之記憶體位置的資訊 不鄰接首標的資訊，每個資訊結構進一步包含一指示儲存 複數個資料字之第一記憶體之憶體位置的鏈接指標。另外 ’該鏈接指標指示儲存複數個資料字之的源資料緩衝器。 此搭配允許命令/來源緩衝器的鏈接索引順著源資料緩衝 器索引共存。 本發明之所有特徵及優點顯現在以下說明同時附有圖 之較佳實施例的詳細描述中。 圖示說明 圖一爲說明實踐本發明之一典型電腦系統的高級塊狀 圖。 圖二爲說明圖一中非常詳細之圖形/顯示控制器 1 Q 7的塊狀圖。 . 圖三A爲本發明之一資料結構說明，其中，該資料結 構組成有複數個資料字緊隨（即鄰接）的首標。 圖三B爲本發明之一資料結構說明，其中，該資料結 構組成有被連接至下個命令/來源緩衝器指標的首標。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I ΙΓ-----I--- I I I I I ci I ^ rllllm (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 477952 附件2Α:第891G777G號專利中請案中文說明書修正頁 民國9〇年12月修正 五、發明説明（ 圖三C爲本發明之一資料結構說明，其中，該資料結 構組成有被連接至來源資料指示器的首標。 圖三D爲本發明之一資料結構說明，其係儲存在鄰接 及非鄰接之命令/來源緩衝器指標的位置及分散來源緩衝 器中。 圖四爲說明圖一中非常詳細之主模式模組2 1 1之塊 狀圖。 圖五爲說明表現本發明之命令剖析器4 0 2之相關步 驟/狀態的流程圖。 圖六爲說明圖四中非常詳細之資料管理者4 0 1之塊 狀圖。 圖七爲說明表現圖六說明之D Μ狀態機器1 ( 6〇2 )之相關步驟/狀態的流程圖。 圖八爲說明表現圖六說明之D Μ狀態機器2 ( 6 0 3 )之相關步驟/狀態的流程圖。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 元件對照表 10 0 10 1 1 0 2 1 0 3 1〇4 :電腦系統 :積體處理電路 :周邊控制器 :唯讀記憶體 :隨機存取記憶體 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） -8- 477952 A7 B7 五、發明說明（6 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 〇 5 :處 理 單 元 1 〇 6 :記 憶 體 介 面 1 〇 7 :圖 形 / 顯 示 控 制 器 1 〇 8 :直 接 記 憶 體 存 取 控 制 器 1 〇 9 :編 碼 器 / 解 碼 器 介 面 1 1 〇 :並 聯 介 面 1 1 1 :串 聯 介 面 1 1 2 :輸 入 裝 置 介 面 2 〇 1 :中 央 處 理 單 元 介 面 單 元 2 〇 2 ••幀 緩 衝 器 2 〇 3 :鎖 相 迴 路 電 路 2 〇 4 :振 盪 器 2 〇 5 ••電 源 管 理 單 元 2 〇 6 :圖 形 機 構 2 〇 7 :記 憶 體 介 面 單 元 2 〇 8 :裝 置 控 制 器 2 〇 9 :看 平 面 板 介 面 2 1 〇 :陰 極 射 線 管 數 位 到 類 比 2 1 1 :主 要 模 式 模 組 4 〇 1 :資 料 管 理 者 4 〇 2 =命令 剖 析 器 4 〇 3 =命令 先 進 先 出 緩 衝 器 4 〇 4 :源 先 進 先 出 緩 衝 器 6 〇 1 :資 料 管 理 器 暫 存 器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝
ϋ ma— ^·ϋ I 一δ’- I ·ϋ ϋ I an ϋ n ·ϋ I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477952 A7 B7____ 五、發明說明（7 ) 6 0 2，6 0 3 :資料管理器狀態機器 6 0 4 :資料管理者先進先出緩衝器 發明詳細說明 在以下本發明之詳細說明中，許多特殊細節的提出係 爲了對本發明作全盤的瞭解。但是，即使沒有這些特殊細 節的提出，本發明仍是可實施的。在其他狀況中，爲人所 知之方法、程序、組件及電路並未以本發明非必要之模糊 不淸的觀點作詳細描述。在下列本發明之詳細描述中，說 明其應用之欄位涉及一圖形/顯示控制器，重要的是，本 發明也適用在涉及多資料路徑如通訊、核心邏輯、中央處 理單元（central processing unit, CPU )及其他等任何應用 上， 根據本發明，大型環狀的命令/來源緩衝器或命令/ 來源緩衝器（ command/source buffer，CSBUF )之鏈接索引 係作爲系統記憶體（如隨機存取記憶體1 0 4 )的一部份 以儲存命令，其中該命令係被圖形機構及聯結這些命令的 資料所執行。另一方面，系統記億體係用來儲存序列命令 及其資料。如此處理，相當少的命令及其資料將在任何予 許時間內作佇列排列。根據本發明，每個命令及其所聯結 之資料可在單一緩衝器或多緩衝器中儲存成資料結構。