JPH09288559A - 図形描画処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】グラフィックアクセラレータ（ＧＡ）を装備し
たシステムの図形描画処理の高速化の達成。 【解決手段】ＣＰＵ側からグラフィックアクセラレータ
のＦＩＦＯバッファにコマンドを転送して表示画面上に
描画する図形描画処理システムにおいて、ＣＰＵ側から
コマンドの転送を行う際にグラフィックアクセラレータ
側からＣＰＵ側にＦＩＦＯバッファがフル状態であるこ
とを示すハードウェア割り込みが発生されるまでは、Ｃ
ＰＵ側はステータスレジスタの参照を行うことなく、コ
マンドをＦＩＦＯバッファに転送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、図形処理システム
に関し、特に、中央処理装置（ＣＰＵ）とは別に、図形
描画処理を高速に行うために、１又は複数のプロセッサ
とメモリ等を有したグラフィックアクセラレータ（Ｇｒ
ａｐｈｉｃｓ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ；「ＧＡ」とも
いう）をハードウェアとして具備してなる図形描画方式
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の図形描画方式の従来の技術とし
て、例えば特開平５−４６５４６号公報には、命令実行
ユニットと並列動作が可能なグラフィックユニットを有
するマイクロプロセッサにおいて、パラメータの転送を
高速に実行するため、複数のパラメータのそれぞれに対
して複数段のファーストインファーストアウト（「ＦＩ
ＦＯ」という、先入れ先出し方式）バッファと１ビット
の制御フラグとパラメータ保持用レジスタを備え、その
中の１個を起動パラメータ用ＦＩＦＯバッファとして使
用し、残りの非起動パラメータ用ＦＩＦＯバッファに
は、各段毎に１ビットの更新フラグフィールドを設け、
この更新フラグで指定された非起動パラメータのみを各
々のパラメータ保持用レジスタに取り込み、起動パラメ
ータ用ＦＩＦＯバッファから起動パラメータを起動用パ
ラメータ保持用レジスタに設定することでグラフィック
ユニットを起動するようにした装置が提案されている。
なお、グラフィックユニットはグラフィック処理するた
めの各種パラメータ（座標値、メモリアドレス、モード
等）を保持するレジスタを持ち、他のユニット（整数ユ
ニット、浮動小数点ユニット）からそのパレメータを受
け取り、この中の１つのパラメータ（「起動パラメー
タ」という）レジスタがグラフィックユニットへの動作
開始を支持する役割を持ち、このパラメータの書き込み
により処理が開始される。

【０００３】上述したように、この従来の技術において
は、パラメータ毎にＦＩＦＯバッファを設けたことによ
り、グラフィックユニットが動作中でも、命令実行ユニ
ットはパラメータを転送して処理を続行することができ
る。

【０００４】さらに、制御フラグを持ち、変更しなかっ
たパラメータにも、起動パラメータ書き込み時に、その
ことを識別するフラグを書き、有効なパラメータのみパ
ラメータ保持レジスタへセットすることで、グラフィッ
クコア部がパラメータをＦＩＦＯバッファからレジスタ
へ読み出すオーバヘッドを軽減することを可能として
る。

【０００５】次に第２の従来の技術として、上記第１の
従来の技術とは相違して、パラメータの高速転送のため
の特別な装置を持たない図形処理システムがある。従
来、グラフィックアクセラレータ（ＧＡ）を使用して図
形を描画する図形処理システムでは、高速描画のために
グラフィックアクセラレータコマンド（「ＧＡコマン
ド」という）をバッファリングし、グラフィックアクセ
ラレータのＦＩＦＯバッファへ転送するが、転送の度毎
に、グラフィックアクセラレータのステータスレジスタ
を参照し、ＦＩＦＯバッファがフル（一杯）でないこと
を確認してから、コマンド転送を行っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した第１の従来の
技術は、パラメータ高速転送のための特別な装置を必要
とし、また、特別な装置を有する図形処理システムは高
価である。

