專利名稱：信號處理設(shè)備和娛樂設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及娛樂設(shè)備，其能夠執(zhí)行涉及多個類型的處理(涉及例如圖像或聲音的多媒體)的綜合處理，并且涉及娛樂設(shè)備的結(jié)構(gòu)部分。
背景技術(shù)：
隨著通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，例如數(shù)字廣播機頂盒或家庭服務(wù)器、鏈接多個家庭設(shè)備的娛樂設(shè)備正變得更加流行。
圖8是示出作為娛樂設(shè)備的例子的家庭服務(wù)器的結(jié)構(gòu)視圖。家庭服務(wù)器由例如CPU(中央處理單元)，GPU(圖形處理單元)，IPU(圖像處理單元)或SPU(聲音處理單元)的各個處理器單元，例如RAM(隨機訪問存儲器)的存儲器，網(wǎng)絡(luò)接口或例如硬盤設(shè)備的存儲設(shè)備構(gòu)成。各個處理器單元分別讀取和執(zhí)行指定計算機程序，從而實現(xiàn)各種功能，例如接收，解碼，壓縮，解壓縮通過網(wǎng)絡(luò)分布的數(shù)據(jù)，向家庭網(wǎng)絡(luò)分布數(shù)據(jù)，或發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)。
IPU是專用處理器單元，用于執(zhí)行例如壓縮數(shù)據(jù)的解壓縮或解碼的圖像處理，或圖像的高速過濾或匹配。GPU是用于呈現(xiàn)的處理器，可以被稱作″圖形引擎″。SPUout是用于處理聲音輸出、執(zhí)行聲音的濾波或效果的處理器單元。SPUin是用于執(zhí)行聲音輸入、執(zhí)行聲音頻帶限制處理或高速富立葉變換處理的處理器單元。
如此構(gòu)造的家庭服務(wù)器根據(jù)應(yīng)用程序在服務(wù)器內(nèi)建立各種功能。此后描述在用于游戲，視頻和聲音發(fā)布，以及圖像和聲音通信的應(yīng)用程序被應(yīng)用于家庭服務(wù)器的情況下家庭服務(wù)器的操作。
1.游戲CPU配合指定基本程序或操作系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)上的游戲服務(wù)器下載游戲程序和數(shù)據(jù)，并且接著在存儲設(shè)備中存儲如此下載的游戲程序和數(shù)據(jù)。CPU執(zhí)行存儲設(shè)備中存儲的游戲程序并產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)。接著，CPU向GPU和SPUout傳送那些圖像數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)。GPU根據(jù)圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生圖像，SPUout根據(jù)聲音數(shù)據(jù)產(chǎn)生聲音。用戶在觀聽產(chǎn)生的圖像和聲音的同時玩游戲，并且根據(jù)需要操作控制器等等。如此產(chǎn)生的操作數(shù)據(jù)通過IO被輸入到家庭服務(wù)器，并且影響游戲的進(jìn)展。
2.視頻和聲音發(fā)布CPU配合指定基本程序或操作系統(tǒng)從網(wǎng)絡(luò)上的視頻服務(wù)器下載視頻數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)，并且接著在存儲設(shè)備中存儲如此下載的視頻數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)。CPU讀取存儲設(shè)備中存儲的數(shù)據(jù)，執(zhí)行存儲器中記錄的指定程序，并且解碼視頻和聲音數(shù)據(jù)以產(chǎn)生視頻和聲音數(shù)據(jù)。接著，CPU向GPU和SPUout傳送視頻和聲音數(shù)據(jù)以通過GPU在顯示器上顯示視頻，并且通過SPUout從揚聲器等等輸出聲音。結(jié)果，用戶能夠觀聽視頻和聲音。
3.使用圖像和聲音的通信IPU處理由用戶使用例如數(shù)字?jǐn)z像機的成像設(shè)備拍攝的數(shù)字運動圖象。通過圖像處理執(zhí)行頻帶限制，運動搜索等等。CPU根據(jù)IPU的處理結(jié)果壓縮數(shù)字運動圖象，并且從IO向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送壓縮圖像。