被 容納在命令緩衝器中之結構首標包括至少一計數欄位以指 示涉及結構之數個資料字（命令或資料）及一指示是否是 命令或資料涉入其中之索引欄位。結構首標進一步包括其 --Γ--------裝·丨丨丨丨丨Λ-丨訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- 477952 A7 ------_B7_五、發明說明（8) 他索引以助於它們的取回及儲存。例如， 存在非鄰接的記憶位置，一指標或許也包 中以指示儲存立即後隨之資料結構的系統 此，一對鏈接索引或許包括在首標中以指 例如資料結構之下個資料字）中一鏈接指 置中。 據此，一主要模式模組被使用在第一 料結構中。 取回與聯結 組內之適當 中提供命令 模式模組需 的數個命令 資料字儲存 主要模式模 此，可提供 基於自 資料結 的暫存 及其聯 要連續 。該主 於主要 組可修 一不需 資料結構取 構的命令或 器中，該主 結資料給圖 地監控在任 要模式模組 模式模組中 改成監控其 要經常過度 回的資訊， 資料並儲存 要模式模組 形機構。根 何時候儲存 亦需要監控 的記憶體位 他資訊，如 的主機中央 允許資 括在該 記憶體 示在資 標預期 次取回 該主要 在該主 接著在 據本發 在系統 及決定 置。按 鏈接指 處理單 量快速存取命令丨宁列的安排。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消費 合 作 社 印 製 現請參考圖一說明之例子，在一電腦系統 級圖上，本發明可據以施行或 系統1 0 0或可爲膝上型或手 腦系統1 0 0僅作爲示範，且 上型、一般用途型、嵌入型及 中 〇 實施。更特 持型電腦系 本發明可操 其他類型之 別的是 統。重 作在數 不同的 料結構儲 資料結構 位置。如 料結構（ 在預定位 及檢查資 模式模組 要模式模 處理過程 明，主要 記憶體中 對於下個 此應用， 標等。藉 元之高容 〇0之高 ，該電腦 要的是電 個包括桌 電腦系統 如圖一所不，電腦系統1 0 0爲一^高度整合系統，宜 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 I ΙΓ I 訂·!II----· 477952 A7 B7 五、發明說明（9) 包含積體處理電路1 〇 1 ，週邊控制器1 0 2 ，唯讀記憶 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 體（read only memory, ROM ) 1 0 3及隨機存取記憶體（ random access memory，RAM ) 1 0 4。此高整合機制允許 節省電源。若有以非積體處理電路1 〇 1提供之複合及/ 或高針數的週邊連繫的需要，電腦系統機制1 0 0或許也 包括一週邊控制器。 當週邊控制器1 0 2 —端連接於積體處理電路1 0 1 時，唯讀記憶體1 0 3及隨機存取記憶體1 0 4係連接於 其另一端。積體處理電路1 0 1包含處理單元1 0 5、記 憶體介面1 0 6、圖形/顯示控制器1 0 7、直接記憶存 取（direct memory access，DMA )控制器1 〇 8及包括編碼 / 解碼器（encoder/decoder，CODEC )介面 1 〇 9、並聯介 面1 10、串聯介面1 1 1、輸入裝置介面1 12及扁平 面板介面（flat panel interface, FPI ) 1 1 3的核心邏輯功 能。處理單元1 0 5整合一中央處理單元（central 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 processing unit，CPU )、 一 記憶管理單元（memory management unit, MMU )，其被連接至著指示/資料存取。 編碼/解碼器介面1 0 9提供了供音源及/或調解器連接 於積體處理電路1 0 1的介面•並聯介面1 1 〇允許如壓 縮驅動器、印表機等並聯輸入/輸出（input/output，I/O ) 裝置連接於積體處理電路1 0 1。串聯介面1 1 1提供了 供如通用非同步接收發射器（universal asynchronous receiver transmitter，UART )之串聯輸入/輸出裝置連接於 積體處理電路1 0 1的介面。輸入裝置介面1 1 2提供了 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 477952 A7 B7 五、發明說明（1〇) 供如鍵盤、滑鼠及接觸墊片之輸入裝置連接於積體處理電 路1 0 1的介面。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 直接記憶存取控制器1 0 8經由記憶體介面1 〇 6存 取儲存在隨機存取記憶體1 〇 4中的資料並提供資料給連 接於編碼/解碼器介面1 0 9、並聯介面1 1 0、串聯介 面1 1 1或輸入裝置介面1 1 2的週邊裝置。