【０００７】また、上記第２の従来技術は、上記第１の
従来技術のような特別な装置は必要としないものの、グ
ラフィックアクセラレータのＦＩＦＯバッファへの書き
込みについて、効率的なコマンド転送ができないという
問題がある。

【０００８】その理由は、グラフィックアクセラレータ
のＦＩＦＯバッファへ転送するたびに、グラフィックア
クセラレータの持つグラフィックアクセラレータステー
タスレジスタを直接参照して、グラフィックアクセラレ
ータへコマンドが転送できる状態であることを確認した
後に、グラフィックアクセラレータへコマンド転送を行
うため、ＣＰＵの負荷が大きいためである。すなわち、
グラフィックアクセラレータの持つグラフィックアクセ
ラレータステータスレジスタをＣＰＵ側から直接参照す
ると、該参照はＣＰＵ側の命令実行時間に比べて非常に
長い時間を要することになり、高速描画システムの実現
を阻害する要因となっている。

【０００９】また、ＣＰＵ側におけるグラフィックアク
セラレータステータスレジスタの参照回数を減らすため
に、バッファリングを行い、転送回数を減らしている
が、バッファリング過程が追加されるので、ＣＰＵの負
荷が大きくなっている。

【００１０】従って、本発明は上記事情に鑑みてなされ
たものであって、その目的は、グラフィックアクセラレ
ータを装備したシステムにおいて、図形描画処理の高速
化を達成するシステムを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の図形描画処理方式は、ＣＰＵ側からグラフ
ィックアクセラレータに描画のためのコマンド及び／又
はパラメータを転送して表示画面上に表示出力する図形
描画処理システムにおいて、前記ＣＰＵから前記グラフ
ィックアクセラレータが具備するファーストインファー
ストアウトバッファ（「ＦＩＦＯバッファ」という）に
コマンド及び／又はパラメータの転送を行う際に、前記
グラフィックアクセラレータ側から前記ＣＰＵに前記Ｆ
ＩＦＯバッファがフル状態であることを示すハードウェ
ア割り込みが発生されるまでは、前記ＣＰＵは前記グラ
フィックアクセラレータの状態を示すステータスレジス
タの参照を行うことなく、前記コマンド及び／又はパラ
メータを前記ＦＩＦＯバッファに転送することを特徴と
する。

【００１２】本発明においては、前記ＣＰＵから前記Ｆ
ＩＦＯバッファにコマンド及び／又はパラメータ情報の
転送中に、前記グラフィックアクセラレータ側から前記
ＣＰＵに前記ＦＩＦＯバッファがフル状態であることを
示すハードウェア割り込みが通知された際に、前記転送
を中断し、その後、転送を再開する際に前記ＣＰＵは前
記グラフィックアクセラレータの状態を示すステータス
レジスタの参照を行い、前記ＦＩＦＯバッファがフルで
ないことを確認した時にコマンド及び／又はパラメータ
の転送を行う、ことを特徴とする。