當(dāng)擁有具有相同功能的家庭服務(wù)器的接收方從網(wǎng)絡(luò)接收上述壓縮視頻數(shù)據(jù)時，家庭服務(wù)器中的CPU執(zhí)行存儲器上的解壓縮程序以解壓縮接收的視頻數(shù)據(jù)，并且向IPU發(fā)送如此解壓縮的圖像。IPU對已經(jīng)進(jìn)行解壓縮的圖像執(zhí)行圖像處理以產(chǎn)生圖象質(zhì)量得到提高的視頻數(shù)據(jù)。通過GPU在顯示器上顯示由視頻數(shù)據(jù)導(dǎo)出的視頻。同樣地，聲音在發(fā)送端被壓縮，并且在接收端被解壓縮，通過SPUout從揚聲器等等輸出如此獲得的聲音。
與家庭服務(wù)器基本相同的操作被應(yīng)用于機頂盒，除了與外部設(shè)備的連接方式不同之外。
常規(guī)家庭服務(wù)器根據(jù)用戶要求，即要執(zhí)行的應(yīng)用程序的內(nèi)容有選擇地使用GPU，IPU，SPUout和SPUin。然而存在必須同時執(zhí)行多個類型的應(yīng)用程序的情況。例如，存在在用戶正玩游戲的同時需要進(jìn)行圖像通信的情況。在這個情況下，各個處理器單元需要執(zhí)行多段處理如下1)GPU對游戲執(zhí)行圖像生成，并且對圖像通信執(zhí)行圖像生成。
2)IPU執(zhí)行用于通信的輸入圖像處理和輸出圖像處理。
3)SPUout執(zhí)行游戲的輸出聲音處理，和通信的輸出聲音處理。
4)SPUin執(zhí)行游戲的輸入聲音處理，和通信的輸入聲音處理。
為了同時執(zhí)行圖像處理和圖像生成，或聲音輸出處理和聲音輸入處理，最簡單的解決方案是提供多個IPU，以及提供多個GPU和SPU。然而在這種情況下，如果不同時執(zhí)行多個類型的處理，即只執(zhí)行單個處理，則不使用許多資源，這是非常低效的。另一方面，如果在單處理器單元中執(zhí)行多個類型的處理，則出現(xiàn)以下問題。
1)缺乏性能例如，在通過通用處理器單元執(zhí)行由IPU處理的圖像處理的情況下，圖像處理的計算量是巨大的，并且計算量因要處理的圖像的類型或處理的內(nèi)容而產(chǎn)生極大的變化，結(jié)果，計算單元的數(shù)量對于計算量而言是不足的。并且，由于使用單處理器，不允許多個訪問。結(jié)果，不能獲得足夠性能，并且不能同時執(zhí)行多個類型的處理。
2)難以估計性能在由單處理器單元執(zhí)行多個類型的處理的模式下，這種處理應(yīng)當(dāng)是分時處理。為此，在這個模式下，由于一個處理所需的時間段的變化影響另一處理，存在單個處理的估計處理時間段不同于實際處理時間段的情況。并且，使用單處理器的處理中的高速緩存命中失誤頻率顯著不同于使用多個處理器(使用公共的相同資源)的處理，因此，難以估計該模式的性能。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述情況提出了本發(fā)明，因此本發(fā)明的一個目的是提供一種娛樂設(shè)備，其能夠高效和高可靠性地執(zhí)行多個類型的處理，以及提供該娛樂設(shè)備的結(jié)構(gòu)部分。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種娛樂設(shè)備，包含信號處理設(shè)備，和向信號處理設(shè)備提供信號處理要求的主設(shè)備。
信號處理設(shè)備包含通用信號處理器，管理處理器和輸入/輸出接口。通用信號處理器由部件處理器的組件構(gòu)成。每個通用信號處理器分別能夠在獨立于其它部件處理器的操作環(huán)境下并行操作。輸入/輸出接口從外部設(shè)備或任何一個部件處理器輸入要處理信號，并且向外部設(shè)備或任何一個部件處理器輸出處理的信號。管理處理器根據(jù)從主處理器提供的信號處理要求設(shè)置各個部件處理器的操作環(huán)境，并且根據(jù)信號處理要求控制輸入/輸出接口切換用于接收通過輸入/輸出接口輸入的要處理信號的部件處理器，或用于輸出處理的信號的部件處理器。
在如此構(gòu)造的娛樂設(shè)備中，由于能夠根據(jù)信號處理的要求的類型和/或數(shù)量改變各個部件處理器的操作環(huán)境，因此甚至能夠在相同硬件結(jié)構(gòu)中執(zhí)行多個類型的處理。并且，由于各個部件處理器能夠通過輸入/輸出接口彼此連接，因而，通過相互使用多個類型的信號處理結(jié)果，能夠在部件處理器中間執(zhí)行配合處理。并且，易于處理其中交錯有例如圖像數(shù)據(jù)或聲音數(shù)據(jù)的多個類型的數(shù)據(jù)的輸入/輸出信號。另外，由于每個部件處理器獨立操作，各個處理性能的估計變得容易，因為一個部件處理器的處理性能不影響其它部件處理器的處理性能。
在本發(fā)明的其它方面，可以通過與網(wǎng)絡(luò)的連接從外部服務(wù)器等等接收數(shù)字信息，以確定信號處理要求的類型和/或數(shù)量。在這種情況下，娛樂設(shè)備還包含允許與計算機網(wǎng)絡(luò)的連接的網(wǎng)絡(luò)接口，和用于存儲計算機可讀的數(shù)字信息的存儲裝置。接著，主處理器控制網(wǎng)絡(luò)接口，從外部設(shè)備獲得數(shù)字信息，并且在存儲裝置中存儲獲得的數(shù)字信息。主處理器還根據(jù)數(shù)字信息向信號處理設(shè)備中的管理處理器提供存儲的數(shù)字信息和信號處理要求，從而構(gòu)造用于娛樂處理的操作環(huán)境，其中根據(jù)一個或多個部件處理器上的數(shù)字信息來確定該娛樂處理的內(nèi)容。