圖形/顯示 控制器1 0 7經由記憶體介面1 0 6自隨機存取記憶體 1〇4中要求及存取影像/圖形資料。圖形/顯示控制器 1 0 7接著處理資料，格式化被處理的資料，並傳送格式 化的資料至一如液晶顯示器（liquid crystal display，LCD ) 、 陰極射線管（cathode ray tube, CRT )或電視（ television，TV )監視益之顯不裝置上。在電腦系統1〇〇 中，一單一記憶匯流排係用來連接積體處理電路1 0 1至 唯讀記憶體1 0 3及隨機存取記憶體1 〇 4。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在此較佳實施例中，本發明係以圖形/顯示控制器 1〇7的部份施行，更爲精確，本發明係施行在圖形/顯 示控制器1 0 7之一組件的主要模式模組2 1 1中。現請 參考圖三詳細說明之圖形/顯示控制器1 〇 7。一般來說 ，圖形/顯示控制器1 0 7包含中央處理單元之介面單元 (CPU interface unit，CIF ) 2 〇 1、幀緩衝器 2 0 2、鎖 相迴路（phase lock loop，PLL )電路2 0 3、振盪器 2 0 4、電源管理單元（power managemnet unit，PMU ) 2 0 5、圖形機構（graphics engine，GE ) 2 0 6、記憶 體介面單元（memory interface unit, MIU ) 2 0 7、顯示 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 477952 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（11) 控制器 2 0 8、扁平面板介面（flat panel interface, FPI ) 2〇9、陰極射線管數位對類比轉換器（cUgUaMo-analog convener，D AC ) 210及主要模式模組211。中央處理 單元之介面單元2 0 1提供處理單元1 0 5及直接記憶存 取控制器1 0 8介面。據此，中央處理單元之介面單元 2 0 1路由自處理單元1 0 5欲達目的接收的需求及資料 。尤其是，中央處理單元之介面單元2 0 1傳送接收的註 冊讀/寫需求及從主機中央處理單元之處理單元1 0 5及 直接記憶存取控制器1 0 8至圖形/顯示控制器1 0 7之 適當模組的記憶讀/寫需求。例如，記憶讀/寫需求被傳 遞至輪流讀/.寫自/至幀緩衝器2 0 2之記憶體介面單元 2〇7中。中央處理單元之介面單元2 0 1也供應如聯繋 直接記憶存取控制器1 0 8以取得來自系統記憶體（如唯 讀記憶體1 0 3及隨機存取記憶體1 0 4 )之資料，且提 供資料給圖形機構2 0 6及記憶體介面單元2 0 7。再者 ，中央處理單元之介面單元2 0 1具有一在處理單元 105中由主機中央處理單元程式化之能源模式註冊器 （ power mode register, PMCSR )，以控制圖形/顯示控制器 1〇7之能源狀態。 幀緩衝器2 0 2係用來儲存和暫時緩衝一般之顯示影 像以供各種目的之用。振盪器2 0 4提供一參考計時訊號 給鎖相迴路電路2 0 3，其中，該鎖相迴路電路2 0 3在 圖形/顯示控制器1 0 7中輪流產生三種可程式化的鎖相 迴路計時訊號:鎖相迴路1，鎖相迴路2及鎖相迴路3以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 14 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·丨丨！ p丨訂·------！ 477952 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（12) 供不同模組之用。更甚，當計時訊號鎖相迴路1供圖形機 構2 0 6及記憶體介面單元2 0 7使用時，鎖相迴路2及 鎖相迴路3係供圖形機構2 0 6、顯示控制器2 0 8及扁 平面板介面2 0 9使用。電源管理單元2 0 5監視一與外 部訊號輸入密碼一起註冊在中央處理單元之介面單元 2〇1中能源模式註冊器以決定所需之能源狀態。依次’ 電源管理單元2 0 5能使或不能使不同模組同與一特定能 源狀態相關之不同模組之所需電源打開及電源關閉序列般 表現。圖形機構2 0 6基於主機中央處理單元所發出之命 令，處理儲存在幀緩衝器2 0 2中的圖形影像資料。在本 發明之下，主要模式模組2 1 1允許圖形機構2 0 6具快 速存取以佇列主機中央處理單元所發出的命令。 記憶體介面單元2 0 7控制自/至幀緩衝器2 0 2之 所有讀及寫的處置。如此的讀及寫需求或許來自於主機中 央處理單元、圖形機構2 0 6、顯示控制器2 0 8及扁平 面板介面2 0 9等。顯示控制器2 0 8經由記憶體介面單 元2 0 7自幀緩衝器2 0 2取回影像資料，並在輸出圖素 至扁平面板介面2 0 9及陰極射線管數位對類比轉換器 2 1 0前，連載該影像資料於圖素中。據此，顯示控制器 2 0 8產生所需之水平與垂直顯示計時訊號。若涉入之顯 示裝置爲液晶顯示器，來自顯示控制器2 0 8之圖素資料 在前往液晶顯示器前會被傳送至扁平面板介面2 0 9。扁 平面板介面2 0 9進一步以爲顯示而增加不同的彩色色澤 或灰黑顏色來處理這些資料。另外，依是否是使用薄膜電 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝
Μι *ϋ n« 1 一〆、 Hi I fl— ·ϋ 1 I %i. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 15 - 477952 A7 B7 五、發明說明（13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 晶體型（thin fUm transistor，TFT )液晶顯示器（也就是 主動陣列液晶顯不器）或超扭轉向列型（SUper twisted nemaUc，STN )液晶顯示器（也就是被動陣列液晶顯示器） ’扁平面板介面2 0 9格式化這些資料以符合顯示的樣式 。並且’在使用單色的液晶顯示器的情形下，扁平面板介 面2 0 9允許彩色的資料改變成爲單色的資料。相反地， 若顯示裝置爲陰極射線管，圖素資料比傳送至陰極射線管 先提供給陰極射線管數位對類比轉換器2 0。陰極射線管 數位對類比轉換器2 1 0從顯示控制器2 0 8變更數位圖 素資料爲類比紅綠藍訊號以顯不在陰極射線管監視器上。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現參考之圖三A至圖三D說明了根據本發明之資料結 構的不同實施例。圖三A說明了根據本發明之一資料結構 ，其組成係以數個資料字緊隨著（即鄰接）一首標。在此 較佳實施例中，每個首標與資料字有3 2位元長。在資料 結構中的每個資料子表現出的不是命令就是結合命令的資 料。命令及結合其之資料係儲存於相接的資料結構中。特 別地是命令可涉入多資料字（如三個資料字）中。且特別 地是結合命令的資料可少至1個字且多至1佰萬個字節。 如圖二A所不，每個首標（具有3 2位元）包含至少一計 數欄位及一索引欄位。該計數欄位指示在資料結構中具有 跟隨結構首標的數個資料字。該索引欄位指示出資料結構 是否涉及命令®是涉及資料。在該較佳實施例中，索引欄 位提供了在存有資料字之主要模式模組2 1 1內目標先進 先出的索引。因爲命令及文字儲存在分開的先進先出緩衝 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 477952 A7 _________ -______ B7 五、發明說明（14) 器（如命令先進先出緩衝器及來源先進先出緩衝器）中， 藉著檢查目標索引欄位，可決定是否涉入的是命令還是文 字。在本較佳實施例中，既然先進先出緩衝器是使用於儲 存資料結構的資料字，在資料結構的第一資料字爲第一資 料，且在資料結構的最後資料字爲最後資料。每個首標進 一步包括一鏈接欄位，其中，該鏈接欄位指示資料結構的 資料字是儲存在與首標相接的系統記憶體中之位置，還是 在與首標不相接的系統記憶體中之位置，還是在不同的源 資料緩衝器中，還是在不同位置（如在同不同的源資料緩 衝器中之不相接的位置）的組合中。如此，因資料結構可 儲存在命令/來源幀緩衝器的相接位置，在命令/來源緩 衝器的不相接位置或在不同的源資料緩衝器中，增加撓度 以供命令佇列。在一實施例中，源資料緩衝器可爲系統記 憶體的部份。在較佳實施例中，鏈接欄位爲一 2位元欄位 (鏈接命令及鏈接資料的位元），其中値“ 0 0 ”指示了 在允許在命令/來源緩衝器中緊隨著（即鄰接）首標的考 慮下資料結構的資料字，値“ 0 1 ”指示了儲存在分開的 源資料緩衝器中之資料結構的資料字，而値“ 1 1 ”則指 示了儲存在命令/來源緩衝器及分散源資料緩衝器中合倂 相接與不相接位置中之資料字。 在資料結構的資料字在考慮儲存在不相接位置之下的 情形中，下個命令/來源緩衝指標係供作指出資料字儲存 的下組的記憶位置之用，此下個命令/來源緩衝指標可置 於資料結構中的預定位置上。例如，在較佳實施例中，命 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17 -
-訂---------%| (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 477952 A7 _ B7 五、發明說明（15) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 令/來源緩衝指標位於直接跟隨首標的記憶位置中。如此 ’主要模式模組2 1 1可置於系統記憶中的下個資料結構 中。相似地’資料結構的資料字在考慮儲存在系統記憶中 之分開的源資料緩衝器中之下的情形中，源賓料指標係供 作指出來源緩衝器之用。此源資料指標可置於資料結構中 的預定位置上。例如，在較佳實施例中，在記憶位置中之 資料指標係跟隨著首標。並且，每個首標也可以包括用來 指示略過的圖形機構暫存器的訊號〇及訊號1欄位。