JPH1069394A - オブジェクト指向言語プログラム由来の中間コードデータストリーム、またはマルチメディアデータストリームの処理システム及び方法 - Google Patents
オブジェクト指向言語プログラム由来の中間コードデータストリーム、またはマルチメディアデータストリームの処理システム及び方法Info
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- JPH1069394A JPH1069394A JP9147592A JP14759297A JPH1069394A JP H1069394 A JPH1069394 A JP H1069394A JP 9147592 A JP9147592 A JP 9147592A JP 14759297 A JP14759297 A JP 14759297A JP H1069394 A JPH1069394 A JP H1069394A
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- G06F9/4843—Task transfer initiation or dispatching by program, e.g. task dispatcher, supervisor, operating system
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- G06F9/06—Arrangements for program control, e.g. control units using stored programs, i.e. using an internal store of processing equipment to receive or retain programs
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マルチメディア環境の下で効率的なデータ
処理が可能な、中間コードデータストリームの処理シス
テム及び方法を提供する。 【解決手段】 オブジェクト指向言語プログラムをコン
パイルした中間コードの入力ストリームをリアルタイム
で効率的に処理する本発明のシステムは、並列処理のた
めに設けられた複数のプロセッサコアを含む。コアのい
くつかは、映像圧縮データ解凍、逆ＤＣＴ等のマルチメ
ディアメソッドの実行用として最適化されたものであ
る。このシステムは、中間コードからオブジェクト、ス
レッドを再構築し、それぞれを並列処理のため適当なハ
ードウェアソースに転送する仮想マシン機構のプログラ
ムを有する。このシステムは、オブジェクト指向のパラ
ダイムをクライアントの実行ハードウェア及びＯ．Ｓ．
を通して拡張し、中間コードの移植性を保持しつつ、専
用／並列プロセッサ使用の利点を付加する。
処理が可能な、中間コードデータストリームの処理シス
テム及び方法を提供する。 【解決手段】 オブジェクト指向言語プログラムをコン
パイルした中間コードの入力ストリームをリアルタイム
で効率的に処理する本発明のシステムは、並列処理のた
めに設けられた複数のプロセッサコアを含む。コアのい
くつかは、映像圧縮データ解凍、逆ＤＣＴ等のマルチメ
ディアメソッドの実行用として最適化されたものであ
る。このシステムは、中間コードからオブジェクト、ス
レッドを再構築し、それぞれを並列処理のため適当なハ
ードウェアソースに転送する仮想マシン機構のプログラ
ムを有する。このシステムは、オブジェクト指向のパラ
ダイムをクライアントの実行ハードウェア及びＯ．Ｓ．
を通して拡張し、中間コードの移植性を保持しつつ、専
用／並列プロセッサ使用の利点を付加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルコンピュ
ータハードウェア及びソフトウェアの分野に関し、特
に、マルチメディアデータをリアルタイムで処理するた
めのオブジェクト指向マルチメディアアーキテクチャに
関する。
ータハードウェア及びソフトウェアの分野に関し、特
に、マルチメディアデータをリアルタイムで処理するた
めのオブジェクト指向マルチメディアアーキテクチャに
関する。
【０００２】
【発明の背景】マルチメディアシステムは、音声、グラ
フィックス、動画、画像、音声及びフルモーションビデ
オのような様々な情報ソースを、多様なアプリケーショ
ンと結合する。一般にマルチメディアとは、歴史的に別
れて存在してきた３つの産業分野、即ちコンピューティ
ング、通信、及び放送を新たに組み合わせたものを意味