【００１３】また、本発明は、好ましくは、利用者プロ
グラムから指示された図形コマンドから図形の描画等を
行い、中央処理装置とは別に、図形描画処理を高速に行
うために、１又は複数のプロセッサとメモリを含むグラ
フィックアクセラレータを備え、該グラフィックアクセ
ラレータを使用して図形描画処理を行う図形処理システ
ムにおいて、利用者プログラムから図形コマンドを入力
し、該図形コマンドから、グラフィックアクセラレータ
が具備するファーストインファーストアウトバッファ
（「ＦＩＦＯバッファ」という）へ転送するグラフィッ
クアクセラレータコマンドを生成するグラフィックアク
セラレータコマンド変換手段と、前記グラフィックアク
セラレータコマンド変換手段によって生成されたグラフ
ィックアクセラレータコマンドを前記ＦＩＦＯバッファ
へ転送し、前記ＦＩＦＯバッファがフルとなった時のハ
ードウェア割り込み通知を受けて該コマンドの転送を中
断すると共に、再び転送を行う際に、グラフィックアク
セラレータステータスレジスタを参照し、該グラフィッ
クアクセラレータステータスレジスタが前記ＦＩＦＯバ
ッファがフルであることを示す状態である場合にはフル
でなくなるまで転送を待ち合わせ、該グラフィックアク
セラレータステータスレジスタが前記ＦＩＦＯバッファ
がフルでないことを示す時には前記コマンドの転送を行
うグラフィックアクセラレータコマンド転送手段と、を
有し、グラフィックアクセラレータは、前記ＦＩＦＯバ
ッファがフルになったときに、グラフィックアクセラレ
ータステータスレジスタをフル状態に設定するととも
に、前記中央処理装置側にハードウェア割り込みを上
げ、前記ＦＩＦＯバッファがフルでなくなった時にグラ
フィックアクセラレータステータスレジスタを非フル状
態に設定するファーストインファーストアウトステータ
ス情報設定手段と、前記ＦＩＦＯバッファからグラフィ
ックアクセラレータコマンドを取り出し、該コマンドか
らフレームバッファ上の描画イメージを該フレームバッ
ファに設定するグラフィックアクセラレータレンダリン
グ手段と、を有し、前記グラフィックアクセラレータス
テータスレジスタの参照回数の減少を特徴とするように
したものである。

【００１４】本発明によれば、ＣＰＵ側（図形処理シス
テム側）では、ＦＩＦＯへのコマンド転送毎のグラフィ
ックアクセラレータステータスレジスタ参照を行わず、
このためグラフィックアクセラレータステータスレジス
タの参照回数を大幅に低減している。また、図形処理シ
ステム側でバッファリングも行わないため、ＣＰＵの負
荷を軽減し、グラフィックアクセラレータへのコマンド
転送を効率的に行い、図形描画を高速に行うことができ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本発明の実
施の形態の構成を示す図である。

【００１６】図１を参照すると、本発明の実施の形態に
おいては、ＣＰＵ側の図形処理システム２０は、利用者
プログラム１０から図形コマンドが図形処理システム２
０に渡されると、グラフィックアクセラレータ（ＧＡ）
３０のファーストインファーストアウトバッファ（「Ｆ
ＩＦＯバッファ」という）３１へ転送するためのグラフ
ィックアクセラレータコマンド（「ＧＡコマンド」とい
う）を図形コマンドから生成するグラフィックアクセラ
レータコマンド変換手段（「ＧＡコマンド変換手段」と
いう）２１と、ＧＡコマンド変換手段２１によって生成
されたＧＡコマンドをＦＩＦＯバッファ３１へ転送し、
ＦＩＦＯ−フル（ＦＩＦＯバッファが一杯）の際のハー
ドウェア割り込みにより該転送を中断し、次の転送のタ
イミングにおいて、グラフィックアクセラレータ３０の
グラフィックアクセラレータステータスレジスタ（「Ｇ
Ａステータスレジスタ」という）３２を参照して、ＦＩ
ＦＯ−フル（ＦＩＦＯバッファが一杯）でなくなるまで
待ち合わせ、ＦＩＦＯ−ノット−フル（ＦＩＦＯバッフ
ァが一杯でない）なら、転送を行うグラフィックアクセ
ラレータコマンド転送手段（「ＧＡコマンド転送手
段」）２２と、を有している。

【００１７】グラフィックアクセラレータ３０は、ＦＩ
ＦＯバッファ３１と、ＧＡステータスレジスタ３２と、
ＦＩＦＯバッファ３１がフルになったとき電気信号の出
力してＧＡステータスレジスタ３２をＦＩＦＯ−フルの
状態に設定するとともに、ＣＰＵ側へハードウェア割り
込みを上げ、一方、ＦＩＦＯバッファ３１がフルでなく
なったときには、電気信号を出力してＧＡステータスレ
ジスタ３２をＦＩＦＯ−ノット−フルの状態に設定する
グラフィックアクセラレータステータス情報設定手段
（「ＧＡステータス情報設定手段」という）３３と、Ｆ
ＩＦＯバッファ３１からＧＡコマンドを取り出し、取り
だしたコマンドからフレームバッファ（ＦＲＢ）４０上
の描画イメージをＦＲＢ４０上に設定するグラフィック
アクセラレータレンダリング手段（「ＧＡレンダリング
手段」という）３４と、から構成される。