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖三B說明了根據本發明之資料結構組成之首標跟隨 有下個命令/來源緩衝指標。如圖所示，下個命令/來源 緩衝指標提供一鏈接至儲存有考慮之下結合資料結構首標 之資料字之命令/來源緩衝器中的不相接位置。特別地是 ’糸口合适些資料子的首標提供在此位置。圖二c說明了根 據本發明之資料結構組成之首標跟隨有源資料指標。如圖 所示’該源資料指標提供一鏈接至考慮之下儲存有結合資 料結構首標之資料字之源資料緩衝器。圖三D說明了根據 本發明之儲存在相接與不相接命令/來源緩衝器位置及分 散源資料緩衝器（即圖三A至圖三C中之資料結構的合倂 )兩者之中的資料結構。更特別地是，圖三D所示之資料 結構可包括在如圖三A相接位置中之資料字，指出在儲存 如圖三B所示源資料指標之命令/來源緩衝器中不相接位 置的下個命令/來源緩衝指標，及指出命令/來源緩衝器 中另一不相接位置的下個命令/來源緩衝指標，其中，在 該位置中，指出分散源資料緩衝器之下個命令/來源緩衝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- 477952 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（16) 指標，其中，在該位置中，指出分散源資料緩衝器之下個 命令/來源緩衝指標係如圖三C被儲存。如此增右撓度以 供因允許一合倂有命令/來源緩衝器之命令/來源緩衝器 的鏈接名單命令佇列之用。 根據本發明，當來自處理單元1 0 5之主機中央處理 單元產生由圖形機構2 0 6執行之命令時，主機中央處理 單元需要格式化該命令及其結合之資料成上述之對應資料 結構。此格式化步驟應被簡化成該技藝中人的原始技能。 爲產生作爲每個資料結構的首標資訊，因此，主機中央處 理單元需要監視每個資料結構中的數個資料字以在資料結 構首標中產生計數欄位。主機中央處理單元也需要決定是 否跟隨之項目爲命令或資料以資料結構首標中產生適當的 索引欄位。主機中央處理單元需要決定是否資料結構在系 統記憶中是儲存在不相接的位置以明示資料結構首標中的 鏈接欄位。並且，主機中央處理單元也許必須監視如需要 產生如訊號0及訊號1附加欄位於首標中之其他變化。 再者，主要模式模組被要求去監視在任何所給時間裏 現存於系統記憶體中之資料結構的數量。爲參考目的，此 計數之後參考如c C〇u N T。資料結構計數 C COUNT有助於決定是否主要模式模組2 1 應被起 動去提供命令及/或結合命令之資料給圖形機構2 〇 6以 供處理之用。爲避免溢流及因而資料流失，主機中央處理 單元進一步被要求去監視在系統記憶體中現被佔用之所有 資料結構之資料字的總數量。被系統記憶體中資料結構佔 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ϋ ϋ n n I n an n 1 a··— n 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 19 477952 A7 --B7 五、發明說明（17) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之資料字總數量之後參考如B C〇U N T。藉比較 B C〇u n T及分配作爲相抵主要模式操作（命名爲 CSBUFSIZE )之系統記憶體的量，一溢流條件可被偵測出 °此資訊係用來作爲主要模式模組2 1 1的組件之用。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 現參考之圖四詳細說明了根據本發明之主要模式模組 2 1 1。如圖四所示，主要模式模組2 1 1包括資料管理 者4 〇 1、命令剖析器4 0 2、命令先進先出緩衝器 4 0 3及來源先進先出緩衝器4 0 4。一般而言，資料管 理者4 0 1經由中央處理單元之介面單元2 0 1自隨機存 取記憶體1 0 4中之命令/來源緩衝器中取得如圖三所述 之資料結構。.如早先所述，命令/來源緩衝器傾向作動如 系統記憶體之部份。在現在之實施例中，命令/來源緩衝 器的容量（也就是CSBUFSIZE )範圍可介於4 k X 3 2位 元至5 1 2 kX3 2位元間。資料管理者40 1接著傳遞 首標資訊給命令剖析器4 0 2，該命令剖析器4 0 2剖析 並詮釋首標資訊以決定有關資料結構的資訊，如所涉之資 料字數量、資料結構類型（即所涉是否爲命令或資料）’ 是否賦有鏈接欄位等。命令剖析器4 0 2接著提供詮釋的 資訊及產生的負載命令（L D C M D )訊號給資料管理者 4〇1。基於該詮擇之資訊，資料管理者 4 0 1負載來自資料結構的資料字至命令先進先出緩衝器 4〇3或來源先進先出緩衝器4 0 4其中之一。此負載係 表現在負載命令訊號之活動上。 在本較佳實施例中，命令先進先出緩衝器4 0 3及來 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20 - 477952 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（18) 源先進先出緩衝器4 0 4皆爲4 0位元寬及1 6位元深。 