する。マルチメディアシステムを特徴付けるのは、音
声、映像及び動画のような“連続的な”メディアを組み
込んでいることである。分散型マルチメディアシステム
は、例えば遠隔地のカメラからの画像信号ストリームの
画像表示（playout）のように、比較的長時間に亘る連
続的なデータ伝送、メディア同期化、大容量記憶、その
他の高度な技術を必要とする。
フィックス、動画、画像、音声及びフルモーションビデ
オのような様々な情報ソースを、多様なアプリケーショ
ンと結合する。一般にマルチメディアとは、歴史的に別
れて存在してきた３つの産業分野、即ちコンピューティ
ング、通信、及び放送を新たに組み合わせたものを意味
する。マルチメディアシステムを特徴付けるのは、音
声、映像及び動画のような“連続的な”メディアを組み
込んでいることである。分散型マルチメディアシステム
は、例えば遠隔地のカメラからの画像信号ストリームの
画像表示（playout）のように、比較的長時間に亘る連
続的なデータ伝送、メディア同期化、大容量記憶、その
他の高度な技術を必要とする。
【０００３】マルチメディアシステムについては、様々
な用途における新たな改善された利用方法が見いだされ
ている。その例を挙げると、セットトップボックス（se
t top box）及び対話型テレビ、マルチメディアライブ
ラリ（データベース）、ポータブルコンピュータ、ゲー
ムマシン、進歩的なポータブルデジタル機器、移動端
末、及びワールドワイドウェブページなどがある。マル
チメディアアプリケーションにおいて使用される大量の
データ、及びリアルタイムまたはリアルタイムに近い状
態でデータの処理の必要性は、ハードウェア及びソフト
ウェア双方のシステム設計者にとっての技術的課題を投
げかける。これらの課題は、圧縮アルゴリズムや、特殊
目的ハードウェアプロセッサのような様々な異なる技術
分野の最前線において取り扱われている。マルチメディ
アアプリケーションの複雑さは、コンピュータシステム
の全ての構成要素にとっての負担となる。マルチメディ
アデータの処理には、グラフィックス、データ変換、及
びデータ圧縮等を行うために非常に充実した処理能力が
必要である。このためのアーキテクチャは、極めて大き
なバスのバンド幅及び効率的なＩ／Ｏを備えていなけれ
ばならないということは明らかである。また、マルチメ
ディアオペレーティングシステムは、新たなデータの
型、リアルタイムスケジューリング処理、及び高速割り
込み処理をサポートしたものであるべきである。
な用途における新たな改善された利用方法が見いだされ
ている。その例を挙げると、セットトップボックス（se
t top box）及び対話型テレビ、マルチメディアライブ
ラリ（データベース）、ポータブルコンピュータ、ゲー
ムマシン、進歩的なポータブルデジタル機器、移動端
末、及びワールドワイドウェブページなどがある。マル
チメディアアプリケーションにおいて使用される大量の
データ、及びリアルタイムまたはリアルタイムに近い状
態でデータの処理の必要性は、ハードウェア及びソフト
ウェア双方のシステム設計者にとっての技術的課題を投
げかける。これらの課題は、圧縮アルゴリズムや、特殊
目的ハードウェアプロセッサのような様々な異なる技術
分野の最前線において取り扱われている。マルチメディ
アアプリケーションの複雑さは、コンピュータシステム
の全ての構成要素にとっての負担となる。マルチメディ
アデータの処理には、グラフィックス、データ変換、及
びデータ圧縮等を行うために非常に充実した処理能力が
必要である。このためのアーキテクチャは、極めて大き
なバスのバンド幅及び効率的なＩ／Ｏを備えていなけれ
ばならないということは明らかである。また、マルチメ
ディアオペレーティングシステムは、新たなデータの
型、リアルタイムスケジューリング処理、及び高速割り
込み処理をサポートしたものであるべきである。
【０００４】歴史的に、データ処理技術は、単に文字デ
ータのみが組み込まれた環境から発展してきた。コンピ
ュータグラフィックス及び他のマルチメディア要素は、
この分野において比較的新しいものである。旧来のコン
ピュータシステムも、リニアまたは“フラット”処理に
より特徴付けられる。コンピュータは、文字の集まりに
基づいて演算を施される、予め定められた一連の命令を
逐次実行した。多くの場合、バッチ処理が用いられた。
コンピュータプロセッサが、歴史的に汎用プロセッサで
あったということを背景として意識しておくことも重要
である。即ち、コンピュータは、アプリケーションプロ
グラムにより実現される特定の機能ならば、いかなるも
のでも実行できるように設計されたのである。ただ一つ
