JPH06138856A - 出力ディスプレイ・システム - Google Patents

出力ディスプレイ・システム

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JPH06138856A
JPH06138856A JP3354406A JP35440691A JPH06138856A JP H06138856 A JPH06138856 A JP H06138856A JP 3354406 A JP3354406 A JP 3354406A JP 35440691 A JP35440691 A JP 35440691A JP H06138856 A JPH06138856 A JP H06138856A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダブル・バッファリングが用いられるコンピ
ュータ・ディスプレイ・システムの動作速度を向上させ
ること。 【構成】 出力ディスプレイ；該出力ディスプレイに対
する情報の書き込みをコントロールするための装置；お
よび、ダブル・バッファ式のメモリを含んでいる出力デ
ィスプレイ・システムであって、該ダブル・バッファ式
のメモリに含まれているものは、該出力ディスプレイに
対して情報を供給するためのビデオ・ランダム・アクセ
ス・メモリの第１のバンク、該出力ディスプレイに対し
て情報を供給するためのビデオ・ランダム・アクセス・
メモリの第２のバンク、および、ある１個のフレームに
おける該出力ディスプレイの各ラインが書き込まれると
きにメモリの交番的なバンクをアドレスするための装置
である、前記の出力ディスプレイ・システム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はコンピュータのための
ディスプレイ・システムに関するものであり、より詳細
には、ダブル・バッファ式のディスプレイ・システムに
おけるフレーム・バッファに対するグラフィック情報の
転送を加速するための方法および装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータ・システムで用いられるバ
ッファ・メモリはフレーム・バッファと呼ばれるもので
あって、出力ディスプレイに対して書き込まれるべきデ
ータを記憶するためのものである。該フレーム・バッフ
ァにおける情報は、一般的には、ディスプレイに対して
ライン毎に書き込まれるものであって、ディスプレイの
上部左手のコーナから始まり、その下部右手のコーナへ
と続行するようにされる。ある１個のフレームの情報に
次のものが追従して、１秒毎に３０個のフレームを供給
するようにされる。ある１個のフレームにおける画面が
次のものにおける画面へと変化するにつれて、連続的な
動きが呈示される。これを達成するためには、フレーム
・バッファが連続的に更新されねばならない。
【０００３】代表的には、フレーム・バッファはビデオ
・ランダム・アクセス・メモリ・アレイからなるもので
あって、通常のビデオ・ランダム・アクセス・メモリと
は次の点で異なっている。即ち、メモリの読み出しおよ
び書き込みができる第１のランダム・アクセス・ポー
ト、および、出力ディスプレイをコントロールする回路
に対してピクセル・データを供給する第２のライン毎の
シリアル出力ポートを備えているという点で、通常のビ
デオ・ランダム・アクセス・メモリとは異なっている。
このような構成のために、フレーム・バッファから出力
ディスプレイに対して連続的に情報を供給しながら、該
フレーム・バッファに対する情報の書き込みが許容され
る。
【０００４】情報の受け入れおよび出力ディスプレイに
対する当該情報の転送を同時に行うというフレーム・バ
ッファの能力に起因して、ある種の困難が生じることが
ある。ある単一のフレームが供給されている間に該ディ
スプレイに供給されている情報に変化があったとする
と、ディスプレイでは１回の周期よりも多くからの情報
を呈示することになる。これはフレーム・ティア(frame
tear)と呼ばれるものである。ある１個のフレームから
次に続くものへの動きのために、ディスプレイ上で呈示
される要素が明白に歪みを生じるときにのみ、このフレ
ーム・ティアは重要なものである。これが生じたときに
は、そのための歪みにより観察者は著しく困惑すること
になる。
【０００５】フレーム・ティアを排除するために、より
高価なある種のコンピュータ・システムにおいては、ダ