在如此可連接到網(wǎng)絡(luò)的娛樂設(shè)備中，最好是，主處理器通過管理處理器在一或多個部件處理器上構(gòu)造用于娛樂處理的操作環(huán)境，當(dāng)接收其它數(shù)字信息時，主處理器根據(jù)不同數(shù)字信息將已經(jīng)構(gòu)造的操作環(huán)境重構(gòu)為新操作環(huán)境。
數(shù)字信息可以由例如能夠分別實現(xiàn)所需功能的多個類型的應(yīng)用程序構(gòu)成。在這種情況下，管理處理器被構(gòu)造成向各個部件處理器分配功能，并且從存儲設(shè)備讀取用于執(zhí)行所分配功能的應(yīng)用程序以加以執(zhí)行。從防止分配給所涉及的部件處理器的處理被其它部件處理器的處理掛起的角度出發(fā)，每個部件處理器進(jìn)行操作以單獨執(zhí)行實現(xiàn)所分配功能的應(yīng)用程序，直到另一個要求被提供給管理處理器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種可作為娛樂設(shè)備的信號處理設(shè)備。信號處理設(shè)備包括通用信號處理器和管理處理器。通用信號處理器由部件處理器的組件構(gòu)成，并且每個部件處理器能夠分別在獨立于其它部件處理器的操作環(huán)境下操作，管理處理器能夠根據(jù)信號處理要求任意改變各個部件處理器的操作環(huán)境。
在使得信號處理設(shè)備適合于配合外部設(shè)備獲得各種信號處理的期望用途的另一個方面，信號處理設(shè)備還包含輸入/輸出接口，其從外部設(shè)備或任何一個部件處理器輸入要處理信號，并且輸出已經(jīng)處理的信號到外部設(shè)備或任何一個部件處理器。在這種情況下，管理處理器根據(jù)信號處理要求控制輸入/輸出接口以便切換用于接收要處理的輸入信號的部件處理器，和用于輸出處理的信號的部件處理器。輸入/輸出接口包含例如外部設(shè)備和任何一個部件處理器，或能夠有選擇地彼此連接部件處理器的交叉開關(guān)，或包含外部設(shè)備和任何一個部件處理器，或能夠有選擇地彼此連接部件處理器的復(fù)用總線。
在一個最優(yōu)實施例中，局部存儲器被布置在每個部件處理器中，并且部件處理器要處理信號或信號處理結(jié)果被存儲在每個部件處理器的局部存儲器中，直到局部存儲器中存儲的信號或結(jié)果能夠被輸出到輸入/輸出接口。
通用信號處理器，管理處理器和輸入/輸出接口可以由容納在一個封殼(package casing)中的信號處理設(shè)備組成。封殼至少由第一連接接口和第二連接接口形成，第一連接接口允許與提供信號處理要求到管理處理器的設(shè)備連接，第二連接接口允許與針對輸入/輸出接口接收和發(fā)送信號的外部設(shè)備連接。


通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述可以更加全面地理解本發(fā)明的上述和其它目的，特性和優(yōu)點，其中圖1的結(jié)構(gòu)圖示出了應(yīng)用本發(fā)明的家庭服務(wù)器；圖2的結(jié)構(gòu)圖示出了構(gòu)成信號處理設(shè)備的各個部件處理器；圖3的說明性圖例示出了同時執(zhí)行多個類型的應(yīng)用程序的狀態(tài)；圖4的說明性圖例示出了當(dāng)多個應(yīng)用程序被部件處理器轉(zhuǎn)接和執(zhí)行時的麻煩狀態(tài)；圖5的說明性圖例示出了當(dāng)同時執(zhí)行多個類型的應(yīng)用程序時相同處理被分配給每個部件處理器的狀態(tài)；圖6的說明性圖例表明在圖5的處理模式中沒有出現(xiàn)問題；圖7的圖例示出了信號處理設(shè)備的另一個結(jié)構(gòu)例子；而圖8的結(jié)構(gòu)圖示出了常規(guī)家庭服務(wù)器。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
(娛樂設(shè)備家庭服務(wù)器的結(jié)構(gòu))參照圖1，其中示出了作為娛樂設(shè)備的例子的家庭服務(wù)器的結(jié)構(gòu)圖。
通過這種方式構(gòu)造家庭服務(wù)器1，使得根據(jù)本發(fā)明的信號處理設(shè)備10，安裝在板上的CPU 11和存儲器12，以及作為網(wǎng)絡(luò)接口的例子的IO(輸入/輸出)13被連接到公共總線B。IO 13能夠與例如因特網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)連接，并且也與例如硬盤設(shè)備的存儲設(shè)備14連接。