比較的例外に属するのは、特殊なニーズを満たすために
開発された“専用プロセッサ”であった。従って、従来
のコンピュータアーキテクチャは、プログラマーがかい
た一連の命令ならば、いかなるものでも実行できるよう
に設計されていたのである。このような特定の用途は、
システム設計者に前もって知られていたものではなく、
従って、システムアーキテクチャを特定のアプリケーシ
ョンに対して最適化することはできなかった。このた
め、汎用コンピュータは、その用途において柔軟性を有
するが、そのことが性能面での限界を生じさせていた。
ータのみが組み込まれた環境から発展してきた。コンピ
ュータグラフィックス及び他のマルチメディア要素は、
この分野において比較的新しいものである。旧来のコン
ピュータシステムも、リニアまたは“フラット”処理に
より特徴付けられる。コンピュータは、文字の集まりに
基づいて演算を施される、予め定められた一連の命令を
逐次実行した。多くの場合、バッチ処理が用いられた。
コンピュータプロセッサが、歴史的に汎用プロセッサで
あったということを背景として意識しておくことも重要
である。即ち、コンピュータは、アプリケーションプロ
グラムにより実現される特定の機能ならば、いかなるも
のでも実行できるように設計されたのである。ただ一つ
比較的例外に属するのは、特殊なニーズを満たすために
開発された“専用プロセッサ”であった。従って、従来
のコンピュータアーキテクチャは、プログラマーがかい
た一連の命令ならば、いかなるものでも実行できるよう
に設計されていたのである。このような特定の用途は、
システム設計者に前もって知られていたものではなく、
従って、システムアーキテクチャを特定のアプリケーシ
ョンに対して最適化することはできなかった。このた
め、汎用コンピュータは、その用途において柔軟性を有
するが、そのことが性能面での限界を生じさせていた。
【０００５】マルチメディアアプリケーションの進歩
は、幾つかの異なるハードウェア及びソフトウェア分野
における開発に刺激を与えてきた。例えば、マルチメデ
ィアアプリケーションにおいて大量のデータが必要とな
ることで、圧縮／解凍技術の進歩がもたらされてきた。
画像データや音声データの圧縮の標準規格であるＪＰＥ
Ｇ標準及びＭＰＥＧ標準の開発を我々は目撃してきた。
ＭＰＥＧ２は、現在多くのコンピュータにおいて実現さ
れている動画の符号化の標準規格である。ごく最近、我
々は、マルチメディアデータの“ストリーム処理”のた
めのソフトウェアの改善を目撃した。例えば、Ｊａｖａ
（登録商標）の非同期イメージモデルにより、イメージ
データをインターネットに送り込むことが可能となっ
た。これが意味するのは、クライアントマシンの“アプ
レット”が、データが利用可能になると画像上で動作を
開始できるということである。この能力がなければ、マ
ルチメディアデータのダウンロードが終了するまで、そ
の動作のデータが表示されるのをユーザは待たなければ
ならないが、この能力があれば、そのデータをそのまま
利用できる。このような機能は発揮できるものの、Ｊａ
ｖａ環境は、依然としてリアルタイム動作ではなく、そ
の対話機能（interactivity）には限界がある。マルチ
メディアデータの処理におけるこの限界をもたらしたも
のは、一つにはデータの質のためであり、また一つには
解凍及びグラフィックス操作のような必要なオペレーシ
ョンの数多くが計算集約的であるという事実のためであ
る。より高速のマイクロプロセッサを使用することには
幾つかの利点があった。実際にワールドワイドウェブの
著しい普及の理由の１つは、マイクロプロセッサ技術の
進歩であるとしなければならない。それにも関わらず、
インテル社Ｘ８６．Ｐ５．Ｐ６のような現在のマイクロ
プロセッサは、依然として汎用プロセッサなのである。
このようなプロセッサが、マルチメディアの用途に最適
化されるのは、仮にあったとしても、極限られた場合だ
けである。更なる改善をもたらすためには、コプロセッ
サのような特別なハードウェアの使用のみならず、ハー
ドウェアをより効率的に編成するようなアーキテクチャ
の改良が必要となる。
は、幾つかの異なるハードウェア及びソフトウェア分野
における開発に刺激を与えてきた。例えば、マルチメデ
ィアアプリケーションにおいて大量のデータが必要とな
ることで、圧縮／解凍技術の進歩がもたらされてきた。
画像データや音声データの圧縮の標準規格であるＪＰＥ
Ｇ標準及びＭＰＥＧ標準の開発を我々は目撃してきた。
ＭＰＥＧ２は、現在多くのコンピュータにおいて実現さ
れている動画の符号化の標準規格である。ごく最近、我