ブル・バッファリングとして参照されるものが用いられ
る。このダブル・バッファリングでは２個のフレーム・
バッファを用い、その双方から出力ディスプレイをコン
トロールする回路にピクセル情報を供給する。フレーム
・バッファの一方が選択されて、出力ディスプレイのた
めの特定のフレームに情報が供給される。記憶している
情報をディスプレイに転送して間は、そのフレーム・バ
ッファに対する情報の付与はなされない。他方のフレー
ム・バッファでは、ディスプレイされるべき全ての新規
な情報を受け入れる。ディスプレイが変更されるべきと
きには、第２のフレーム・バッファが選択されて出力デ
ィスプレイにピクセル情報を転送し、第１のバッファは
新規のピクセル情報を受け入れる。このやり方によれ
ば、フレーム・バッファ内の情報がディスプレイに対し
て書き込まれているときに、フレーム・バッファに対し
てピクセル情報が書き込まれることはなくなる。このた
めに、フレーム・ティアが生じる可能性はなくなる。
【０００６】しかしながら、ダブル・バッファリングで
はフレーム・ティアが生じないものの、フレーム・バッ
ファ・メモリのために用いられるビデオ・ランダム・ア
クセス・メモリは、単一のフレーム・バッファを用いる
システムにおける程には十分に使用されることはない。
その理由は、同時に、更新され、出力ディスプレイに情
報を供給するということがないからである。ビデオ・ラ
ンダム・アクセス・メモリは高価なものであるから、ダ
ブル・バッファ式のディスプレイ・システムにおいては
メモリをより有効に用いることが所望される
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、この発明の目
的は、ダブル・バッファリングが用いられるコンピュー
タ・ディスプレイ・システムの動作速度を向上させるこ
とにある。
【０００８】この発明の別のより詳細な目的は、出力デ
ィスプレイ上での垂直ラインをより迅速に呈示する動作
をすることが、ダブル・バッファ式のコンピュータ・デ
ィスプレイ・システムに対して許容されることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明についてのこれ
らの目的およびその他の目的は、次のような出力ディス
プレイ・システムにおいて実現される。即ち、出力ディ
スプレイ；その出力ディスプレイへの情報の書き込みを
コントロールする手段；および、出力ディスプレイに情
報を供給するためのビデオ・ランダム・アクセス・メモ
リの第１のバンクと、前記出力ディスプレイに情報を供
給するためのビデオ・ランダム・アクセス・メモリの第
２のバンクと、あるフレームの出力ディスプレイの各ラ
インとしてメモリを一つおきにバンクをアドレスするた
めの手段とを有するダブル・バッファ式のメモリ；を含
んでなる出力ディスプレイ・システムで実現される。
【００１０】この発明のこれらの目的やその他の目的お
よび特徴については、以下の説明を添付の図面とともに
参照することによって、より良く理解されよう。ここで
の幾つかの図面を通して、同様な要素は同様な呼称で参
照されている。
【００１１】表記および名称 以下の詳細な説明におけるある所定の部分は、コンピュ
ータ・メモリ内のデータ・ビット上での動作について、
記号的な表現をもって呈示されている。これらの説明お
よび表現は、他の当業者に対してその作業の実体を最も
効果的に伝えるために、データ処理の技術における当業
者によって用いられる手段である。それらの動作では、
物理量についての物理的な処理が必要とされる。通常、
必ずということではないが、これらの量は電気的信号ま
たは磁気的信号の形式をとるものであって、記憶、転
送、組み合わせ、比較その他の処理が可能なものであ
る。主として通常の使用という理由のために、これらの
信号を、ビット、値、要素、記号、キャラクタ、項目、
数等として参照することが示されるときがある。しかし
ながら、ここで留意されるべきことは、これらの事項お
よび類似の事項は適当な物理量と関連するものであっ
て、これらの量に対して適用される便利なラベルという
だけのものである。
【００１２】更に、実行される処理は加算操作または比
較操作のようなこととして参照されることが多いが、こ
のようなことは、通常、オペレータによって実行される
メンタルな動作に関連している。オペレータのこのよう
な能力はこの発明の一部を形成するものとしてここで説
明される動作（この動作はマシンによる動作である）の
