ES2205176T3 - Procesador de imagenes y metodo de procesamiento de imagenes. - Google Patents
Procesador de imagenes y metodo de procesamiento de imagenes.Info
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Abstract
UNA CPU PRINCIPAL 11, UNA MEMORIA PRINCIPAL 12, UN DMAC (CONTROLADOR DE ACCESO A MEMORIA DIRECTO) PRINCIPAL 13 Y UNA UNIDAD DE TRATAMIENTO DE IMAGENES (UNIDAD DE TRATAMIENTO GRAFICO O GPU) 15 ESTAN CONECTADAS CON UN BUS PRINCIPAL 1. EN UNA UNIDAD DE ENTRADA/SALIDA DE CADA UNA DE LAS CPU PRINCIPALES 11 Y DE LAS GPU 15 ESTAN MONTADOS MOTORES DE PAQUETES PROGRAMABLES (PPE) 112, 152 CAPACES DE MODIFICAR LA SECUENCIA DE EMPAQUETADO/DESEMPAQUETADO DE DATOS PARA REALIZAR TRANSFERENCIA DE PAQUETE CON LIBERTAD EN LA FORMA DEL PAQUETE. ESTO PROPORCIONA LIBERTAD A LA FORMA DEL PAQUETE PARA REALIZAR DESARROLLO EFICIENTE Y EMPAQUETADO DE DATOS DE PAQUETE Y PROCESAMIENTO DE DIBUJO EFICIENTE.
Description
Procesador de imágenes y método de procesamiento
de imágenes.
Este invento se refiere a un aparato de
tratamiento de imágenes y a un método de tratamiento de imágenes
empleado en un ordenador de gráficos, un dispositivo de efectos
especiales o un juego de vídeo, que son equipos de imágenes que
emplean un ordenador.
En una máquina de juegos de TV para uso
doméstico, en un ordenador personal o en un ordenador de gráficos,
un aparato de tratamiento de imágenes para generar datos de una
imagen entregada como salida y presentada visualmente en un
receptor de TV, monitor de receptor, tubo de rayos catódicos (TRC) o
en un dispositivo de presentación visual, es decir, datos de imagen
de salida para presentación visual, se construyen como la
combinación de un chip de memoria de uso general, una unidad
central de tratamiento (en adelante CPU) u otros chips de
tratamiento. El tratamiento a velocidad elevada se habilita mediante
la provisión de un dispositivo de dibujo exclusivo entre la CPU y
una memoria intermedia de cuadros.
Específicamente, con el aparato de tratamiento de
imágenes anteriormente mencionado, la CPU no accede directamente a
la memoria intermedia de cuadros en la generación de una imagen. En
su ligar, la CPU realiza operaciones de tratamiento de geometría,
tales como transformación de coordenadas, recortaduras o cálculos
de fuente de luz, y formula órdenes de dibujo para definir un modelo
tridimensional con el fin de dibujar una imagen tridimensional como
una combinación de figuras unitarias básicas triangulares o
cuadrangulares (polígonos) con el fin de enviar órdenes de dibujo
sobre un bus externo al dispositivo de dibujo. Por ejemplo, para
presentar visualmente un objeto tridimensional, éste se descompone
en una pluralidad de polígonos, y se transmiten unas órdenes de
dibujo asociadas con los respectivos polígonos desde la CPU al
dispositivo de dibujo, que entonces interpreta las órdenes de dibujo
enviadas desde la CPU al dispositivo de dibujo y calcula los
colores de todos los píxeles que constituyen los polígonos y los
valores Z a partir del valor Z que especifican los datos de color y
la profundidad de ápices. Entonces, el dispositivo de dibujo lleva
a cabo el tratamiento de reproducción de escribir los datos de
píxeles en la memoria intermedia de cuadros para delinear una
figura en la memoria intermedia de cuadros. Entretanto, el valor Z
es la información que especifica la distancia a lo largo de la
profundidad desde el punto de visión.
Por ejemplo, si se presenta visualmente un objeto
tridimensional en el dispositivo de generación de imágenes, el
objeto se descompone en una pluralidad de polígonos, y la orden de
dibujo correspondiente a los polígonos se transfiere desde la CPU
al dispositivo de dibujo. Para presentar visualmente el objeto de
un modo más realista, se usa una técnica conocida como
representación de textura o representación de mip. Es conocida
también una técnica de convertir datos de color de una imagen por
medio de una tabla de consulta de colores (CLUT) que retiene en la
memoria los datos de conversión de colores para variar los colores
de la presentación visual.
La representación de textura es una técnica de
unir una imagen bidimensional (patrón de imagen), provista por
separado como una imagen de fuente de textura, que es un patrón de
textura, en la superficie de un polígono que constituye un objeto.
La representación de mip pertenece a las técnicas de representación
de textura de interpolar datos de píxeles de tal manera que, al
aproximarse o retirarse de un modelo tridimensional, el patrón de
imagen unido al polígono no se apartará de la espontaneidad.
En un sistema de tratamiento de cálculo
constituido mediante la combinación de chips de memoria de uso
general, chips de CPU u otros chips de cálculo, tales como máquinas
de juegos de TV para uso doméstico u ordenadores personales, la
velocidad de funcionamiento de la memoria o las prestaciones del
bus externo no se mejoran comparándolas con el perfeccionamiento en
la frecuencia de funcionamiento de los chips de cálculo o en el
tamaño de circuitos, con lo que el bus externo demuestra ser un
cuello de botella. El sistema de bus de memoria que tiene un gran
volumen de transferencia de datos es generalmente de un estado
latente elevado, y presenta unas prestaciones elevadas en la
transferencia de ráfagas de gran capacidad. Sin embargo, las
prestaciones del sistema de bus de memoria no se manifiesta para
una transferencia aleatoria de pequeña capacidad, tal como una
acceso normal de CPU.