【００１８】上記した本発明の実施の形態についてより
詳細に説明すべく実施例を図２から図５を参照して詳細
に説明する。

【００１９】図２は、ＧＡコマンド変換手段２１の処理
動作の一例を模式的に示したものである。

【００２０】利用者プログラム１０では、座標値（１．
０，１．０）から（１００．０，１００．０）まで、線
幅が２．０の線を描画するために、まず“ＬＩＮＥＷＩ
ＤＴＨ”という関数をコールし、引数“２．０”を与え
ている（ＣＡＬＬ ＬＩＮＥＷＩＤＴＨ（２．０））。

【００２１】次に、“ＬＩＮＥ”という関数をコール
し、引数として始点座標値（１．０，１．０）と終点座
標値（１００．０，１００．０）を与えている（ＣＡＬ
Ｌ ＬＩＮＥ（１．０，１．０，１００．０，１００．
０））。

【００２２】利用者プログラム１０から図形コマンドを
受け取った図形処理システム２１では、“線幅２．０”
という図形コマンド２１１と、“（１．０，１．０）か
ら（１００．０，１００．０）位置に線描画”という図
形コマンド２１２とを認識し、８バイトのＧＡコマンド
２１３と、２０バイトのＧＡコマンド２１４と、を生成
する。

【００２３】線幅のＧＡコマンド２１３の最初の２バイ
トには、線幅コマンドの全バイト数を示す値の“８”が
設定されている。次の２バイトには、このコマンドが
“線幅設定コマンド”であることを、グラフィックアク
セラレータ（ＧＡ）３０に知らせるオペレーションコー
ド“３５”が設定されている。次の４バイトには、線幅
の実際のデータ“２．０”が設定される。

【００２４】続いて、線描画のＧＡコマンドを生成し、
最初の２バイトには、線描画コマンドの全バイト数を示
す“２０”が設定されている。次の２バイトには、この
コマンドが“線描画コマンド”であることをグラフィッ
クアクセラレータ（ＧＡ）３０に知らせるオペレーショ
ンコード“１７”が設定されている。次の１６バイトに
は、４バイト毎に、始点座標のｘ座標値の“１．０”、
ｙ座標値の“１．０”、終点座標値のｘ座標値の“１０
０．０”、ｙ座標値の“１００．０”が設定される。

【００２５】図３は、図形処理システム２０におけるＧ
Ａコマンド転送手段２２の処理動作の一例を示す流れ図
である。

【００２６】図３を参照すると、ステップ２２１におい
て、ＧＡコマンド変換手段２１で生成されたＧＡコマン
ドを、グラフィックアクセラレータ（ＧＡ）３０のＦＩ
ＦＯバッファ３１へ、ＦＩＦＯ−フルの通知がない限
り、転送する。

【００２７】ＦＩＦＯバッファ３１がフルになり、ＦＩ
ＦＯ−フルがＧＡステータス情報設定手段３３から割り
込みにより通知されると、ＧＡコマンド転送手段は転送
を中断する（ステップ２２２）。

【００２８】転送中断後、初めてコマンド転送するとき
のみ、ＧＡコマンド転送手段２２は、ＧＡステータスレ
ジスタ３２を参照し、ＦＩＦＯ−フル／ノット−フル状
態であるか否かのチェックを行い、フルでないこと（Ｆ
ＩＦＯ−ノット−フル）を確認してから（ステップ２２
３）、コマンド転送を行う。