いずれに対しても、その大方の場合において必要とされ
たり所望されたりするものではない。この発明の動作を
実行するために有用なマシンに含まれているものは、汎
用のデジタル・コンピュータまたは他の類似のデバイス
である。全ての場合において、コンピュータを動作させ
るときの動作方法と演算それ自体の方法との間の区別に
ついて留意されるべきである。この発明は、電気的また
はその他の（例えば機械的、化学的）物理的信号を処理
して、他の所望の物理的信号を発生させるようにコンピ
ュータを動作させるための装置および方法のステップに
関するものである。
【００１３】
【実施例】ここで図１を参照すると、先行技術に従って
構成された出力ディスプレイ・システム１０が例示され
ている。このディスプレイ・システム１０に含まれてい
るものは、第１のフレーム・バッファ１２および第２の
フレーム・バッファ１３である。各フレーム・バッファ
１２および１３は、代表的には、単一バンクのメモリ・
デバイスである。このために、単一バンク０によりバッ
ファ１２が構成され、単一バンク１によりバッファ１３
が構成される。フレーム・バッファ１２および１３は、
代表的にはビデオ・ランダム・アクセス・メモリから構
成されており、また、それらが２ポートとして参照され
るようなアドレス操作手段を備えて構成されている。本
質的にこれの意味することは、フレーム・バッファ１２
および１３の各々に含まれているものは、メモリ内の記
憶位置に対してランダム・アクセスをするアドレス操作
のための第１の手段、および、情報のラインが出力ディ
スプレイ上での呈示のために与えられるようにメモリを
シリアルにアクセスするための第２の手段である、とい
うことである。
【００１４】また、このディスプレイ・システム１０に
はフレーム・バッファ１２または１３の特定のものを選
択するための回路も含まれていて、ランダム・アクセス
に基づく情報の書き込みまたは読み取りをするようにさ
れる。この図での目的のために２個のバッファ１２およ
び１３をランダム・アクセスするための回路がバンク・
セレクト回路１５によって表されているが、その詳細は
この発明の理解に対して重要なことではなく、また、こ
れは当業者には周知のことである。バッファ１２および
１３の出力部において例示されているマルチプレクサ１
７は、バッファ１２および１３からのライン対応のシリ
アル出力を生成して、それらのバッファの間での選択を
するための回路を表している。このライン対応のシリア
ル出力はディスプレイ・コントロール回路１８によって
出力ディスプレイ２０に転送される。
【００１５】その動作において、ディスプレイ・バッフ
ァ１２または１３の一方の情報が、１個の完全なフレー
ムがディスプレイ２０に転送されるまで、一時に１ライ
ンずつ送出される。例えば、ディスプレイ２０が物理的
バンク０からのバッファ１２がディスプレイされている
ものとする。バッファ１２からの転送期間中に、ディス
プレイ２０を更新するための情報が、バッファ１３内の
選択されたアドレスに対して、バンク・セレクト回路１
５によって与えられる。フレーム・バッファ１２からデ
ィスプレイ２０に１個の完全なフレームが書き込まれた
ときには、回路１７はバッファ１３を選択して、その中
のディスプレイ情報をディスプレイ２０に伝送する。バ
ッファ１３のシリアル・ポートからディスプレイ２０に
対して情報が実際に伝送されている期間中は、どのよう
な新規の更新情報でも回路１５によりバッファ１２に対
して加えられる。
【００１６】ディスプレイ２０がバッファから更新され
ている期間中は、そのバッファからの情報の伝送はなさ
れないことから、ディスプレイ２０上で呈示される情報
の各フレームは、そのフレームが呈示されている瞬時点
には正しい情報を含んでいるバッファから与えられる。
この結果として、このようなシステムを用いることによ
り ｆｒａｍｅ ｔｅａｒ が生じることはない。
【００１７】しかしながら、ここで認識されることは、
フレーム・バッファ１２および１３の各々は２ポート化
されていて、情報がそのシリアル出力ポートを介してデ
ィスプレイ２０に伝送されているときに、そのランダム
・アクセス・ポートを介して情報を受け入れることが可
能にされていることである。このことは、言うまでもな
く、単一のフレームを用いるシステムが動作する際の代
表的な態様である。かくして、双方のポートがダブル・
バッファ式のシステムにおいて同時に用いられていなく
ても、代表的なシステムにおけるそれらの使用の利便性