Si se usa un paquete prefijado, tal como un
paquete de órdenes, se puede lograr una transferencia eficiente
mediante la explotación de un controlador de acceso directo de
memoria (DMAC). Sin embargo, no se puede enfrentar al algoritmo
múltiple, dando así lugar a redundancia.
Las órdenes de CPU se consumen en el formateado y
reformateado de paquetes, disminuyendo de ese modo el rendimiento.
Si el sistema tiene una submemoria, no se pueden configurar
paquetes largos suficientes para acomodar la longitud del paquete,
con lo que la ráfaga se configura usualmente a cuatro palabras y
por tanto no se pueden presentar las prestaciones del sistema de
memoria del mayor volumen de transferencia de datos.
El documento EPO 674.276 describe un sistema de
ordenador en el que se transfieren paquetes entre múltiples
ordenadores. En el circuito transmisor, el tipo de paquete que se
va a transferir se indica en un campo de tipo del bloque de
transferencia de control de palabras (TCWB) que forma parte de un
colector de paquetes; en el circuito receptor, se separa del cuerpo
de paquete el colector que contiene el campo de tipo de
paquete.
A la vista del estado anteriormente descrito de
la técnica anterior, el presente invento tiene los siguientes
objetos:
Específicamente, un objeto del presente invento
es reducir el cuello de botella anteriormente mencionado en el
aparato para el tratamiento de imágenes combinado a partir del chip
de uso general, CPU y chip de cálculo de estado actual.
Otro objeto del presente invento es proporcionar
un aparato para el tratamiento de imágenes y un método para el
tratamiento de imágenes para aumentar el rendimiento de la
transferencia de datos.
Un objeto adicional del presente invento es
proporcionar un aparato para el tratamiento de imágenes y un
método para el tratamiento de imágenes con el fin de aumentar el
rendimiento de datos en una memoria.
Un objeto adicional del presente invento es
proporcionar un aparato para el tratamiento de imágenes y un método
para el tratamiento de imágenes con el fin de aumentar el
rendimiento en el desarrollo de datos de paquete y en el
rendimiento de paquetes.
Un objeto adicional del presente invento es
proporcionar un aparato para el tratamiento de imágenes y un método
para el tratamiento de imágenes para permitir libertad a la forma
del paquete.
Todavía otro objeto del presente invento es
proporcionar un aparato para el tratamiento de imágenes y un método
para el tratamiento de imágenes para permitir la transferencia de
ráfagas adaptada a la forma del paquete.
Un aspecto del presente invento se describe en la
reivindicación 1.
Con el aparato para el tratamiento de imágenes de
acuerdo con el presente invento, se puede dar la forma del paquete
con libertad para conseguir un elevado rendimiento en la
transferencia de datos y en datos de memoria.
Con el aparato para el tratamiento de imágenes de
una realización del presente invento, se proporciona un segundo
equipo de paquete para empaquetar datos en una etapa de salida de
datos de otra unidad de tratamiento de imágenes.
Con el aparato para el tratamiento de imágenes de
una realización del presente invento, el segundo equipo de paquete
adjunta la información de apéndice especificando la secuencia de
desempaquetado asociada con la secuencia de empaquetado a un
paquete en el instante del empaquetado de datos. El primer equipo
de paquete realiza el desempaquetado de datos de acuerdo con la
secuencia especificada por la información de apéndice en el
instante del desempaquetado. Los equipos de paquete en el aparato
para el tratamiento de imágenes de acuerdo con otra realización del
presente invento dan libertad a la forma del paquete para realizar
el tratamiento y empaquetado eficientes de los paquetes de
datos.
Con el aparato para el tratamiento de imágenes de
una realización del presente invento, los equipos primero y segundo
de paquetes tienen medios de selección de secuencia para
seleccionar la secuencia de empaquetado/desempaquetado de datos. El
segundo equipo de paquetes adjunta a un paquete la información de
identificación especificando la secuencia de
empaquetado/desempaquetado de datos según se haya seleccionado
durante el empaquetado por los medios de selección de secuencia.
El primer equipo de paquete selecciona la secuencia según sea
designada por la información de identificación durante el
desempaquetado por los medios de selección de secuencia. En el
aparato de tratamiento de imágenes de acuerdo con otra realización
del presente invento, los equipos de paquete dan libertad a la forma
del paquete para realizar un desarrollo y empaquetado eficientes de
los datos de paquete.
Con el aparato de tratamiento de imágenes de una
realización del presente invento, se proporciona una primera unidad
de tratamiento de imágenes que tiene una función de tratamiento de
geometría de definir un modelo tridimensional como una combinación
de figuras unitarias para formular órdenes de dibujo, con el fin de
dibujar una figura tridimensional. La primera unidad de tratamiento
de imágenes empaqueta las órdenes de dibujo así formuladas para
enviar las órdenes de dibujo empaquetadas por el primer equipo de
paquete como un paquete de órdenes sobre un bus externo. Se
proporciona también una segunda unidad de tratamiento de imágenes,
como las unidades de tratamiento de imágenes anteriormente
mencionadas, para desempaquetar el paquete de órdenes enviado desde
la primera unidad de tratamiento de imágenes por el primer equipo de
paquete, interpretar la orden de dibujo enviada como el paquete de
órdenes, y llevar a cabo el tratamiento de reproducción de
escribir los datos de píxeles en una memoria intermedia de cuadros.
