專利名稱：數(shù)據(jù)處理路徑選擇方法及使用該方法的圖形處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理路徑選擇方法及使用該方法的圖形處理器，尤指應(yīng)用于一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理路徑選擇方法及使用該方法的圖形處理器。
而上述的頂點(diǎn)運(yùn)算處理(vertex processing)中主要執(zhí)行兩種主要的處理步驟“轉(zhuǎn)換(transformation)”與“打光(lighting)”，用以分別得到可投射在屏幕空間(screenspace)的坐標(biāo)位置以及光影效果。而上述頂點(diǎn)運(yùn)算處理在早期的三維空間影像處理架構(gòu)(見圖2(a)所示的功能方塊示意圖)中，應(yīng)用程序20(AP)所產(chǎn)生的頂點(diǎn)資料交由中央處理單元21(CPU)來進(jìn)行處理，至于描繪成像(rendering)等后續(xù)動(dòng)作則由一專用的圖形處理器22來完成。但為求處理速度的增加，在后續(xù)發(fā)展出來的架構(gòu)(見圖2(b)所示的功能方塊示意圖)中，圖形處理器22中則直接整合有一專用的轉(zhuǎn)換與打光引擎221(T&L engine)來處理上述的”轉(zhuǎn)換(transformation)”與”打光(lighting)”步驟后再傳送到后續(xù)的描繪成像器222。而在微軟的定義下，上述的“轉(zhuǎn)換(transformation)”，與“打光(lighting)”步驟被一稱為頂點(diǎn)著色器(vertex shader)的轉(zhuǎn)換與打光引擎(T&Lengine)所完成。
但在資料量日益龐大的三維空間影像處理流程中，即使是具有專用的轉(zhuǎn)換與打光引擎，當(dāng)資料量過大時(shí)仍有處理速度過慢的擁塞現(xiàn)象發(fā)生，而如何改善此一常用手段的缺點(diǎn)，是發(fā)展本發(fā)明的主要目的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為一種數(shù)據(jù)處理路徑選擇方法，應(yīng)用于一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包含有一中央處理單元與一圖形處理器，該圖形處理器包含有一轉(zhuǎn)換與打光引擎，而該系統(tǒng)上執(zhí)行一應(yīng)用程序，該選擇方法則包含下列步驟接收由該應(yīng)用程序所產(chǎn)生的數(shù)個(gè)頂點(diǎn)資料；探測該中央處理單元的利用率；以及根據(jù)該中央處理單元利用率的大小來決定將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元或是送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行處理。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)處理路徑選擇方法，其中探測該中央處理單元利用率的方法為對(duì)該中央處理單元的指令流量進(jìn)行取樣。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明所述的數(shù)據(jù)處理路徑選擇方法，其中根據(jù)該中央處理單元利用率的大小來決定將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元或是送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行處理的方法方含下列步驟當(dāng)該中央處理單元利用率大于一門檻值時(shí)，將該等頂點(diǎn)資料送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行處理；以及當(dāng)該中央處理單元利用率小于該門檻值時(shí)，將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元進(jìn)行處理。
本發(fā)明的另一方面為一種圖形處理器，應(yīng)用于一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包含有一中央處理單元，而該系統(tǒng)上執(zhí)行一產(chǎn)生數(shù)個(gè)頂點(diǎn)資料的應(yīng)用程序，至于該圖形處理器包含一轉(zhuǎn)換與打光引擎，其將所接收到的頂點(diǎn)資料進(jìn)行轉(zhuǎn)換與打光處理后輸出；以及一路徑選擇單元，其信號(hào)連接至該中央處理單元與該轉(zhuǎn)換與打光引擎，其接收該應(yīng)用程序所產(chǎn)生的該等頂點(diǎn)資料并探測該中央處理單元的利用率，而根據(jù)該中央處理單元利用率的大小來決定將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元或是送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行轉(zhuǎn)換與打光處理。