々は、マルチメディアデータの“ストリーム処理”のた
めのソフトウェアの改善を目撃した。例えば、Ｊａｖａ
（登録商標）の非同期イメージモデルにより、イメージ
データをインターネットに送り込むことが可能となっ
た。これが意味するのは、クライアントマシンの“アプ
レット”が、データが利用可能になると画像上で動作を
開始できるということである。この能力がなければ、マ
ルチメディアデータのダウンロードが終了するまで、そ
の動作のデータが表示されるのをユーザは待たなければ
ならないが、この能力があれば、そのデータをそのまま
利用できる。このような機能は発揮できるものの、Ｊａ
ｖａ環境は、依然としてリアルタイム動作ではなく、そ
の対話機能（interactivity）には限界がある。マルチ
メディアデータの処理におけるこの限界をもたらしたも
のは、一つにはデータの質のためであり、また一つには
解凍及びグラフィックス操作のような必要なオペレーシ
ョンの数多くが計算集約的であるという事実のためであ
る。より高速のマイクロプロセッサを使用することには
幾つかの利点があった。実際にワールドワイドウェブの
著しい普及の理由の１つは、マイクロプロセッサ技術の
進歩であるとしなければならない。それにも関わらず、
インテル社Ｘ８６．Ｐ５．Ｐ６のような現在のマイクロ
プロセッサは、依然として汎用プロセッサなのである。
このようなプロセッサが、マルチメディアの用途に最適
化されるのは、仮にあったとしても、極限られた場合だ
けである。更なる改善をもたらすためには、コプロセッ
サのような特別なハードウェアの使用のみならず、ハー
ドウェアをより効率的に編成するようなアーキテクチャ
の改良が必要となる。
【０００６】ある種の特別なハードウェアは、この必要
性を取り扱うべく開発されてきた。例えば、デジタルシ
グナルプロセシング（ＤＳＰ）集積回路は、リアルタイ
ムで音声データを処理するものとして知られている。Ｄ
ＳＰデバイスは、パーソナルコンピュータをアップグレ
ードするためのアドオン型“サウンドボード”において
実現されていることがある。ビデオランダムアクセスメ
モリ（ＶＲＡＭ）デバイスはスクリーンディスプレイの
リフレッシュ速度を改善するものとして知られている。
パーソナルコンピュータにおいてディスプレイバンド幅
を改善することによりスクリーンリフレッシュを改善す
る回路基板である“ビデオボード”上に、ＶＲＡＭが実
現されていることが多い。しかし、このような専用プロ
セッサ及びメモリは、従来の汎用プロセッサアーキテク
チャのコンテキストにおいて設けられるものであること
から、その利点も限定されたものとなる。業界の用語で
は、このようなタイプのコプロセッサを、既存のアーキ
テクチャに“ボルト留め”するという。このようなシス
テムでは、依然として１個の汎用プロセッサの制御のも
と、フラットデータストリームとして処理しているのが
常である。従って、マルチメディアアプリケーションを
リアルタイムで処理すべく、様々なハードウェア及びソ
フトウェア技術をより効率的に利用する新たなアーキテ
クチャに対する必要性は依然として存在するのである。
性を取り扱うべく開発されてきた。例えば、デジタルシ
グナルプロセシング（ＤＳＰ）集積回路は、リアルタイ
ムで音声データを処理するものとして知られている。Ｄ
ＳＰデバイスは、パーソナルコンピュータをアップグレ
ードするためのアドオン型“サウンドボード”において
実現されていることがある。ビデオランダムアクセスメ
モリ（ＶＲＡＭ）デバイスはスクリーンディスプレイの
リフレッシュ速度を改善するものとして知られている。
パーソナルコンピュータにおいてディスプレイバンド幅
を改善することによりスクリーンリフレッシュを改善す
る回路基板である“ビデオボード”上に、ＶＲＡＭが実
現されていることが多い。しかし、このような専用プロ
セッサ及びメモリは、従来の汎用プロセッサアーキテク
チャのコンテキストにおいて設けられるものであること
から、その利点も限定されたものとなる。業界の用語で
は、このようなタイプのコプロセッサを、既存のアーキ
テクチャに“ボルト留め”するという。このようなシス
テムでは、依然として１個の汎用プロセッサの制御のも
と、フラットデータストリームとして処理しているのが
常である。従って、マルチメディアアプリケーションを
リアルタイムで処理すべく、様々なハードウェア及びソ
フトウェア技術をより効率的に利用する新たなアーキテ
クチャに対する必要性は依然として存在するのである。
【０００７】以上、マルチメディアアプリケーション及
びコンテンツの成長やリアルタイム対話機能に対する必