El aparato de tratamiento de imágenes puede así realizar un
tratamiento eficiente del dibujo.
Otro aspecto del presente invento se proporciona
también en la Reivindicación 6.
Con el método de tratamiento de imágenes de una
realización del presente invento, el empaquetado de datos se lleva a
cabo mediante un segundo equipo de paquete provisto en una etapa de
salida de datos de otra unidad de tratamiento de imágenes.
Con el método de tratamiento de imágenes de una
realización del presente invento, el segundo equipo de paquete
adjunta a un paquete la información de apéndices que especifica la
secuencia de desempaquetado asociada con la secuencia de
empaquetado en el instante del empaquetado de datos, y el
desempaquetado de datos se lleva a cabo mediante el primer equipo de
paquete de acuerdo con la secuencia especificada por la información
de apéndices en el instante del desempaquetado de datos. De ese
modo, el método de tratamiento de imágenes de esta realización da
libertad a la forma de paquete para realizar un desarrollo y
empaquetado eficientes de los datos de paquete.
El método de tratamiento de imágenes de una
realización del presente invento incluye también seleccionar la
secuencia de empaquetado/desempaquetado de datos durante el
empaquetado de datos, y adjuntar a un paquete la información de
identificación que especifica la secuencia de
empaquetado/desempaquetado de datos durante el empaquetado de
datos, mediante el segundo equipo de paquete, y seleccionar la
secuencia de desempaquetado según lo designado por la información
de identificación durante el desempaquetado de datos por el primer
equipo de paquete para llevar a cabo el desempaquetado de datos. De
este modo, el método de tratamiento de imágenes de acuerdo con esta
realización da libertad a la forma de paquete para llevar a cabo
un desarrollo y un empaquetado eficientes de los datos de
paquete.
El método de tratamiento de imágenes de una
realización del presente invento incluye también realizar, mediante
una primera unidad de tratamiento de imágenes, el tratamiento de
geometría de definir un modelo tridimensional como una combinación
de figuras unitarias para formular órdenes de dibujo con el fin de
dibujar una figura tridimensional, empaquetar las órdenes de dibujo
así formuladas mediante el segundo equipo de paquete y enviar las
órdenes empaquetadas como un paquete de órdenes sobre un bus
externo, y desempaquetar, en una segunda unidad de tratamiento de
imágenes, el paquete de órdenes enviado desde la primera unidad de
tratamiento de imágenes mediante el primer equipo de paquete,
interpretar la orden de dibujo enviada como el paquete de órdenes y
llevar a cabo el tratamiento de reproducción de escritura de datos
de píxeles en una memoria intermedia de cuadros. Así, el aparato de
tratamiento de imágenes de acuerdo con esta realización puede
llevar a cabo de un modo eficiente el tratamiento de dibujo.
De ese modo, de acuerdo con el presente invento,
se puede aliviar el cuello de botella que se plantea en los
aparatos convencionales de tratamiento de imágenes construidos por
combinación de chips de memoria de uso general, chips de CPU u
otros chips de cálculo.
La Figura 1 es un diagrama de bloques que muestra
la estructura de un dispositivo de juego de vídeo que realiza el
presente invento.
La Figura 2 es una vista esquemática que muestra
el estado de instalación de un equipo programable de paquete (en
adelante PPE) en el anterior dispositivo de juego de vídeo.
La Figura 3 es un diagrama de bloques que muestra
la configuración del PPE.
Las Figuras 4 A y 4B muestran un funcionamiento
típico del PPE.
Las Figuras 5 A y 5B muestran otro funcionamiento
típico del PPE.
Las Figuras 6 A y 6B muestran todavía otro
funcionamiento típico del PPE.
Las Figuras 7 A y 7B muestran un funcionamiento
típico de una memoria intermedia de lectura/escritura de longitud
variable (en adelante VLBF) en el anterior dispositivo de juego de
vídeo.
La Figura 8 es una vista en planta que muestra un
dispositivo de juego de vídeo que realiza el presente invento.
La Figura 9 es una vista lateral desde atrás del
dispositivo de juego de vídeo.
La Figura 10 es una vista lateral del
dispositivo de juego de vídeo.
La figura 11 es una vista en planta de un
CD-ROM montado en el dispositivo de juego de
vídeo.
Con referencia a los dibujos, se explicarán con
detalle realizaciones preferidas del presente invento.
El presente invento se aplica a un dispositivo
de juego de vídeo configurado como se muestra por ejemplo en la
Figura 1. El dispositivo de juego de vídeo, que lee un programa de
juego almacenado, por ejemplo, en un disco óptico y ejecuta el
programa para desarrollar el juego de acuerdo con las órdenes del
usuario, está configurado como se muestra en la Figura 1.
Específicamente, el dispositivo de juego de vídeo
tiene dos clases de buses, es decir, un bus principal 1 y un bus
auxiliar 2. El bus principal 1 y el bus auxiliar 2 están
interconectadas por medio de un controlador 10 de barra.