のために、２個のポートは残されることになる。ただ
し、単一バッファ式のシステムにおけるその使用と対比
されるときには、その回路は明かに少なく使用されてい
る。
【００１８】この発明においては、ダブル・バッファ式
のシステムにおいて用いられるメモリの各バンクが更新
され、出力ディスプレイに対して同時に情報を供給する
ように、フレーム・バッファには代表的な２ポート化し
たアクセス操作手段が使用される。この発明によれば、
フレーム・ティアが生じないようなダブル・バッファリ
ングの利点を残しながら、この同時的な使用が許容され
る。このことは、ダブル・バッファ式のディスプレイ・
システムとして代表的な２個の物理的なバンクからなる
メモリを、個別のフレーム・バッファとしてではなく、
２個のフレーム・バッファを構成しているバンクとして
扱うことによって達成される。ある意味では、その２個
のフレーム・バッファは仮想的なフレーム・バッファ・
メモリとして考えることが可能であり、また、それらが
存在する２バンクのメモリはその２個の仮想的なフレー
ム・バッファに対して記憶をさせるために用いられる物
理的なフレーム・バッファ・メモリとして考えることが
可能である。
【００１９】このようなシステムのアドレス操作回路を
配列する際には、各フレーム・バッファに対するメモリ
の２個のバンクの各々において、メモリの交番的なライ
ンが用いられる。図２には、このような配列が例示され
ている。この図２において、物理的なビデオ・ランダム
・アクセス・メモリにおける２個の単一バンク１および
２の双方が、２個の仮想的なフレーム・バッファの交番
的なラインを含んで示されている。第１のフレーム・バ
ッファ０は、１個のメモリ・バンク０の第１のライン０
からなるように考えることができる。そして、第２のメ
モリ・バンク１内では第２のライン１、第１のメモリ・
バンク０内では第３のライン２、第２のメモリ・バンク
１内では第４のライン３、と考えることができる。以下
同様にして、メモリ・バンクの各々における交番的なラ
インを通して考えることができる。かくして、フレーム
・バッファの交番的なラインが交番的なメモリ・バンク
内に存在することを除いて、その第１のフレーム・バッ
ファ０には、代表的なダブル・バッファ式のディスプレ
イ・システムにおいて用いられる代表的なフレーム・バ
ッファの場合と同数のラインが含まれている。前記と同
様な態様で、第２のフレーム・バッファ１は、メモリ・
バンク１における第１のライン０からなるように考える
ことができる。そして、メモリ・バンク０内では第２の
ライン１、メモリ・バンク１内では第３のライン２、メ
モリ・バンク０内では第４のライン３、と考えることが
できる。以下同様にして、メモリ・バンクの各々におけ
る交番的なラインを通して考えることができる。第１の
フレーム・バッファ０と同様に、フレーム・バッファの
交番的なラインが交番的なメモリ・バンク内に存在する
ことを除いて、その第２のフレーム・バッファ１には、
ダブル・バッファ式のディスプレイ・システムにおいて
用いられる代表的なフレーム・バッファの場合と同数の
ラインが含まれている。
【００２０】ピクセルのフレームが出力ディスプレイに
書き込まれるときには、そのフレームの全てのラインは
同一のフレーム・バッファ（例えば、フレーム・バッフ
ァ０）から渡される。ただし、そのフレームの第１のラ
インはメモリの一方のバンク（例えば、バンク０）から
書き込まれ、そのフレームの次に続くラインはバンク１
から書き込まれる。これに次いで、第３のラインはバン
ク０から書き込まれ、第４のラインはバンク１から書き
込まれる。ディスプレイのための任意個別のフレーム・
バッファから任意個別のフレームが書き込まれる時間に
わたって、この作業が続行される。その当の時間の間
は、この仮想的なフレーム・バッファ０を構成するメモ
リの２個のバンクにおける、それらの特定のラインを更
新するための情報が書き込まれることはない。この理由
のために、第１のフレーム内で ｆｒａｍｅ ｔｅａｒ
が生じることはない。これに対して、ディスプレイに対
して書き込まれている仮想的なフレーム・バッファ０内
には存在しないメモリの２個のバンクにおけるそれらの
ラインは、この第１のフレームがディスプレイに対して
書き込まれている間の更新が可能である。
【００２１】同様な態様において、更新されたフレーム
がディスプレイ上で呈示されようとするときには、この
フレームをディスプレイに供給するために第２の仮想的
なフレーム・バッファ１が用いられる。かくして、更新