【００２９】図４は、ＧＡステータス情報設定手段３３
の処理動作の一例を模式的に示す図である。

【００３０】ＦＩＦＯバッファ３１がフル（一杯）にな
った時点で、電気信号を出力して、ステップ３３１で、
ＧＡステータスレジスタを、ＦＩＦＯ−フル状態に設定
するとともに、ステップ３３２で、ＣＰＵ側へハードウ
ェア割り込みを上げる。ＦＩＦＯバッファがＦＩＦＯ−
フルとなった後においてＦＩＦＯ−ノット−フルになっ
たときは、電気信号を出力して、ステップ３３３で、Ｇ
Ａステータス情報をＦＩＦＯ−ノット−フル状態に設定
する。

【００３１】図５は、ＧＡレンダリング手段３４の処理
動作の一例を模式的に示す図である。ＧＡレンダリング
手段３４は、ＦＩＦＯバッファ３１からＧＡコマンドを
取り出し、１コマンドずつ処理する。

【００３２】まず、取り出したコマンド２１３を参照
し、コマンド長は８バイトであり、オペレーションコー
ドが“３５”であることから、これをデコードした結
果、線幅設定コマンドであると認識し、線幅レジスタ
に、“２．０”を設定する。

【００３３】グラフィックアクセラレータ（ＧＡ）３０
の処理機構は、以後、線描画コマンドを受け付けると、
線幅２．０で処理する。

【００３４】次のコマンド２１４を参照し、オペレーシ
ョンコードが“１７”であることから、線描画コマンド
であると認識し、線描画のための始点ｘ座標値レジスタ
に“１．０”、始点ｙ座標値レジスタに“１．０”、終
点ｘ座標値レジスタに“１００．０”、終点ｙ座標値レ
ジスタに“１００．０”をそれぞれ設定する。

【００３５】グラフィックアクセラレータ（ＧＡ）の処
理機構は、設定された値から、フレームバッファ（ＦＲ
Ｂ）４０上の、線の始点と終点の座標値を計算し、さら
に始点と終点をつなぐビットの描画位置を計算し、その
生成したイメージをフレームバッファ（ＦＲＢ）４０に
設定し、これにより図形表示装置５０には、始点と終点
を所定の線幅で結ぶ直線が描画出力される。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＣＰＵの負荷を軽減し、グラフィックアクセラレータへ
のコマンド転送を効率的に行い、図形描画を高速に行う
ことである。これは、従来、グラフィックアクセラレー
タへのコマンド転送時に行っていたＧＡステータスレジ
スタの参照はＣＰＵ負荷が大きかったが、本発明はＧＡ
ステータスレジスタの参照回数を大幅に減少させ、ま
た、転送時のバッファリング処理も行わないようにした
ことによる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の構成を示す図である。

