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G06F9/06GK1431629SQ0310303
公開日2003年7月23日 申請日期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 申請人:威盛電子股份有限公司