Al bus principal 1 están conectados una unidad
principal de tratamiento central (en adelante CPU principal) 11,
una memoria principal 12 constituida por una memoria de acceso
aleatorio (en adelante RAM), un controlador principal de acceso
directo a memoria (en adelante DMAC principal) 13, un descodificador
de MPRG 14, y una unidad de tratamiento de imágenes o unidad de
tratamiento de gráficos (en adelante GPU) 15. Al bus auxiliar 2
están conectados una unidad auxiliar de tratamiento central (en
adelante sub-CPU) 21, constituida por un
microprocesador, una memoria auxiliar 22, constituida por una
memoria de acceso aleatorio (CPU), un controlador auxiliar de
memoria de acceso directo (en adelante sub-DMAC),
una memoria de sólo lectura (ROM) 24 que retiene en memoria a un
programa, tal como un sistema operativo, una unidad de tratamiento
de sonido (en adelante SPU) 25, un controlador de comunicación, es
decir, un módulo de transmisión asíncrona (en adelante ATM) 26, un
dispositivo auxiliar 27 de almacenamiento, un dispositivo 28 de
entrada y un mando de CD-ROM 30.
El controlador 10 de bus es un dispositivo
instalado en el bus principal 1 para conmutar entre el bus
principal 1 y el bus auxiliar 2, y está abierto en su estado
inicial.
La CPU principal 11 es un dispositivo instalado
en el bus principal 1 que funciona de acuerdo con el programa
instalado en la memoria principal 12. Como el controlador 10 de bus
se encuentra abierto en la puesta en marcha, la CPU principal lee
el programa de inicialización de la ROM 24 del bus auxiliar 2 y
reproduce del CD-ROM el programa de aplicación y
los datos necesarios por medio del mando de
CD-ROM 30 para cargarlo en la memoria principal 12 y
en los dispositivos del bus auxiliar 2. En la CPU principal 11 se
carga un equipo de transferencia de geometría (en adelante GTE) 17
para realizar la transformación de coordenadas. En una unidad de
entrada/salida de la CPU principal se cargan un equipo programable
de paquete (en adelante PPE) 112 para empaquetar/desempaquetar
datos con una secuencia que se puede modificar, y una memoria
intermedia de lectura/escritura de longitud variable (en adelante
VLBF) 117.
El GTE 17 incluye un mecanismo de tratamiento en
paralelo para ejecutar una pluralidad de cálculos en paralelo, y
realiza cálculos, tales como transformaciones de coordenadas,
cálculos de fuente luminosa, y cálculos matriciales o vectoriales,
en respuesta a solicitudes de cálculos por parte de la CPU
principal 11. La CPU principal define un modelo tridimensional, como
una combinación de figuras unitarias básicas (polígonos), tales
como triángulos o cuadriláteros, basándose en los resultados de los
cálculos ejecutados por el GTE 17, para formular órdenes de dibujo
asociadas con los polígonos respectivos con el fin de dibujar la
figura tridimensional. El PPE 112 empaqueta las órdenes de dibujo
para formar paquetes de órdenes que se transmiten sobre el bus
principal 1 a la GPU 15.
El DMAC principal 13 es un dispositivo conectado
en el bus principal 1 para ejecutar control, tal como control de
acceso directo de memoria (en adelante DMA), sobre los dispositivos
conectados al bus principal 1. Si el controlador 10 de bus está
abierto, el DMAC principal 13 realiza el control de los
dispositivos conectados al bus auxiliar 2.
La GPU 15 es un dispositivo conectado al bus
principal 1 que funciona como una unidad de tratamiento de
reproducción. En la unidad de entrada/salida de la GPU 15 está
montado un equipo programable de paquete (en adelante PPE) 152, cuya
secuencia de empaquetado/desempaquetado de datos se puede
modificar. El PPE 152 desempaqueta el paquete de órdenes y los
datos de objeto enviados desde la CPU principal 11 o desde el DMAC
principal 13. La GPU 15 interpreta las órdenes de dibujo enviadas
como los paquetes de órdenes y calcula el color de todos los
píxeles que constituyen el polígono a partir de los datos de color
de los puntos de vértice y de los valores Z que especifican la
profundidad. La GPU realiza el tratamiento de reproducción de
escribir los datos de píxeles en la memoria intermedia de cuadros
en respuesta al valor Z.
La GPU 15 también ejecuta cálculos, tales como
transformaciones de coordenadas o cálculos de fuente luminosa, sobre
los datos de imagen tridimensional enviados como los datos de
objeto por un procesador, no mostrado, para generar órdenes
internas de dibujo asociadas con respectivos polígonos. La GPU
ejecuta tratamiento de reproducción en la forma descrita
anteriormente.
El MDEC 14 es un dispositivo de conexión
entrada/salida operable en paralelo con la CPU, y se trata de un
dispositivo conectado al bus principal 1 que funciona como el
equipo de expansión de imágenes. El MDEC 14 descodifica los datos
de imágenes comprimidos y codificados por transformación ortogonal,
tal como la transformación discreta de coseno.