【図２】本発明の実施例を説明するための図であり、Ｇ
Ａコマンド変換手段の処理の一例を模式的に示す図であ
る。

【図３】本発明の実施例を説明するための図であり、Ｇ
Ａコマンド転送手段の処理の一例を模式的に示す図であ
る。

【図４】本発明の実施例を説明するための図であり、Ｇ
Ａステータス情報設定手段の処理の一例を模式的に示す
図である。

【図５】本発明の実施例を説明するための図であり、Ｇ
Ａレンダリング手段の処理の一例を模式的に示す図であ
る。

【符号の説明】

１０ 利用者プログラム ２０ 図形処理システム ２１ グラフィックアクセラレータコマンド変換手段
（ＧＡコマンド変換手段） ２２ グラフィックアクセラレータコマンド転送手段
（ＧＡコマンド転送手段） ３０ グラフィックアクセラレータ（ＧＡ） ３１ ファーストインファーストアウトバッファ（ＦＩ
ＦＯバッファ） ３２ グラフィックアクセラレータステータスレジスタ
（ＧＡステータスレジスタ） ３３ グラフィックアクセラレータステータス情報設定
手段（ＧＡステータス情報設定手段） ３４ グラフィックアクセラレータレンダリング手段
（ＧＡレンダリング手段） ４０ フレームバッファ（ＦＲＢ） ５０ 図形表示装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＣＰＵ側からグラフィックアクセラレータ
   に描画のためのコマンド及び／又はパラメータを転送し
   て表示画面上に表示出力する図形描画処理システムにお
   いて、 前記ＣＰＵから前記グラフィックアクセラレータが具備
   するファーストインファーストアウトバッファ（「ＦＩ
   ＦＯバッファ」という）にコマンド及び／又はパラメー
   タの転送を行う際に、前記グラフィックアクセラレータ
   側から前記ＣＰＵに前記ＦＩＦＯバッファがフル状態で
   あることを示すハードウェア割り込みが発生されるまで
   は、前記ＣＰＵは前記グラフィックアクセラレータの状
   態を示すステータスレジスタの参照を行うことなく、前
   記コマンド及び／又はパラメータを前記ＦＩＦＯバッフ
   ァに転送することを特徴とする図形描画処理方式。
2. 【請求項２】前記ＣＰＵから前記ＦＩＦＯバッファにコ
   マンド及び／又はパラメータ情報の転送中に、前記グラ
   フィックアクセラレータ側から前記ＣＰＵに前記ＦＩＦ
   Ｏバッファがフル状態であることを示すハードウェア割
   り込みが通知された際に、前記転送を中断し、その後、
   転送を再開する際に前記ＣＰＵは前記グラフィックアク
   セラレータの状態を示すステータスレジスタの参照を行
   い、前記ＦＩＦＯバッファがフルでないことを確認した
   時にコマンド及び／又はパラメータの転送を行う、こと
   を特徴とする請求項１記載の図形描画処理方式。
3. 【請求項３】利用者プログラムから指示された図形コマ
   ンドから図形の描画等を行い、中央処理装置とは別に、
   図形描画処理を高速に行うために、１又は複数のプロセ
   ッサとメモリを含むグラフィックアクセラレータを備
   え、該グラフィックアクセラレータを使用して図形描画
   処理を行う図形処理システムにおいて、 利用者プログラムから図形コマンドを入力し、該図形コ
   マンドから、グラフィックアクセラレータが具備するフ
   ァーストインファーストアウトバッファ（「ＦＩＦＯバ
   ッファ」という）へ転送するグラフィックアクセラレー
   タコマンドを生成するグラフィックアクセラレータコマ
   ンド変換手段と、 前記グラフィックアクセラレータコマンド変換手段によ
   って生成されたグラフィックアクセラレータコマンドを
   前記ＦＩＦＯバッファへ転送し、前記ＦＩＦＯバッファ
   がフルとなった時のハードウェア割り込み通知を受けて
   該コマンドの転送を中断すると共に、再び転送を行う際
   に、グラフィックアクセラレータステータスレジスタを
   参照し、該グラフィックアクセラレータステータスレジ
   スタが前記ＦＩＦＯバッファがフルであることを示す状
   態である場合にはフルでなくなるまで転送を待ち合わ
   せ、該グラフィックアクセラレータステータスレジスタ
   が前記ＦＩＦＯバッファがフルでないことを示す時には
   前記コマンドの転送を行うグラフィックアクセラレータ
   コマンド転送手段と、を有し、 グラフィックアクセラレータは、 前記ＦＩＦＯバッファがフルになったときに、グラフィ
   ックアクセラレータステータスレジスタをフル状態に設
   定するとともに、前記中央処理装置側にハードウェア割
   り込みを上げ、 前記ＦＩＦＯバッファがフルでなくなった時にグラフィ
   ックアクセラレータステータスレジスタを非フル状態に
   設定するファーストインファーストアウトステータス情
   報設定手段と、 前記ＦＩＦＯバッファからグラフィックアクセラレータ
   コマンドを取り出し、該コマンドからフレームバッファ
   上の描画イメージを該フレームバッファに設定するグラ
   フィックアクセラレータレンダリング手段と、 を有し、 前記グラフィックアクセラレータステータスレジスタの
   参照回数の減少させたことを特徴とする図形描画処理方
   式。