されたまたは第２のフレームにおける第１のライン０
は、メモリの他方のバンク（即ち、バンク１）から書き
込まれる。そのフレームにおいて次に続くライン１はバ
ンク０から書き込まれる。第３のライン２はバンク１か
ら書き込まれ、また、第４のライン３はバンク０から書
き込まれる。この個別のフレームが書き込まれている時
間にわたってこのシーケンスが続行される。先行のフレ
ーム・バッファについては、第２のフレーム・バッファ
を構成する物理的なメモリの２個のバンクにおけるそれ
らのラインを更新するための情報が書き込まれることは
ない。この理由のために、第２のフレームにおいて ｆ
ｒａｍｅ ｔｅａｒ が生じることはない。これに対し
て、ディスプレイに対して書き込まれている第２の仮想
的なフレーム・バッファ内には存在しない２個のバンク
におけるそれらのラインは、この第２のフレームがディ
スプレイに対して書き込まれている間の更新が可能であ
る。代表的なダブル・バッファ式のディスプレイ・シス
テムの場合と同じ利点をもたらすだけのディスプレイを
するフレーム・バッファのアクセスにおいては、これは
極めて繁雑なやり方のようにみえるけれども、この発明
のシステムによれば、先行技術のシステムを超えた確実
な利点がもたらされる。当業者によって認識されること
は、従来のフレーム・バッファを用いるときに、垂直方
向におけるディスプレイの動作が極めて遅いということ
である。この発明においては、ディスプレイ上で水平以
外のラインを描く際の著しい利点がもたらされる。例え
ば、従来の配列においては、垂直のラインがフレーム・
バッファに対して書き込まれているときに、第１のピク
セルを第１のラインに書き込むためにアドレス操作回路
が用いられる。その当のピクセルが書き込まれた後で、
そのアドレス操作回路は、次に続くライン上の第２のピ
クセルをアクセスするために用いられる。第１のピクセ
ルが第１のバンクに書き込まれ、その動作が完了するの
に先だって、第２のピクセルが第２のバンクに書き込ま
れるように、この発明においては２個の異なるバンクが
含まれている。これにより、フレーム・バッファに対し
て垂直または他の水平ではないラインを書き込むため
に、書き込み動作のインタリーブが許容されることであ
る。このために、同じ仮想的なフレーム・バッファにお
ける交番的なバンクの書き込みが、従来のダブル・バッ
ファ式のシステムのそれの半分の長さになる。
【００２２】その動作に対するタイミング図の精査をす
ることから、その利点は明白なことである。例えば、図
３における上部２本のタイミング図から認められるよう
に、先行技術の代表的なフレーム・バッファにおいて
は、リード（読み取り）およびライト（書き込み）の機
能はシリアルな態様で生起できるだけである。更に、デ
ィスプレイ上で描かれている、または、フレーム・ティ
アが生じるバッファに対しては情報を書き込めないこと
から、一時にアドレスできるものは２個のフレーム・バ
ッファの中の一方だけである。図３のタイミング図にお
ける第２のラインには、代表的なフレーム・バッファの
動作において逐次の書き込みのアクセスに対して必要と
されるサイクルが例示されている。
【００２３】これに対して、この発明の配列において
は、仮想的なフレーム・バッファの交番的な列がビデオ
・ランダム・アクセス・メモリの異なるバンク内に現れ
るために、例えば、水平ではないラインに対する書き込
み動作が生じるときには、逐次的なアクセスにおける情
報が異なるバンクに指向される。メモリの異なるバンク
が逐次的な読み取りまたは書き込み動作のために用いら
れることから、これらの機能が達成される周期をオーバ
ラップさせることができる。これが例示されているもの
は、図３におけるタイミング図の中間のペアである。書
き込み動作が生じて、アクセス・ライン上での情報が利
用可能になる。一旦第１の書き込み動作が開始される
と、メモリの他方のバンクに対する第２の書き込み動作
が始まって、第１のメモリ・バンクに対する書き込み動
作にオーバラップする。更に、図３におけるタイミング
図の最下位のペアにおいて例示されているように、２個
のバンクの各々に対してパラレルに書き込むことも可能
である。ただし、これによるときは、やや複雑なアクセ
ス操作回路が必要とされる。かくして、図３に示されて
いるタイミング図から明かであるように、この発明によ
るフレーム・バッファの動作のための時間は、先行技術
の代表的なダブル・バッファ式のシステムにおいて同じ