要性が、マルチメディアデータを伝送し処理するための
より強力な計算能力及びより広いデータ通信バンド幅の
必要性をいかに高めてきたかについて説明してきた。例
えばＩＳＤＮ及びＴ−１ラインの使用の拡大のような、
既存の巨大な有限バンド幅の通信インフラストラクチャ
による通信チャネルバンド幅の拡大は、通信上の助けに
はなるが、このようなインフラは高価で、依然として限
定された地域でしか使用することができない。また、実
質的に通信バンド幅が使用可能な場合ですら、クライア
ントマシンの処理能力には依然として限られたものであ
る。
びコンテンツの成長やリアルタイム対話機能に対する必
要性が、マルチメディアデータを伝送し処理するための
より強力な計算能力及びより広いデータ通信バンド幅の
必要性をいかに高めてきたかについて説明してきた。例
えばＩＳＤＮ及びＴ−１ラインの使用の拡大のような、
既存の巨大な有限バンド幅の通信インフラストラクチャ
による通信チャネルバンド幅の拡大は、通信上の助けに
はなるが、このようなインフラは高価で、依然として限
定された地域でしか使用することができない。また、実
質的に通信バンド幅が使用可能な場合ですら、クライア
ントマシンの処理能力には依然として限られたものであ
る。
【０００８】ハードウェア能力や、圧縮アルゴリズム等
における技術的進歩は、それぞれの幾らか役立つもので
はあるが、これらの断片的な進歩は、それぞれが協調し
て機能しないために改善のレベルも限定されたものに過
ぎない。このことの一つの例には、ビデオボードのよう
な様々な“アクセラレータ”は、唯１つの汎用プロセッ
サに依存する旧式のアーキテクチャに単にボルト留めさ
れているに過ぎない、という上述の事実がある。従来の
並列コンピュータ処理のコンセプトは、移植性がないた
め、実際にマルチメディア環境に適用するのは困難であ
る。
における技術的進歩は、それぞれの幾らか役立つもので
はあるが、これらの断片的な進歩は、それぞれが協調し
て機能しないために改善のレベルも限定されたものに過
ぎない。このことの一つの例には、ビデオボードのよう
な様々な“アクセラレータ”は、唯１つの汎用プロセッ
サに依存する旧式のアーキテクチャに単にボルト留めさ
れているに過ぎない、という上述の事実がある。従来の
並列コンピュータ処理のコンセプトは、移植性がないた
め、実際にマルチメディア環境に適用するのは困難であ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、マルチメディア環境の下でより効率的なデータ処理
が可能な、オブジェクト指向言語プログラム由来の中間
コードデータストリーム、またはマルチメディアデータ
ストリームの処理システム及び方法を提供することであ
る。
は、マルチメディア環境の下でより効率的なデータ処理
が可能な、オブジェクト指向言語プログラム由来の中間
コードデータストリーム、またはマルチメディアデータ
ストリームの処理システム及び方法を提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、マルチメディ
アデータ処理における実質的な進歩をもたらすべく努力
するなかでハードウェア及びソフトウェア環境全体を再
評価することにより達成されたものである。本発明の一
実施例によれば、改良されたマルチメディアソフトウェ
ア及びハードウェアアーキテクチャが、オブジェクト指
向パラダイムの利点を最大限に活用し、データ通信か
ら、リアルタイムのマルチメディアコンテンツのパフォ
ーマンスに至る全ての領域に亘ってこのパラダイムを支
えている。この新たなマルチメディアアーキテクチャに
おいては、ソフトウェアオブジェクトが、軽量プロセス
（ＬＷＰ）または多重プロセッサ上で同時並行的に実行
されるスレッドとして実行レベルに降ろされる。従来よ
り、オブジェクト指向技術は、マルチメディアアプリケ
ーションをプログラミングまたは制作支援（authorin
g）するために用いられてきた。必要となるデータ通信
バンド幅を減らし、様々なハードウェアプラットフォー
ム間で移植可能とするため、これらのオブジェクト指向
アプリケーションは、コンパイルされて低級な疑似言語
である中間コード（例えば、Ｊａｖａ（登録商標）のバ
イトコード）にされ、更にこの中間コードが実行時に翻
訳されて、中間コードと等価な、目標のプロセッサ上で
機能するオペレーションコードに変換される仕組みとな
っていた。
アデータ処理における実質的な進歩をもたらすべく努力
するなかでハードウェア及びソフトウェア環境全体を再
評価することにより達成されたものである。本発明の一