CPU 11，存儲器12和IO 13(作為硬件)由與上述常規(guī)家庭服務(wù)器的部分相同的部分組成。在存儲器12中，存儲CPU 11可讀的控制程序(操作系統(tǒng)等等)，和各種可執(zhí)行程序(壓縮，解壓縮，編碼，解碼和其它實用程序)。CPU 11根據(jù)那些程序控制信號處理設(shè)備10和IO13，以構(gòu)造用于娛樂處理的各種應(yīng)用程序的執(zhí)行環(huán)境。
信號處理設(shè)備10充當(dāng)所謂的通用處理電路，其根據(jù)要求的類型和/或數(shù)量改變其結(jié)構(gòu)(操作環(huán)境)，以配合與硬件可互換的應(yīng)用程序有選擇地執(zhí)行多個類型的處理。用于實現(xiàn)上述操作的硬件結(jié)構(gòu)在附圖中示出。即，管理處理器101，內(nèi)部存儲器102和通用信號處理器103連接到一個封殼內(nèi)的內(nèi)部總線B10，并且通用信號處理器103與作為輸入/輸出接口的例子的交叉開關(guān)104連接。
管理處理器101讀取和執(zhí)行內(nèi)部存儲器102中記錄的管理程序，以控制包含信號處理設(shè)備10的內(nèi)部總線B10的各個部分的操作，通過公共總線B發(fā)送的數(shù)據(jù)等等，并且配合CPU 11執(zhí)行家庭服務(wù)器的一部分功能。并且，管理處理器101執(zhí)行從CPU 11傳送的程序，并且將發(fā)送自CPU 11的部分或所有程序傳送到通用信號處理器103。可選地，管理處理器101可以具有鑒別要處理的內(nèi)容，通過公共總線B從存儲器12獲得和執(zhí)行所需程序的功能。
通用信號處理器103由4個部件處理器103A到103D的組件構(gòu)成，其能夠在彼此獨立的操作環(huán)境下操作。在本說明書中，″彼此獨立的操作環(huán)境″是指操作環(huán)境不依賴其它部件處理器的操作環(huán)境?？梢圆僮鲀蓚€或更多處理器，使得兩個部件處理器同時并行處理相同內(nèi)容。并且，任何一個部件處理器可以配合另一個處理器操作。
如圖2所示，構(gòu)造每個部件處理器103A到103D，使得控制部分CN根據(jù)局部存儲器LM中記錄的數(shù)字信息控制計算部分CL執(zhí)行計算，并且計算結(jié)果被臨時存儲在局部存儲器LM中。計算的內(nèi)容取決于數(shù)字信息的內(nèi)容。例如，由部件處理器103A到103D執(zhí)行圖像處理計算，聲音處理計算，通信處理計算等等。
數(shù)字信息包含例如從管理處理器101傳送的程序和數(shù)據(jù)，或通過由部件處理器本身請求管理處理器101而獲得的程序和數(shù)據(jù)。從管理處理器101發(fā)送的程序和數(shù)據(jù)包含由管理處理器101本身獲得的程序和數(shù)據(jù)，以及被CPU 11已經(jīng)傳送到存儲器12并且由管理處理器101進(jìn)一步傳送的程序和數(shù)據(jù)。
通過交叉開關(guān)104在各個部件處理器103A到103D之間相互接收和發(fā)送由各個部件處理器103A到103D執(zhí)行的處理結(jié)果。根據(jù)程序的內(nèi)容，存在這樣的模式，其中已經(jīng)處理程序和數(shù)據(jù)的部件處理器臨時存儲處理結(jié)果，并且接收處理結(jié)果的另一個部件處理器從內(nèi)部存儲器102拾取處理結(jié)果。
當(dāng)如上所述通用信號處理器103由部件處理器103A到103D的組件構(gòu)成時，不同類型的處理或功能能夠被分配給每個部件處理器。由于能夠自由選擇分配方式，減少了資源浪費。常規(guī)專用處理器不能實現(xiàn)上述靈活方式的處理?？梢愿鶕?jù)娛樂處理所需的格式和性能確定構(gòu)成通用信號處理器103的部件處理器的數(shù)量。
交叉開關(guān)104可以由設(shè)計用于半導(dǎo)體芯片的小尺寸交叉開關(guān)組成。交叉開關(guān)104指定輸入和輸出線的交叉點的地址，以任意切換輸入和輸出線的連接?？梢宰鳛镃PU 11的初始處理事先執(zhí)行地址的指定，或可以由管理處理器101ā根據(jù)要執(zhí)行的處理的內(nèi)容來進(jìn)行地址指定。并且，在分配給信號處理設(shè)備10的通用信號處理器103的處理期間可以直接由該通用信號處理器103進(jìn)行地址指定，或可以通過請求管理處理器101或CPU 11來進(jìn)行地址指定。
交叉開關(guān)104也被設(shè)計成通過例如USB(通用串行總線)、能夠自動識別設(shè)備類型的接口分別與例如顯示器15，攝像機16，揚聲器17，話筒18-或游戲控制器19(作為外部設(shè)備的例子)的外部設(shè)備連接。