如此，當命令及資料爲3 2位元寬並載入命令先進先出緩 衝器4 0 3時，多出的8位元添加至每個3 2位元的命令 及資料上。該8位元的添加表現出來自對應結構首標的索 引欄位。藉此，當圖形機構2 0 6連續接收資訊時，可使 用該索引欄位（即標的記憶體位置）去決定是否所涉爲命 令或資料。 如其名稱，命令先進先出緩衝器4 〇 3係用來儲存由 圖形機構2 0 6所執行的命令。另一方面，來源先進先出 緩衝器4 0 4則係用來儲存結合該命令的資料。換言之， 命令及結合其之資料係儲存在分開的先進先出緩衝器中。 資料管理者4 0 1也以命令先進先出緩衝器4 0 3及來源 先進先出緩衝器4 0 4交換控制/狀態資訊。例如，資料 管理者4 0 1可能產生訊號給能選擇的或不能選擇的命令 先進先出緩衝器4 0 3或來源先進先出緩衝器4 0 4。命 令先進先出緩衝器4 0 3及來源先進先出緩衝器4 0 4可 監視現儲資料字的量並使該資訊改變至資料管理者4 0 1 。回應來自圖形機構2 0 6的可能訊號，命令先進先出緩 衝器4 0 3及來源先進先出緩衝器4 0 4輸出它們的內容 。相似地，圖形機構2 0 6也以命令先進先出緩衝器 4〇3及來源先進先出緩衝器4 0 4交換控制/狀態資訊 。例如，圖形機構2 0 6可傳送狀態訊號以決定在命令先 進先出緩衝器4 0 3及來源先進先出緩衝器4 0 4內儲存 之資料字的數量。在緊急狀況下，命令剖析器4 〇 2可能 IL---------·裝------Γ 訂·--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
477952 A7 ____B7_ _____ 五、發明說明（19) 產生中止訊號以停止命令先進先出緩衝器4 0 3及來源先 進先出緩衝器4 0 4的操作。 圖五爲說明命令剖析器4 0 2表現的相關步驟/狀態 之流程圖。在本較佳實施例中，圖五中的步騾/狀態係如 狀態機器的部份施行。步驟5 〇 5表現出I D L E狀態， 其中命令剖析器4 0 2監視狀態訊號G E E N、Μ Μ E N 及C COUNT以決定圖形機構2 Ο 6是否是在活動、主 要模式模組2 1 1是否能夠作動、及相對地是否有現儲在 系統記憶體中之資料結構。若圖形機構2 0 6在活動，主 要模式模組2 1 1則能夠作動，且至少有一圖形機構命令 儲存在系統記憶體中，命令剖析器4 0 2則明示並傳送命 令需求（CMDREQ)訊號以追蹤資料管理者40 1而 自系統記憶體中取得資料結構（如步驟5 1 0所示）。否 則，命令剖析器4 0 2將繼續監視狀態訊號G Ε Ε Ν、 Μ Μ Ε Ν及C C〇U Ν Τ。命令剖析器4 0 2接著等待明 示C M D R D Υ訊號（如步驟5 1 5所示）。在明示時， 命令需求訊號指示資料管理者4 0 1已經取得資料結構且 已經回報該資料結構首標給命令剖析器4 0 2。若命令準 備（C M D R D Υ )訊號尙未被明示，命令剖析器4 0 2 繼續在步驟5 1 0中等待。在命令準備訊號之後明示，命 令剖析器4 0 2剖析並詮釋結構首標（如步驟5 2 0所示 )。此意謂著如計數、索引、鏈接、訊號〇及訊號1之首 標欄位係分離並提供給資料管理者4 0 1的（如步驟 5 2 5所示）。在如步驟5 3 0中，命令剖析器4 0 2明 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
,· I ·ϋ ϋ ϋ n mmmmm 一 δτ I ϋ ϋ tmmm Βϋ 1 I ammB 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- 477952 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2Q) 示並傳送負載命令訊號給資料管理者4 0 1 °當明示時’ 命令準備訊號指示資料管理者4 0 1詮釋過的資訊已變更 以載入其暫存器中。 命令剖析器4 0 2接著監視以決定命令/資料在任何 理由下是否已經停止（如步驟5 3 5所示）。若是’命令 剖析器4 0 2重設它的內部計數器及暫存器（如步驟 5 5 0所示）並產生中止訊號給命令先進先出緩衝器 4〇3及來源先進先出緩衝器4 0 4。否則，相對地’命 令剖析器4 0 2等待直到資料管理者4 0 1完成負載來自 資料結構的命令或資料進入命令先進先出緩衝器4 〇 3或 來源先進先出緩衝器4 0 4中（如步驟5 4 0所示）。完 成資料傳遞時，資料管理者4 0 1宣告資料結構計數 C C〇U N T以反映現在少一資料結構儲存於系統記憶體 中並回到步驟5 0 5。 現參考之僵六詳細說明了資料管理者4 0 1。如圖六 所示，資料管理者4 0 1包括資料管理暫存器6 0 1、資 料管理狀態機器6 0 2、資料管理狀態機器6 0 3及資料 管理先進先出緩衝器6 0 4。