La CPU auxiliar 21 es un dispositivo conectado
al bus auxiliar 2 que funciona mediante un programa instalado en la
memoria auxiliar 22. El DMAC auxiliar 23 es un dispositivo
conectado al bus auxiliar 2 dirigido a los dispositivos conectados
al bus auxiliar para controlar la transferencia del DMA. Este DMAC
auxiliar adquiere derechos sobre el bus solamente cuando está
cerrado el controlador 10 de barra. La SPU 25 es un dispositivo
conectado al bus auxiliar 2 que funciona como una unidad de
tratamiento de sonido. Esta SPU 25 responde a la orden de sonido
enviada desde la CPU auxiliar 21 o desde el DMAC auxiliar 23 como
un paquete de órdenes con el fin de leer datos de fuente de sonido
de la memoria 29 de sonido para dar como salida los datos de
lectura. El ATM 26 es un dispositivo para comunicación en el bus
auxiliar 2. El dispositivo auxiliar 27 de almacenamiento es un
dispositivo de entrada/salida de datos conectado al bus auxiliar
2 y está compuesto de una memoria no volátil tal como una memoria
rápida. El dispositivo auxiliar 27 de memoria almacena en forma
transitoria datos tales como los datos sobre el progreso del juego
o de los marcadores. El dispositivo 28 de entrada es un dispositivo
de entrada, tal como una interfaz hombre-máquina,
por ejemplo un ratón, o para la entrada procedente de otros
equipos, tales como dispositivos de entrada de imagen o de entrada
de sonido, y reproduce el programa de la aplicación o los datos
necesarios del CD-ROM.
Específicamente, con el presente dispositivo de
juego de vídeo, los medios de tratamiento de geometría,
configurados para realizar tratamiento de geometría, tal como
transformación de coordenadas, cálculos de recorte o de fuente
luminosa, definir el modelo tridimensional como una combinación de
las figuras unitarias básicas (polígonos), tales como triángulos o
cuadriláteros, formular órdenes de dibujo para dibujar una imagen
tridimensional y transmitir las órdenes de dibujo asociadas con los
respectivos polígonos como paquetes de órdenes a la barra principal
1, están constituidos por la CPU 11 y el GTE 17 conectados al bus
principal 1, mientras que lo medios de tratamiento de reproducción
para generar datos de píxeles de polígonos respectivos basándose en
las órdenes de dibujo procedentes de los medios de tratamiento de
geometría para escribir los datos de píxeles de la memoria
intermedia de cuadros 18 con el fin de dibujar una figura en la
memoria intermedia de cuadros 18, están constituidos por la GPU
15.
El PPE 112 en el lado de la CPU principal 11 que
constituye los medios de tratamiento de geometría, y el PPE 152 en
el lado de la CPU 15 que constituye los medios de tratamiento de
reproducción, están situados entre los registradores interiores 111
y 151 mediante la memoria "primero en entrar - primero en
salir" (en adelante FIFO) en cada unidad de tratamiento, y los
registradores de entrada/salida 113, 153 como se muestra en la
Figura 2. Las memorias intermedias de entrada/salida 111 y 151
están constituidas por longitudes de bits adaptadas para algoritmo
de transferencia de datos, mientras que los registradores
interiores 113 y 153 están constituidos por longitudes de bits
adaptadas para cálculos.
Los PPE 112 y 152 están formados por unidades de
dirección 112 A y 152 A que designan las memorias intermedias de
entrada/salida 111 y 151 y los registradores interiores 113 y 153,
unidades de máscara de datos 112B y 152B, registros de
desplazamiento 112C y 152C, unidades de expansión de código 112D y
152D, unidades de programa 112E y 152E, donde se registra una lista
que establece las secuencias para el empaquetado/desempaquetado de
datos, y los controladores 112F y 152F que controlan diversas
partes y leen/escriben de acuerdo con la lista de las unidades 112E
y 152E de programa, como se muestra en la Figura 3. Los PPE 112 y
152 se hacen funcionar en paralelo independientemente del control
de cálculos para ejecutar empaquetado/desempaquetado de datos de
acuerdo con la secuencia según indique la lista en las unidades 112E
y 152E de programa.
Por ejemplo, el PPE 112 en el lado de la CPU
principal 11, que empaqueta las órdenes de dibujo formuladas
basándose en los resultados de cálculos realizados por el GTE 17,
formatea las órdenes de dibujo de acuerdo con la secuencia mostrada
por la lista designada que se ha designado mediante la lista en
la unidad de programa 112E con el fin de formar paquetes
(empaquetado). Durante este empaquetado, se adjunta al paquete la
información de identificación que especifica la secuencia de
desempaquetado asociada con la secuencia de empaquetado indicada
por la lista. El PPE 152 en el lado de la GPU 15 reformatea los
paquetes de órdenes de acuerdo con la secuencia establecida en la
lista especificada por la información de identificación adjunta al
paquete de órdenes enviado desde la CPU 11 o desde el DMAC principal
13 por medio del desempaquetado.
Específicamente, en la unidad de programa 112E
del PPE 112 de la CPU principal 11 se guardan tres clases de
listas de empaquetado PL0, PL1 y PL2
En la lista de empaquetado PL0 se establece la
secuencia para escribir la información tridimensional en la memoria
intermedia 111 de entrada/salida en la forma empaquetada como
orden de paquete. La información tridimensional se especifica
mediante información de punto vértice (VX0, VY0, VZ0), (VX1, VY1,
VZ1), y (VX2, VY2, VZ2), generada como datos de objeto en el
registrador interno 113 de la CPU principal 11, información de línea
normal en los puntos de vértice (NX0, NY0, NZ0), (NX1, NY1,NZ1), y
(NX2, NY2, NZ2), y la información de color en los puntos de vértice
(R0, G0, B0), (R1, G1, B1), y (R2, G2, B2), como se muestra en la
Figura 4 (a).