為舉例的目的描述圖1的總線結(jié)構(gòu)，并且不同于圖1示出的結(jié)構(gòu)的各種結(jié)構(gòu)能夠被用于實現(xiàn)本發(fā)明。例如，可以對本發(fā)明應(yīng)用其中信號處理設(shè)備10內(nèi)的內(nèi)部總線B10和交叉開關(guān)104彼此集成的結(jié)構(gòu)，或其中公共總線B，內(nèi)部總線B1和交叉開關(guān)104彼此集成的結(jié)構(gòu)。
(家庭服務(wù)器的操作)現(xiàn)在描述如此構(gòu)造的家庭服務(wù)器1的操作。在本說明書中，為了方便說明，將描述已經(jīng)參照常規(guī)例子描述的用于游戲，視頻發(fā)布，和圖像和聲音通信的家庭服務(wù)器的操作例子。
1.游戲下面描述通過家庭服務(wù)器1執(zhí)行游戲程序的過程。
CPU 11讀取存儲器12中記錄的控制程序和執(zhí)行形式的程序，并且配合那些程序?qū)⑿盘柼幚碓O(shè)備10的配置(操作環(huán)境)改變成用于進(jìn)行游戲的配置。在這個情況下，允許執(zhí)行形式的部分或所有程序到達(dá)信號處理設(shè)備10的內(nèi)部存儲器102。
在信號處理設(shè)備10中，管理處理器101根據(jù)內(nèi)部存儲器102的程序估計游戲的負(fù)載和要處理的內(nèi)容。接著，管理處理器101根據(jù)估計結(jié)果確定要操作的部件處理器的數(shù)量，并且在那些部件處理器中構(gòu)造游戲的操作環(huán)境。
例如，在游戲伴隨有作為內(nèi)容的圖像和聲音，并且需要執(zhí)行圖像生成，圖像處理和聲音輸出處理的情況下，管理處理器101向第一和第二部件處理器103A和103B傳送圖像生成程序，向第三部件處理器103C傳送圖像處理程序，并且向第四部件處理器103D傳送聲音輸出程序，以便使各個程序可執(zhí)行。
CPU 11接著控制IO 13以便從網(wǎng)絡(luò)上的游戲服務(wù)器(未示出)下載游戲程序和數(shù)據(jù)，并且接著在存儲設(shè)備14中存儲游戲程序和數(shù)據(jù)。
當(dāng)完成下載時，CPU 11讀取存儲設(shè)備14中存儲的游戲程序并且執(zhí)行游戲程序。在這個情況下，CPU 11通過內(nèi)部總線B10向第一和第二部件處理器103A和103B傳送圖像數(shù)據(jù)，并且通過內(nèi)部總線B10向第四部件處理器103D傳送聲音數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生圖像和聲音。
第一和第二部件處理器103A和103B中產(chǎn)生的圖像通過內(nèi)部總線B10被傳送到第三部件處理器103C，接著進(jìn)行例如濾波的后處理，并且此后從交叉開關(guān)104輸出到顯示器15。通過交叉開關(guān)104從揚聲器17輸出由第四部件處理器103D產(chǎn)生的聲音。由管理處理器101控制內(nèi)部總線B10和交叉開關(guān)104。
用戶在觀聽如此產(chǎn)生的圖像和聲音的同時玩游戲，并且根據(jù)根據(jù)需要操作游戲控制器19等等。通過操作游戲控制器19而獲得的操作數(shù)據(jù)影響正由CPU 11執(zhí)行的游戲程序的進(jìn)程。
2.視頻和聲音發(fā)布下面描述通過家庭服務(wù)器1觀聽視頻和聲音的過程。
配合存儲器12中記錄的控制程序和執(zhí)行形式的程序，CPU 11將信號處理設(shè)備10的配置改變成用于進(jìn)行視頻發(fā)布的配置。在這個情況下，允許執(zhí)行形式的部分或所有程序到達(dá)信號處理設(shè)備10的內(nèi)部存儲器102。
在信號處理設(shè)備10中，管理處理器101根據(jù)內(nèi)部存儲器102的程序估計整個處理的負(fù)載和處理的類型，并且確定要操作的部件處理器的數(shù)量，以及構(gòu)造用于那些部件處理器中的視頻和聲音發(fā)布的操作環(huán)境。
例如，在圖像處理的負(fù)載相對于要分布的視頻的圖像生成而言相對較大的情況下，管理處理器101通過內(nèi)部總線B10向第一部件處理器103A傳送圖像生成程序，通過內(nèi)部總線B10向第二和第三部件處理器103B和103C傳送圖像處理程序，并且通過內(nèi)部總線B10向第四部件處理器103D傳送聲音輸出程序，以便使各個程序可執(zhí)行。