一般而言，資料管理者 4 0 1負責取得儲存在系統記憶體之先進先出緩衝器中的 資料結構。在現在的實施例中，藉處理器使用在取得資料 結構，直接記憶存取傳遞模式被提供。然而，特別的是其 他資料傳遞模式也可被引用（如週邊組件互聯（P C I ) 匯流排主要模式）。當命令剖析器4 0 2明示命令需求訊 號以要求儲存在命令先進先出緩衝器的命令先進先出緩衝 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -23- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 ·ϋ ϋ · ϋ ϋ I n I I ϋ 477952 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ______B7___ 五、發明說明（21 ) 器時，資料管理狀態機器6 0 2反應從命令先進先出緩衝 器中取得具有命令之資料結構。資料管理狀態機器6 〇 2 傳送資料結構首標給命令剖析器4 0 2及資料結構保留的 部份（即資料字）給資料管理先進先出緩衝器6 〇 4。如 早先討論，命令剖析器4 0 2分離了首標的資訊欄位並傳 送它們回到資料管理者4 0 1以儲存在資料管理暫存器 6 0 1中。儲存在資料管理暫存器6 〇 1之資訊欄位被明 示以資料管理狀態機器6 0 2及6 0 3需要更新變化的計 數器，如 CCOUNT、 BCOUNT 及 ICOUNT 等 ，以控制如以下討論之標的。相對地，資料管理狀態機器 6〇3 —般是負責傳遞儲存在資料管理先進先出緩衝器 6 ◦ 4中的資訊按資訊涉及是命令還是結合命令的資料給 命令先進先出緩衝器4 0 3或來源先進先出緩衝器4 0 4 。圖七爲有關在資料管理狀態機器6 〇 2中步驟/狀態之 流程圖。在步驟7 0 5中，資料管理狀態機器6 0 2監視 以決定來自命令剖析器4 0 2的命令需求訊號是否已被明 示。如早先討論，當命令需求訊號被明示時，它將指示出 命令剖析器4 0 2已產生一需求給資料管理者4 0 1以自 系統記憶體的先進先出緩衝器中取回資料結構。若命令需 求訊號未被明示’資料管理狀態機器6 〇 2繼續監視命令 需求訊號並停留在步驟7 0 5。否則，資料管理狀態機器 6 0 2將產生一資料需求（D R E Q )訊號給直接記憶存 取控制器1 0 8以開始自先進先出緩衝器中取出資料結構 (如步驟7 1 〇所不）。如先前討論，在本實施例中，直 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
1 n n II 一一"J n an n ϋ H ϋ ϋ I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24- 477952 A7 B7 五、發明說明（22) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 接記憶存取傳遞模式係使用在取出資料結構。然後資料管 理狀態機器6 0 2等待資料結構的到達（如步驟7 1 5所 示）。當資料結構到達時，資料管理狀態機器6 0 2轉遞 資料結構的首標給命令剖析器4 0 2並明示命令需求訊號 去指示（如步驟7 2 0所示）。資料管理狀態機器6 0 2 接著監視負載命令訊號以決定命令是否已被命令剖析器 4〇2 (活動的）所剖析（如步驟7 2 5所示）。如早先 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 討論，當明示時，負載命令訊號指示剖析自標欄位改變以 載入資料管理暫存器6 0 1。此外’當負載命令訊號被明 示時，資料管理狀態機器6 0 2設定資料字計數 D C〇U N T爲値計數一 1及索引計數I COUNT爲索 引欄位的値。該資料字計數D C〇U N T係用來決定從先 進先出緩衝器取出之資料字的數量，也用來決定在資料結 構中所有的資料字是否已被取出。該索引計數 I C OUNT指出是命令先進先出緩衝器4 0 3還是來源 先進先出緩衝器4 0 4。在命令先進先出緩衝器4 0 3的 狀況下，在每一資料傳遞後，I C〇U N T所得之判斷爲 1。在來源先進先出緩衝器4 0 4的狀況下’ I C〇U N T不改變。 據此，當負載命令訊號被明示時，首標欄位被載入預 定之資料管理暫存器601中（如步驟730所示）。在 步驟7 3 5中，資料管理狀態機器6 〇 2檢查首標欄位以 決定任一下列狀況是否會發生：1 )索引欄位指出任何保 持位置（如步驟7 4 0所示），2 )命令先進先出緩衝器 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -25 - 477952 A7 B7 五、發明說明（23) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 〇 3或來源先進先出緩衝器4 〇 4不在儲存空間中（如 步驟7 4 5所示），3 )不再有來自現有資料結構中的資 料字（如步驟7 5 0所示）。 