En el tratamiento de empaquetado de acuerdo con
la lista de empaquetado PL0, la información de punto de vértice
VX0, VY0, VZ0, VX1, VY1, VZ1, VX2, VY2, VZ2 y la información de
línea normal NX0, NY0, NZ0, NX1, NY1, NZ1, NX2, NY2, NZ2, calculada
por 32 bits se empaqueta como 16 bits, mientras que la información
de color en los respectivos puntos de vértice R0, G0, B0, R1, G1,
B1, R2, G2, B2 en los respectivos puntos de vértice, calculada por
16 bits, se empaqueta en 16 bits en cada punto de vértice, es
decir, en 16 bits constituidos por 5 bits cada uno de R, G y B y un
bit de control usado para tratamiento semitransparente. Además, se
adjunta a la información empaquetada la información de
identificación TAG que especifica la lista UL de desempaquetado
correspondiente a la lista PL0 de empaquetado.
En la lista de empaquetado PL1, se establece la
secuencia para empaquetar la información acoplada triangular
constituida por datos de punto de vértice (VX0, VY0, VZ0) y datos
de diferencia (\DeltaX1, \DeltaY1, \DeltaZ1), (\DeltaX2,
\DeltaY2, \DeltaZ2), (\DeltaX3, \DeltaY3, \DeltaZ3), como
se muestra en la Figura 5 (A). En el tratamiento de empaquetado de
acuerdo con la lista de empaquetado PL1, la información de punto de
vértice VX0, VY0, VZ0, calculada por 32 bits, se empaqueta por 16
bits, mientras que los datos de diferencia (\DeltaX1,
\DeltaY1,\DeltaZ1), (\DeltaX2, \DeltaY2, \DeltaZ2),
(\DeltaX3, \DeltaY3, \DeltaZ3), calculados por 32 bits, se
empaquetan en 8 bits, adjuntándose la información de identificación
TAG que designa la lista de desempaquetado PL1.
En la lista de empaquetado PL2 se establece la
secuencia para empaquetar la información cuadrangular bidimensional
constituida por coordenadas de punto de vértice (X0, Y0), (X1,
Y1), (X2, Y2), (X3, Y3), configurada como órdenes de dibujo en el
registrador interno 113 de la CPU principal 11, por las
coordenadas de textura asociadas con los respectivos puntos de
vértice (U0, V0), (U1, V1), (U2, V2), (U3, V3) y con la
información de color (R0, G0, B0), (R1, G1, B1), (R2, G2, B2), y
(R3, G3,B3), como se muestra en la Figura 5(A). En el
tratamiento de empaquetado, de acuerdo con la lista de empaquetado
PL2, las coordenadas de punto de vértice X0, Y0, X1, Y1, X2, Y2,
X3, Y3, calculadas por 32 bits, se empaquetan en 16 bits, mientras
que las coordenadas de textura U0, V0, U1, V1, U2, V2, U3, V3 y la
información de color R0, G0, B0, R1, G1, B1, R2, G2, B2, calculada
por 16 bits, se empaqueta en 8 bits, y se adjunta la información
de identificación TAG que especifica la lista de desempaquetado UL2
asociada con la lista de empaquetado PL2.
En la unidad de programa 152E en el PPE 152 de la
GPU 15 se especifican tres listas de desempaquetado UL0, UL1 y UL2
asociadas con las listas de empaquetado PL0, PL1 y PL2,
respectivamente.
En la lista de desempaquetado UL0 se establece la
secuencia de escritura de las órdenes de paquete transferidas a la
memoria intermedia de entrada/salida 151 en el registrador interno
153, como se muestra en la Figura 4 (B). Se desarrollan las órdenes
de paquete transferidas a la memoria intermedia de entrada/salida
151 de manera que se escriban en el registrador interno 153,
basándose en la información de identificación TAG, en la
información triangular tridimensional especificada por la
información de punto de vértice de 32 bits (VX0, VY0, VZ0), (VX1,
VY1, VZ!), (VX2, VY2, VZ2), información normal de línea (NX0,NY0,
NZ0), (NX1, NY1, NZ!), (NX2, NY2, NZ2), y en la información de color
de 16 bits (R0, G0, B0), (R1, G1, B1), (R2, G2, B2), como se
muestra en la Figura 4 (B).
En la lista de desempaquetado UL1 se establece la
secuencia de escritura de las órdenes de paquete transferidas a la
memoria intermedia de entrada/salida 151 en el registrador interno
153, como se muestra en la Figura 5 (B). Se desarrollan las órdenes
de paquete transferidas a la memoria intermedia de entrada/salida
151 para que se escriban en el registro interno 153, basándose en
la información de identificación TAG, en la información triangular
acoplada constituida por los datos de punto de vértice de 32 bits
(VX0, VY0, VZ0) y datos de diferencia (\DeltaX1, \DeltaY1,
\DeltaZ!), (\DeltaVX2, \DeltaY2, \DeltaZ2), (\DeltaX3,
\DeltaY3, \DeltaZ3).