CPU 11接著控制IO 13以便從網(wǎng)絡(luò)上的視頻服務(wù)器(未示出)下載視頻和聲音數(shù)據(jù)，接著在存儲設(shè)備14中存儲視頻和聲音數(shù)據(jù)。當(dāng)完成下載時，CPU 11在從存儲設(shè)備14讀取視頻和聲音數(shù)據(jù)的同時根據(jù)執(zhí)行形式的程序解碼和解壓縮視頻和聲音，從而執(zhí)行視頻數(shù)據(jù)和聲音數(shù)據(jù)。接著，CPU 11通過內(nèi)部總線B10向第二和第三部件處理器103B和103C傳送視頻數(shù)據(jù)，并且使視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過例如濾波的后處理，從而產(chǎn)生視頻。CPU 11也產(chǎn)生標(biāo)題和用戶接口圖像數(shù)據(jù)，并且通過內(nèi)部總線B10向第一部件處理器103A發(fā)送標(biāo)題和用戶接口圖像數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生標(biāo)題和用戶接口圖像。CPU 11進(jìn)一步產(chǎn)生通過內(nèi)部總線B10從第二和第三部件處理器103B和103C到第一部件處理器103A的視頻數(shù)據(jù)，并且混合視頻數(shù)據(jù)和標(biāo)題和用戶接口圖像以通過交叉開關(guān)104向顯示器15輸出混合數(shù)據(jù)。CPU 11通過內(nèi)部總線B10向第四部件處理器103D發(fā)送聲音數(shù)據(jù)，并且通過交叉開關(guān)104向揚聲器17輸出聲音數(shù)據(jù)。類似地，在這種情況下，由管理處理器101控制內(nèi)部總線B10和交叉開關(guān)104。通過上述處理，用戶能夠觀聽視頻和聲音。
3.圖像和聲音通信下面描述家庭服務(wù)器1使用圖像和聲音進(jìn)行通信的過程。假定根據(jù)這個實施例的家庭服務(wù)器1通過網(wǎng)絡(luò)連接到發(fā)送和接收側(cè)。
在發(fā)送和接收側(cè)的每一側(cè)的家庭服務(wù)器1中的CPU 11根據(jù)例如來自未示出的輸入設(shè)備或游戲控制器19的指令，配合存儲器12中記錄的各種程序?qū)⑿盘柼幚碓O(shè)備10的配置改變成圖像和聲音通信配置。在這個情況下，允許存儲器12中存儲的部分或所有程序通過公共總線B和內(nèi)部總線B10到達(dá)信號處理設(shè)備10的內(nèi)部存儲器102。
在信號處理設(shè)備10中，管理處理器101根據(jù)內(nèi)部存儲器102的程序估計整個處理的負(fù)載和處理的類型，并且確定要操作的部件處理器的數(shù)量，以及構(gòu)造用于那些部件處理器中的圖像和聲音發(fā)布的操作環(huán)境。
例如，管理處理器101通過內(nèi)部總線B10向第一部件處理器103A傳送圖像生成程序，通過內(nèi)部總線B10向第二部件處理器103B傳送圖像處理程序，通過內(nèi)部總線B10向第三部件處理器103C傳送聲音輸出程序，并且向第四部件處理器103D傳送聲音輸入程序，以便使各個程序可執(zhí)行。
發(fā)送端的家庭服務(wù)器1的CPU 11通過交叉開關(guān)104掃描由攝像機16拾取的圖像，并且對第二部件處理器103B進(jìn)行圖像處理。上述圖像處理執(zhí)行頻帶限制，運動搜索等等。CPU 11通過內(nèi)部總線B10和公共總線B接收第二部件處理器103B進(jìn)行的圖像處理的結(jié)果，根據(jù)圖像處理結(jié)果壓縮拾取的圖像，此后從IO 13向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送壓縮的拾取圖像。
接收端的家庭服務(wù)器1從網(wǎng)絡(luò)接收壓縮視頻數(shù)據(jù)，并且通過CPU11的處理解壓縮接收的視頻數(shù)據(jù)。接著，家庭服務(wù)器1通過公共總線B和內(nèi)部總線B10向第一部件處理器103A傳送解壓縮的圖像，并且在顯示器15上顯示通過經(jīng)由交叉開關(guān)104的傳送而獲得的視頻。
通過交叉開關(guān)104從話筒18向發(fā)送端的家庭服務(wù)器1輸入聲音，并且通過第四部件處理器103D執(zhí)行聲音處理。CPU 11通過內(nèi)部總線B10和公共總線B獲得由第四部件處理器103D處理的信息，使用處理的信息壓縮聲音，并且通過IO 13向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送壓縮的聲音。
接收端的家庭服務(wù)器1從網(wǎng)絡(luò)接收壓縮的聲音數(shù)據(jù)，并且在存儲設(shè)備14中存儲接收的聲音數(shù)據(jù)。CPU 11解壓縮存儲設(shè)備14中存儲的聲音數(shù)據(jù)，通過內(nèi)部總線B10向第三部件處理器103C傳送解壓縮的圖像，接著顯示通過經(jīng)由交叉開關(guān)104的傳送而獲得的視頻。類似地，在這種情況下，由管理處理器101控制內(nèi)部總線B10和交叉開關(guān)104。