若索引欄位指出保持位置，將是一錯誤狀態，因爲它 意謂著1在資料結構中的資料字被認定被傳送至一保留的記 憶位置（如步驟7 4 0所示）。在此狀況下，資料管理狀 態機器6 0 2明示中止訊號（如步驟7 7 0所示）。資料 管理狀態機器6 0 2接著起動用來訊示資料管理狀態機器 6 0 3停止其資料傳遞操作的資料活動（DTACTIVE )訊 號（如步驟7 7 5所示）。如早先討論，計數 I C〇U N T.表現了供命令先進先出緩衝器4 Q 3用之變 化的儲存空間。當計數I C〇U N T到達〇時，它指示在 命令先進先出緩衝器4 0 3中不再有變化的儲存空間（如 步驟7 4 5所示）。在此狀況下，資料管理狀態機器 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 0 2明示終結緩衝（e〇B )訊號（如步驟7 8 0所示 )並起動資料活動訊號（如步驟7 7 5所示）。如先前討 論，計數D C〇U N T表現了現有在資料結構中的資料字 數量。當計數D C〇U N T到達〇時，它指示在現在的資 料結構中不有再有資料字被取出。在此狀況下，資料管理 狀態機益6 0 2明不終結命令（E〇C )訊號（如步驟 7 8 5所不）。在步驟7 8 5之後，資料管理狀態機器 6 0 2回到步驟7〇5 。 若無錯誤狀況’仍有變化之儲存空間，且仍有資料字 被取出’資料管理狀態機器6 0 2明示資料活動訊號以指 26 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 477952 A7
五、發明說明（24) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 不資料管理狀態機器6 〇 3應該始傳遞資料管理先進先出 緩衝器6 0 4中的資料字按由首標欄位索引所指示之目的 位釐給命令先進先出緩衝器4 0 3或來源先進先出緩衝器 4〇4 (如步驟7 5 5所示）。接下來，資料管理狀態機 器δ 〇 2實行以來自資料管理先進先出緩衝器6 〇 4中之 “新的”資料字並傳送曾儲存在資料管理先進先出緩衝器 δ 〇 4中之“舊的”資料字至命令先進先出緩衝器4 〇 3 或來源先進先出緩衝器4 0 4來負載資料管理先進先出緩 衝器6 0 4的任務（如步驟7 6 0所示）。當資料字自系 統記憶體之先進先出緩衝器中取出給資料管理先進先出緩 衝器6 0 4時，資料管理狀態機器6 0 2宣告計數 D C OUNT。再者，每次資料字自先進先出緩衝器中取 出給資料管理先進先出緩衝器6 0 4，資料管理狀態機器 6〇2將宣告計數B COUNT，該計數B COUNT表 現在系統記憶體之資料結構所接受的資料字總數量。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖八爲有關在資料管理狀態機器6 0 3中步驟/狀態 之流程圖。在步驟8 0 5中，資料管理狀態機器6 0 3監 視資料活動訊號以決定其是否被明示。若資料活動訊號未 被明示，資料管理狀態機器繼續它的監視。否則，資料管 理狀態機器6 0 3會產生可讀需求至資料管理先進先出緩 衝器6 0 4上（如步驟8 1 0所示）。接下來，資料管理 狀態機器6 0 3決定資料管理先進先出緩衝器6 0 4是否 是空的（如步驟8 1 5所示）。若資料管理先進先出緩衝 器6 0 4指示它是空的，資料管理狀態機器6 0 3將產生 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -27 - 477952 A7 _— _B7____ 五、發明說明（25) f請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 錯誤訊號去阻止資料的傳遞（.如步驟8 2 0所示）。若資 料管理先進先出緩衝器6 0 4不是空的，資料管理狀態機 器6 0 3接著決定（從索引欄位）所涉是否爲命令或資料 (如步驟8 2 5所示）。若所涉是命令，資料管理狀態機 器6 0 3將傳送一可用之訊號給命令先進先出緩衝器 4 0 3 (如步驟8 3 0所示）。是否命令先進先出緩衝器 4 0 3或來源先進先出緩衝器4 〇 4是有用的，資料管理 狀態機器6 0 3涉入監視以確認資料字自資料管理先進先 出緩衝器6 0 4中被傳遞至適當的先進先出緩衝器（命令 先進先出緩衝器4 0 3或來源先進先出緩衝器4 0 4 )( 如步驟8 4 0所示）。資料管理狀態機器6 〇 3接著宣告 計數I COUNT是否資料傳遞有到達命令先進先出緩衝 器403 (如步驟845所示）。 如_h所述’本發明之實施例中的系統、裝置及方法允 許高容量及快速存取命令佇列，而不需要過度依賴主機的 處理器。雖然本發明係用上述幾個特別實施例來說明，但 並不爲這些實施例所限制，但相關構想見以下之專利申請 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圍 範 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）