En la lista de empaquetado UL2 se establece la
secuencia de escritura de las órdenes de paquete transferidas a la
memoria intermedia de entrada/salida 151 contenida en el
registrador interno 153, como se muestra en la Figura 6 (B). Se
desarrollan las órdenes de paquete transferidas a la memoria
intermedia de entrada/salida 151 para que se escriban en el
registrador interno, basándose en la información de identificación
TAG, en la información cuadrangular constituida por las
coordenadas de punto de vértice de 32 bits (X0, Y0), (X1,Y1), (X2,
Y2), (X3, Y3),coordenadas de textura de 16 bits (U0, V0), (U1, V1),
(U2, V2), (U3, V3), y por la información de color (R0, G0, B0), (R1,
G1, B1), (R2, G2, B2), (R3, G3, B3) asociada con los respectivos
puntos de vértice.
La VLBF 117, provista en la parte de
entrada/salida de la CPU principal 11, está formada por una memoria
intermedia de lectura 117B y una memoria intermedia de escritura
117W, asociadas con la transferencia de ráfagas más largas, y con
los registradores de configuración de longitud de ráfaga 117RL,
117WL para configurar las longitudes de ráfagas. Los registradores
117RL y 117WL de configuración de longitud de ráfaga se configuran
a longitudes adecuadas a la lectura y formulación de un paquete
tratado en una rutina particular de memoria provisional en
funcionamiento en el extremo delantero de la rutina. Esto permite a
la transferencia de ráfaga adaptarse a la forma del paquete, y
mejora el rendimiento de la transferencia.
El dispositivo de juego de vídeo anteriormente
descrito de acuerdo con el presente invento está configurado como
se muestra en una vista en planta de la Figura 8, en una vista de
frente de la Figura 9, y en una vista lateral de la Figura 10.
Específicamente, la Figura 8 muestra un
dispositivo de juego de vídeo constituido básicamente por una parte
principal 202 de cuerpo y un dispositivo operativo 217 conectado
por medio de un cable 227 a la parte principal 202 de cuerpo. En
una porción media de la superficie superior de la parte principal
202 de cuerpo está montada una unidad 203 de carga de disco dentro
de la cual está cargado un CD-ROM mostrado en la
Figura 11. En el lado izquierdo de la unidad 203 de carga de disco
está montado un interruptor de fuente de alimentación de energía
accionado con "alimentación conectada" o "alimentación
desconectada", y un interruptor 204 de reposición activado para
reponer el juego transitoriamente. En el lado derecho de la unidad
203 de carga de disco está montado un interruptor 208 de activación
de disco que se activa cuando se carga/descarga el
CD-ROM 251 en la unidad 203 de carga de disco.
En el lado frontal de la parte principal 202 de
cuerpo están montadas unas partes 207 A y 207B como se muestra en
la Figura 9. Estas partes de conexión 207 A y 207B están provistas
cada una de una parte 226 de terminal de conexión instalada en el
extremo delantero de un cable 227 tendido desde el dispositivo
operativo 217, una porción 212 de inserción de terminal de conexión
configurada para conectar un dispositivo 228 de registro, tal como
una tarjeta de memoria, y una porción 208 de inserción de registro.
Específicamente, la porción principal 202 de cuerpo puede
conectarse a cada uno de los dos dispositivos operativos 217 y a
los dispositivos 228 de registro.
La vista frontal de la Figura 9 muestra el estado
en el que la porción 226 de terminal de conexión y el dispositivo
228 de registro están conectados a la porción 207B de conexión del
lado derecho, mientras que ninguna de las porciones 226 de terminal
de conexión ni del dispositivo 228 están conectadas a la porción
207 A de conexión del lado izquierdo. Con referencia a la Figura 9,
en el dispositivo 208 de inserción de registro usado para cargar un
dispositivo 228 de registro está provisto un disparador 209.
Cuando se carga el dispositivo 228 de registro en la porción
principal 202 de cuerpo, el disparador 209 es empujado por el
extremo distal del dispositivo 208 de registro para efectuar la
carga.
La porción 226 de terminal de conexión tiene una
empuñadura 231 A, mientras que el dispositivo 228 de registro tiene
una empuñadura 242 A. Las empuñaduras están mecanizadas a prueba de
deslizamiento, por ejemplo mediante moleteado. La longitud L de la
porción 226 de terminal de conexión es igual que la longitud L del
dispositivo 228 de registro.
El dispositivo operativo 17 tiene unos soportes
220 y 221 que se pueden sujetar con ambas manos.. En los extremos
distales de los soportes 220 y 221 están provistas unas porciones
operativas 218 y 219. Las porciones operativas 224 y 225 se pueden
accionar con los dedos índices de las dos manos, mientras que las
porciones operativas 218 y 219 se accionan con los dedos pulgares de
ambas manos.
Entre las porciones operativas 218 y 219 está
instalado un conmutador de selección 222 activado cuando se realiza
una operación de selección durante el juego, y un interruptor 223
de puesta en marcha activado cuando se empieza el juego.
En el presente dispositivo de juego de vídeo 201,
el CD-ROM 251 cargado en la unidad 203 de carga de
disco se reproduce mediante el mando 30 de CD-ROM.
El dispositivo operativo 217 es equivalente al dispositivo 28 de
entrada anteriormente mencionado, mientras que el dispositivo
registrador 228 corresponde al dispositivo de almacenamiento
auxiliar 27.
Claims (10)
1. Un aparato de tratamiento de imágenes que
tiene una pluralidad de unidades (11, 15) de tratamiento de
imágenes interconectadas sobre un bus externo (1) y una memoria
(12), en el que el aparato comprende,
un primer equipo (152; 112) de paquete que
realiza el desempaquetado de datos de acuerdo con una secuencia de
desempaquetado de datos en una etapa de admisión de datos de al
menos una unidad de tratamiento de imágenes, en el que dicho primer
equipo de paquete puede modificar la secuencia de desempaquetado de
datos.