在上述例子中，在說明中假定通過由管理處理器101向相應(yīng)部件處理器傳送已經(jīng)從CPU 11傳送的用于各個部件處理器的程序，并且執(zhí)行傳送的程序，在各個部件處理器中形成用于游戲的操作環(huán)境，用于視頻和聲音發(fā)布的操作環(huán)境，和用于圖像和聲音通信的操作環(huán)境?？蛇x地，用于各個部件處理器的程序可以由管理處理器101本身從存儲器12讀取和傳送。類似地，可以由管理處理器101從存儲器12讀取和傳送由各個部件處理器103A到103D處理的數(shù)據(jù)，或可以通過由部件處理器103A到103D請求管理處理器101來獲得。
4.多個類型的應(yīng)用程序的同時執(zhí)行例如，在同時執(zhí)行如上所述的游戲和圖像和聲音通信的情況下，當(dāng)通過圖3所示的時分方式轉(zhuǎn)接那些應(yīng)用程序的組合時，可能存在這樣的缺點，即如果延長用于游戲或圖像和聲音通信的一個處理時間段，則另一個處理時間段變得不足。例如，最初安排的用于通信圖像處理的時間段變短，或不能執(zhí)行通信圖像處理。圖4中由斜線指示的部分示出了這個狀態(tài)(通信圖像處理較短的狀態(tài))。
為消除上述缺點，在這個實施例中，如圖5所示，各個部件處理器103A到103D只執(zhí)行用于執(zhí)行分配給各個部件處理器103A到103D的功能的程序，直到另一個要求，即另一個應(yīng)用程序(程序等等)的指令被從管理處理器101指定。即，各個部件處理器始終被相同應(yīng)用程序使用。
對于上述方式，即使處理時間段改變，由于能夠如圖6-所示在相同應(yīng)用程序中均衡處理時間段的負(fù)載，總處理時間段仍然能夠在指定時間段內(nèi)。
如上所述，根據(jù)這個實施例的家庭服務(wù)器1，根據(jù)所需性能動態(tài)改變通用信號處理設(shè)備10的配置(操作環(huán)境)，并且信號處理設(shè)備10能夠有選擇地或同時執(zhí)行例如圖像生成，圖像處理或聲音輸入/輸出處理的各個處理中的某些處理。從而實現(xiàn)高效信號處理。
并且，由于各個部件處理器103A到103D獨立操作以便不受其它處理的影響，因此易于估計各個處理的性能。當(dāng)相對大容量的用于臨時存儲處理結(jié)果的局部存儲器被加到每個部件處理器中以便抑制執(zhí)行多個部件處理器的協(xié)同處理時的存儲器訪問開銷時，易于估計各個處理的性能。
另外，易于在例如圖像，圖像或聲音的輸入和輸出的多個類型的處理之間傳送處理結(jié)果，并且易于處理交錯有例如圖像數(shù)據(jù)或聲音數(shù)據(jù)的多個類型的數(shù)據(jù)的輸入和輸出。結(jié)果，容易地實現(xiàn)了通過多個功能的同時形成而進(jìn)行的各種表示模式的多媒體內(nèi)容的生成，和高級圖像處理。另一方面，通過同時操作所有部件處理器103A到103D，能夠高速執(zhí)行相對簡單內(nèi)容的信息處理。
通過使用交叉開關(guān)104作為輸入/輸出接口的例子示例了這個實施例?？蛇x地，如圖7所示，多總線114可以被用作交叉開關(guān)104。多總線114被設(shè)計成根據(jù)地址的指定有選擇地將外部設(shè)備連接到任何一個部件處理器，或彼此連接部件處理器。在圖7中，附圖標(biāo)記113表示由多個部件處理器構(gòu)成的通用信號處理器，其中向每個部件處理器添加上述大容量局部存儲器。
并且，通過由4個部件處理器組成一個信號處理設(shè)備的情況示例了這個實施例。然而能夠根據(jù)娛樂處理所需的性能的最大值來任意改變部件處理器的數(shù)量。
此外，通過家庭服務(wù)器1示例了這個實施例。然而這個實施例可適用于例如機頂盒的其它娛樂設(shè)備。并且，根據(jù)本發(fā)明的信號處理設(shè)備能夠被安裝在娛樂設(shè)備和一般信息處理設(shè)備上。
根據(jù)上述說明可以明白，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可高效和高可靠性地執(zhí)行多個類型的處理的娛樂設(shè)備和信號處理設(shè)備。
前面為了圖解和描述提供了對本發(fā)明優(yōu)選實施例的描述。其并不旨在詳盡列舉各種情況，或?qū)⒈景l(fā)明限于公開的具體形式，并且根據(jù)上述教導(dǎo)能夠得到各種修改和變化，或通過本發(fā)明的實踐可獲得這些修改和變化。選擇和描述實施例以便說明本發(fā)明的原理，并且其實際應(yīng)用允許本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在各種實施例中使用本發(fā)明并且允許針對所關(guān)注的具體使用進(jìn)行各種修改。本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求及其等同表述來限定。
權(quán)利要求