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明所述的圖形處理器，其中該路徑選擇單元對(duì)該中央處理單元的指令流量進(jìn)行取樣而得到該中央處理單元的利用率。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明所述的圖形處理器，其中該路徑選擇單元當(dāng)該中央處理單元利用率大于一門檻值時(shí)，將該等頂點(diǎn)資料送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行處理，而當(dāng)該中央處理單元利用率小于該門檻值時(shí)，則將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元進(jìn)行處理。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明所述的圖形處理器，其中該路徑選擇單元整合于一北橋芯片中。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明所述的圖形處理器，其中該路徑選擇單元以硬件方式完成。
根據(jù)上述構(gòu)想，本發(fā)明所述的圖形處理器，其中該路徑選擇單元以硬件方式完成。
圖2(a)(b)為常用技術(shù)中兩種三維空間影像處理架構(gòu)中進(jìn)行頂點(diǎn)運(yùn)算處理的部份功能方塊示意圖。
圖3為本發(fā)明為改善常用缺點(diǎn)所發(fā)展出來的較佳實(shí)施例功能方塊示意圖。
圖4(a)(b)為可將本發(fā)明技術(shù)手段應(yīng)用其上的兩種系統(tǒng)架構(gòu)功能方塊示意圖。
舉例來說，當(dāng)該中央處理單元32的利用率大于一門檻值時(shí)，表示中央處理單元32并未閑置，因此路徑選擇單元31便將當(dāng)時(shí)即將要輸出進(jìn)行處理的頂點(diǎn)資料送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎33進(jìn)行處理，而當(dāng)該中央處理單元32的利用率小于該門檻值時(shí)，則表示中央處理單元32處于閑置狀態(tài)，此時(shí)路徑選擇單元31可將當(dāng)時(shí)即將要輸出的頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元32進(jìn)行處理。如此一來，透過路徑選擇單元31的集中控制，本發(fā)明系統(tǒng)將可利用中央處理單元32及轉(zhuǎn)換與打光引擎33來達(dá)成轉(zhuǎn)換與打光的平行處理，進(jìn)而提高系統(tǒng)的處理速度。
而由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的架構(gòu)有許多變形，為能清楚表示出本發(fā)明技術(shù)手段應(yīng)用其上的作法，特在以下兩種系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行說明。請(qǐng)參見圖4(a)，其中中央處理單元32、北橋芯片34、南橋芯片35、圖形處理器36、區(qū)域內(nèi)存37與系統(tǒng)內(nèi)存38都以獨(dú)立芯片形式完成，而轉(zhuǎn)換與打光引擎33則設(shè)置于北橋芯片34與圖形處理器36的中，透過以硬件型式或硬件形式建置于北橋芯片34中的路徑選擇單元31的控制，由應(yīng)用程序30所產(chǎn)生而存放于系統(tǒng)內(nèi)存38中的該等頂點(diǎn)資料，便可送入當(dāng)時(shí)處理效率較高的路徑進(jìn)行運(yùn)算。但由于獨(dú)立芯片間大多透過傳輸速度較慢的總線接口來傳輸資料，效率仍有改善的空間。
請(qǐng)參見圖4(b)，其本發(fā)明技術(shù)手段可應(yīng)用其上的第二種系統(tǒng)架構(gòu)，其與第一系統(tǒng)架構(gòu)的最大不同處在于，至少有中央處理單元32、北橋芯片34、圖形處理器36、區(qū)域內(nèi)存37與系統(tǒng)內(nèi)存38都建置在同一芯片40上，此種架構(gòu)是未來趨勢而通常被稱為系統(tǒng)整合芯片(System On Chip，SOC)，如此一來，各功能方塊間便可以傳輸速度較快的內(nèi)部聯(lián)機(jī)來完成，而以更有效率的方式來完成上述的三維空間影像處理。
綜上所述，在資料量日益龐大的三維空間影像處理流程中，應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)手段將可在不大幅增加軟硬件成本的情況下，有效解決處理速度過慢的問題，進(jìn)而改善常用手段缺點(diǎn)，進(jìn)而有效達(dá)成發(fā)展本發(fā)明的主要目的。而本發(fā)明技術(shù)手段可廣泛應(yīng)用于如個(gè)人計(jì)算機(jī)、游戲主機(jī)等數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，在不脫離由附加的權(quán)利要求闡明的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種變化和替換。