2. El aparato de tratamiento de imágenes como el
reivindicado en la reivindicación 1, en el que está provisto un
segundo equipo (112; 152) de paquete para empaquetar datos en una
etapa de salida de datos de otra unidad de tratamiento de
imágenes.
3. El aparato de tratamiento de imágenes como el
reivindicado en la reivindicación 2, en el que dicho segundo
equipo de paquete sigue una secuencia de empaquetado de datos y
adjunta a un paquete una información de apéndices que especifica la
secuencia de desempaquetado asociada con la secuencia de
empaquetado en el instante del empaquetado de datos, cuyo primer
equipo de paquete realiza el desempaquetado de acuerdo con la
secuencia especificada por dicha información de apéndice en el
instante del desempaquetado.
4. El aparato de tratamiento de imágenes como el
reivindicado en la reivindicación 2, en el que dichos primero y
segundo equipos de paquete tienen medios de selección de secuencia
para seleccionar la secuencia de empaquetado/desempaquetado de
datos, adjuntando a un paquete dicho segundo equipo de paquete una
información de identificación (TAG) que especifica la secuencia de
empaquetado/desempaquetado de datos según se haya seleccionado
durante el empaquetado por dichos medios de selección de secuencia,
cuyo primer equipo de paquete selecciona la secuencia según sea
designada por dicha información de identificación durante el
desempaquetado por dichos medios de selección de secuencia.
5. El aparato de tratamiento de imágenes como el
reivindicado en la reivindicación 2, que comprende:
una primera unidad (11) de tratamiento de
imágenes que tiene una función de tratamiento de geometría de
definir un modelo tridimensional como una combinación de figuras
unitarias para formular órdenes de dibujo con el fin de dibujar una
figura tridimensional, cuya primera unidad de tratamiento de
imágenes empaqueta las órdenes de dibujo así formuladas para enviar
las órdenes de dibujo empaquetadas mediante dicho segundo equipo
de paquete como un paquete de órdenes sobre un bus externo; y
una segunda unidad (15) de tratamiento de
imágenes como dichas unidades de tratamiento de imágenes, para
desempaquetar el paquete de órdenes enviado desde la primera unidad
de tratamiento de imágenes por dicho primer equipo de paquete,
interpretar la orden de dibujo enviada como el paquete de órdenes, y
realizar el tratamiento de reproducción de escribir los datos de
píxeles en una memoria intermedia de cuadro.
6. Un método de tratamiento de imágenes realizado
por un aparato de tratamiento de imágenes que tiene una pluralidad
de unidades (11, 15) de tratamiento de imágenes interconectadas
sobre un bus externo (1) y una memoria (12), en el que el método
comprende, de acuerdo con una secuencia de desempaquetado de
datos:
realizar el desempaquetado de datos mediante un
primer equipo (152; 112) de paquete en una etapa de admisión de
datos de al menos una unidad de tratamiento de imágenes, cuyo
primer equipo de datos es capaz de modificar la secuencia de
desempaquetado de datos.
7. El método de tratamiento de imágenes como el
reivindicado en la reivindicación 6, en el que el empaquetado de
datos se realiza mediante un segundo equipo (112; 152) de paquete
previsto en una etapa de salida de datos de otra unidad de
tratamiento de imágenes.
8. El método de tratamiento de imágenes como el
reivindicado en la reivindicación 8, en el que dicho segundo equipo
de paquete sigue una secuencia de empaquetado de datos y adjunta a
un paquete información de apéndices que especifica la secuencia de
desempaquetado asociada con la secuencia de empaquetado en el
instante del empaquetado de datos, y en el que el desempaquetado de
datos es realizado por dicho primer equipo de paquete de acuerdo
con la secuencia especificada por dicha información de apéndices en
el instante del desempaquetado de datos.
9. El método de tratamiento de imágenes como el
reivindicado en la reivindicación 7, que comprende seleccionar la
secuencia de empaquetado/desempaquetado de datos durante el
empaquetado de datos y adjuntar a un paquete una información de
identificación (TAG) que especifica la secuencia seleccionada de
desempaquetado de datos por dicho segundo equipo de paquete, y
seleccionar la secuencia de desempaquetado según sea designado por
dicha información de identificación durante el desempaquetado de
datos por dicho primer equipo de paquete para realizar el
desempaquetado de datos.
10. El método de tratamiento de imágenes como el
reivindicado en la reivindicación 7, que comprende:
realizar, mediante una primera unidad (11) de
tratamiento de imágenes, un tratamiento de geometría de definir un
modelo tridimensional como una combinación de figuras unitarias par
formular órdenes de dibujo con el fin de dibujar una figura
tridimensional, empaquetar las órdenes de dibujo así formuladas
mediante el segundo equipo de paquete, y enviar las órdenes
empaquetadas como un paquete de órdenes sobre un bus externo; y
desempaquetar el paquete de órdenes enviado desde
la primera unidad de tratamiento de imágenes por dicho primer equipo
de paquete, en una segunda unidad (15) de tratamiento de imágenes,
interpretar la orden de dibujo enviada como el paquete de órdenes,
y llevar a cabo el tratamiento de reproducción de escribir los
datos de píxeles en una memoria intermedia de cuadro.
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