1.一種信號處理設(shè)備，包括通用信號處理器，由多個部件處理器的組件組成，每個部件處理器能夠在獨立于其它部件處理器的操作環(huán)境下操作；和管理處理器，能夠根據(jù)信號處理要求任意改變每個部件處理器的操作環(huán)境。
2.如權(quán)利要求1所述的信號處理設(shè)備，還包括輸入/輸出接口，用于接收從外部設(shè)備或部件處理器之一輸入的要處理的信號，以及輸出處理的信號到外部設(shè)備或部件處理器之一，其中管理處理器根據(jù)信號處理要求控制輸入/輸出接口，切換接收通過輸入/輸出接口輸入的要處理信號或輸出處理的信號的部件處理器之一。
3.如權(quán)利要求2所述的信號處理設(shè)備，其中輸入/輸出接口包含交叉總線開關(guān)，其能夠有選擇地將外部設(shè)備連接到部件處理器之一，或彼此連接部件處理器。
4.如權(quán)利要求2所述的信號處理設(shè)備，其中輸入/輸出接口包含多總線，其能夠有選擇地將外部設(shè)備連接到部件處理器之一，或彼此連接部件處理器。
5.如權(quán)利要求2所述的信號處理設(shè)備，其中局部存儲器被布置在每個部件處理器上，所述局部存儲器通過部件處理器存儲要處理信號或信號處理結(jié)果，直到要處理信號或信號處理結(jié)果能夠被輸出到輸入/輸出接口。
6.如權(quán)利要求2所述的信號處理設(shè)備，其中通用信號處理器，管理處理器和輸入/輸出接口被布置在單個外殼內(nèi)，該外殼包含可連接到向管理處理器提供信號處理要求的設(shè)備的第一連接接口，和可連接到針對輸入/輸出接口傳送信號的外部設(shè)備的第二連接接口。
7.一種娛樂設(shè)備，包括信號處理設(shè)備，其包含通用信號處理器，管理處理器和輸入/輸出接口；和主處理器，其為信號處理設(shè)備提供信號處理要求，其中所述通用信號處理器由多個部件處理器的組件組成，其中每個部件處理器能夠在獨立于其它部件處理器的操作環(huán)境下并行操作；其中輸入/輸出接口從外部設(shè)備或部件處理器之一輸入要處理信號，以及向外部設(shè)備或部件處理器之一輸出處理的信號，其中管理處理器根據(jù)從主處理器提供的信號處理要求設(shè)置每個部件處理器的操作環(huán)境，并且根據(jù)信號處理要求控制輸入/輸出接口，以便切換接收通過輸入/輸出接口輸入的要處理信號或輸出處理的信號的部件處理器之一。
8.如權(quán)利要求7所述的娛樂設(shè)備，還包括允許與計算機網(wǎng)絡(luò)連接的網(wǎng)絡(luò)接口，和存儲計算機可讀的數(shù)字信息的存儲裝置，其中主處理器控制網(wǎng)絡(luò)接口從外部設(shè)備獲得數(shù)字信息，在存儲裝置中存儲獲得的數(shù)字信息，并且向信號處理設(shè)備的管理處理器提供存儲的數(shù)字信息和基于數(shù)字信息的信號處理要求，以構(gòu)成用于娛樂處理的操作環(huán)境，其中根據(jù)數(shù)字信息確定娛樂處理的內(nèi)容。
9.如權(quán)利要求8所述的娛樂設(shè)備，其中主處理器通過管理處理器在一或多個部件處理器上構(gòu)造用于娛樂處理的操作環(huán)境，并且在構(gòu)造操作環(huán)境之后，所述主處理器在接收不同于所述數(shù)字信息的另一數(shù)字信息時重構(gòu)所述操作環(huán)境為新的操作環(huán)境。
10.如權(quán)利要求8所述的娛樂設(shè)備，其中數(shù)字信息包括分別能夠執(zhí)行所需功能的多個類型的應(yīng)用程序，其中管理處理器為相應(yīng)部件處理器分配所述功能中的任意功能，從存儲裝置讀取用于執(zhí)行分配的功能的應(yīng)用程序，以及執(zhí)行該應(yīng)用程序。
11.如權(quán)利要求10所述娛樂設(shè)備，其中每個部件處理器僅為執(zhí)行用于完成分配給部件處理器的功能的應(yīng)用程序而操作，直到管理處理器提供另一要求給該部件處理器。
全文摘要
娛樂設(shè)備包含由部件處理器103A到103D的組件構(gòu)成的通用信號處理器103，每個部件處理器能夠在獨立于其它部件處理器的操作環(huán)境下并行操作。管理處理器101根據(jù)從CPU11提供的信號處理要求控制交叉開關(guān)104以便改變各個部件處理器103A到103D的操作環(huán)境，并且根據(jù)信號處理要求轉(zhuǎn)接任何一個部件處理器，該部件處理器接收通過交叉開關(guān)104輸入的要處理信號或輸出處理的信號。
文檔編號G06F15/16GK1726486SQ200380106380
公開日2006年1月25日 申請日期2003年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月16日
發(fā)明者岡正昭, 大場章男, 淺野純一, 直井純一, 國松敦, 雨宮治郎 申請人:索尼計算機娛樂公司, 株式會社東芝