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)處理路徑選擇方法，應(yīng)用于一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包含有一中央處理單元與一圖形處理器，該圖形處理器包含有一轉(zhuǎn)換與打光引擎，而該系統(tǒng)上執(zhí)行一應(yīng)用程序，該選擇方法則包含下列步驟接收由該應(yīng)用程序所產(chǎn)生的數(shù)個(gè)頂點(diǎn)資料；探測該中央處理單元的利用率；以及根據(jù)該中央處理單元利用率的大小來決定將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元或是送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行處理。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理路徑選擇方法，其中探測該中央處理單元利用率的方法為對(duì)該中央處理單元的指令流量進(jìn)行取樣。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)處理路徑選擇方法，其中根據(jù)該中央處理單元利用率的大小來決定將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元或是送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行處理的方法包辦含下列步驟當(dāng)該中央處理單元利用率大于一門檻值時(shí)，將該等頂點(diǎn)資料送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行處理；以及當(dāng)該中央處理單元利用率小于該門檻值時(shí)，將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元進(jìn)行處理。
4.一種圖形處理器，應(yīng)用于一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包含有一中央處理單元，而該系統(tǒng)上執(zhí)行一產(chǎn)生數(shù)個(gè)頂點(diǎn)資料的應(yīng)用程序，至于該圖形處理器包含一轉(zhuǎn)換與打光引擎，它是將所接收到的頂點(diǎn)資料進(jìn)行轉(zhuǎn)換與打光處理后輸出；以及一路徑選擇單元，它是將信號(hào)連接至該中央處理單元與該轉(zhuǎn)換與打光引擎，它接收該應(yīng)用程序所產(chǎn)生的該等頂點(diǎn)資料并探測該中央處理單元的利用率，而根據(jù)該中央處理單元利用率的大小來決定將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元或是送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行轉(zhuǎn)換與打光處理。
5.如權(quán)利要求4所述的圖形處理器，其中該路徑選擇單元是對(duì)該中央處理單元的指令流量進(jìn)行取樣而得到該中央處理單元的利用率。
6.如權(quán)利要求4所述的圖形處理器，其中該路徑選擇單元是當(dāng)該中央處理單元利用率大于一門檻值時(shí)，將該等頂點(diǎn)資料送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行處理，而當(dāng)該中央處理單元利用率小于該門檻值時(shí)，則將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元進(jìn)行處理。
7.如權(quán)利要求4所述的圖形處理器，其中該路徑選擇單元是整合于一北橋芯片中。
8.如權(quán)利要求4所述的圖形處理器，其中該路徑選擇單元是以硬件方式完成。
9.如權(quán)利要求4所述的圖形處理器，其中該路徑選擇單元以硬件方式完成。
全文摘要
本發(fā)明為一種數(shù)據(jù)處理路徑選擇方法及使用該方法的圖形處理器，其應(yīng)用于一數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，該系統(tǒng)包含有一中央處理單元，該圖形處理器包含有一轉(zhuǎn)換與打光引擎以及一路徑選擇單元，而該系統(tǒng)上執(zhí)行一應(yīng)用程序，該選擇方法則包含下列步驟該路徑選擇單元接收由該應(yīng)用程序所產(chǎn)生的數(shù)個(gè)頂點(diǎn)資料并探測該中央處理單元的利用率；以及該路徑選擇單元根據(jù)該中央處理單元利用率的大小來決定將該等頂點(diǎn)資料送入該中央處理單元或是送入該轉(zhuǎn)換與打光引擎進(jìn)行處理。
文檔編號(hào)G06F9/06GK1431629SQ0310303
公開日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2003年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者林繼揚(yáng), 莊榮城, 顏清書 申請(qǐng)人:威盛電子股份有限公司