機能を達成させるために必要とされる時間に対してほぼ
半分になる。
【００２４】この発明による回路は図２に例示されてい
るが、これは、インタリーブしたランダム・アクセス動
作をするために、仮想的なフレーム・バッファに対して
用いられるメモリのバンクをアクセスするためのもので
ある。ここで認められるように、２個のポートのいずれ
かに対するメモリ・バンクのアクセスをするときには、
バッファ・セレクト信号（これは、２個の仮想的なフレ
ーム・バッファの一方または他方を意味する単一のビッ
トで良い）およびＹアドレスの最下位ビットが、排他的
ＯＲ（ＸＯＲ）ゲート２２に対して加えられる。このＹ
アドレスの最下位ビットが０で終端するときには、バッ
ファ・セレクト値が出されて選択を達成するようにされ
る。これに対して、Ｙアドレスの最下位ビットが１であ
るときには、バッファ・セレクト信号の値が補数化され
る。中間のラインが０で終端するときには、正常なフレ
ーム・バッファに対する全ての他のＹアドレスが１で終
端することから、全ての他のラインにおいてそのバッフ
ァ・セレクト・アドレスが補数化される。この補数化の
操作により、２個のバンク間で交番するようにライン対
応に基づくアクセスがなされる。
【００２５】出力ディスプレイに対して情報の書き込み
をするために、ディスプレイ・ライン・カウンタによっ
て供給される最下位ビットとともに、ディスプレイ・バ
ッファ・セレクト信号が排他的ＯＲ回路２３に加えられ
る。この動作によって生成された値は、ディスプレイに
対して伝送されるべきラインに対するメモリの適切なバ
ンクを選択するために用いられる。
【００２６】この発明は好適な実施例によって説明され
たけれども、ここで理解されることは、当業者であれ
ば、この発明の精神および範囲から逸脱することなく、
種々の修正および変更をすることができる。従って、こ
の発明はその特許請求の範囲の記載によって評価される
べきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のダブル・バッファ式の出力ディスプレイ
を例示するブロック図である。
【図２】この発明に従って構成されたダブル・バッファ
式の出力ディスプレイを例示するブロック図である。
【図３】この発明を理解する際に有用なタイミング図で
ある。
【符号の説明】
１０ −−出力ディスプレイ・システム １２ −−第１のフレーム・バッファ １３ −−第２のフレーム・バッファ １５ −−バンク・セレクト回路 １７ −−マルチプレクサ １８ −−ディスプレイ・コントロール回路 ２０ −−出力ディスプレイ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】出力ディスプレイへの情報の書き込みをコ
    ントロールする手段、および前記出力ディスプレイへ情
    報を供給するビデオ・ランダム・アクセス・メモリの第
    １のバンクと、前記出力ディスプレイへ情報を供給する
    ビデオ・ランダム・アクセス・メモリの第２のバンク
    と、フレームにおける前記出力ディスプレイの各ライン
    が前記出力ディスプレイに書き込まれる任意のフレーム
    が前記メモリの２個のバンクからのインタリーブされた
    ラインによって与えられるように、メモリに交番的にバ
    ンクをアドレスする手段を備えた出力ディスプレイに書
    き込むための出力ディスプレイ・システム。
  2. 【請求項２】ディスプレイされるべきピクセル情報の任
    意のフレームがメモリの２個のバンクの交番するライン
    に記憶されるように、ランダム・アクセス・ポートを用
    いてビデオ・ランダム・アクセス・メモリの第１および
    第２のバンクをアクセスするステップ、および、該メモ
    リの２個のバンクにおいて交番するラインの記憶を出力
    ディスプレイによってディスプレイするために、シリア
    ル・アクセス・ポートを用いて情報の転送をするステッ
    プとからなる出力ディスプレイに書き込むためのダブル
    ・バッファ式の出力ディスプレイ・システムに与えるピ
    クセル情報を記憶するための方法。
JP35440691A 1990-12-21 1991-12-20 フレーム・バッファ・システムおよび書き込み方法 Expired - Fee Related JP3243724B2 (ja)

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