実施例によれば、改良されたマルチメディアソフトウェ
ア及びハードウェアアーキテクチャが、オブジェクト指
向パラダイムの利点を最大限に活用し、データ通信か
ら、リアルタイムのマルチメディアコンテンツのパフォ
ーマンスに至る全ての領域に亘ってこのパラダイムを支
えている。この新たなマルチメディアアーキテクチャに
おいては、ソフトウェアオブジェクトが、軽量プロセス
（ＬＷＰ）または多重プロセッサ上で同時並行的に実行
されるスレッドとして実行レベルに降ろされる。従来よ
り、オブジェクト指向技術は、マルチメディアアプリケ
ーションをプログラミングまたは制作支援（authorin
g）するために用いられてきた。必要となるデータ通信
バンド幅を減らし、様々なハードウェアプラットフォー
ム間で移植可能とするため、これらのオブジェクト指向
アプリケーションは、コンパイルされて低級な疑似言語
である中間コード（例えば、Ｊａｖａ（登録商標）のバ
イトコード）にされ、更にこの中間コードが実行時に翻
訳されて、中間コードと等価な、目標のプロセッサ上で
機能するオペレーションコードに変換される仕組みとな
っていた。
【００１１】本発明の新規なアーキテクチャでは、そこ
に含まれる新規なタイプの“仮想マシン”機構におい
て、入力される中間コードストリームから、ソースプロ
グラムにおいて定義された元の“オブジェクト”及びス
レッドが復元される。この新規な仮想マシンは、ソース
プログラムにおいて用いられるオブジェクト及びメソッ
ドをインスタンス化するためのクラスライブラリを含
み、元のアプリケーションプログラムの“スレッド”を
復元する。ハードウェア面では、マイクロカーネルオペ
レーティングシステムの制御下にある複数のプロセッサ
が設けられる。１または２以上のハードウェアプロセッ
サは、例えば圧縮音声データの解凍若しくは画像オブジ
ェクト回転の計算のような、特定のマルチメディア機能
またはメソッドを実行するようにデザイン、または最適
化される。この仮想マシンは、クラスライブラリを照会
して、バイトコードストリームから復元されたオブジェ
クト及びスレッドと、現在使用可能なハードウェアのリ
ソースのリストとを相互に関連付ける。この仮想マシン
は、オブジェクトメソッド及びプログラムスレッドを、
可能な限りそのタスクに対して最も適切なプロセッサ上
で同時並行的に実行されるように編成する。このアーキ
テクチャは、並列処理マシンの性能を発揮すると共に、
疑似コードプログラムの、様々なプラットフォーム間で
の移植性を維持する。更に、この仮想マシンは、それが
使用可能なハードウェアリソースを自動的に選択して使
用でき、また、このようなリソースにはまだ市販されて
いないコア（マイクロプロセッサ）も含まれる。この場
合にも、アプリケーションプログラムの移植性は損なわ
れない。
に含まれる新規なタイプの“仮想マシン”機構におい
て、入力される中間コードストリームから、ソースプロ
グラムにおいて定義された元の“オブジェクト”及びス
レッドが復元される。この新規な仮想マシンは、ソース
プログラムにおいて用いられるオブジェクト及びメソッ
ドをインスタンス化するためのクラスライブラリを含
み、元のアプリケーションプログラムの“スレッド”を
復元する。ハードウェア面では、マイクロカーネルオペ
レーティングシステムの制御下にある複数のプロセッサ
が設けられる。１または２以上のハードウェアプロセッ
サは、例えば圧縮音声データの解凍若しくは画像オブジ
ェクト回転の計算のような、特定のマルチメディア機能
またはメソッドを実行するようにデザイン、または最適
化される。この仮想マシンは、クラスライブラリを照会
して、バイトコードストリームから復元されたオブジェ
クト及びスレッドと、現在使用可能なハードウェアのリ
ソースのリストとを相互に関連付ける。この仮想マシン
は、オブジェクトメソッド及びプログラムスレッドを、
可能な限りそのタスクに対して最も適切なプロセッサ上
で同時並行的に実行されるように編成する。このアーキ
テクチャは、並列処理マシンの性能を発揮すると共に、
疑似コードプログラムの、様々なプラットフォーム間で
の移植性を維持する。更に、この仮想マシンは、それが
使用可能なハードウェアリソースを自動的に選択して使
用でき、また、このようなリソースにはまだ市販されて
いないコア（マイクロプロセッサ）も含まれる。この場
合にも、アプリケーションプログラムの移植性は損なわ
れない。
【００１２】ハードウェアに直接サポートされているこ
れらの機能を必要とするオブジェクトまたはスレッド
は、その実行のため対応するプロセッサへ回される。こ
の擬似言語または中間コード（例えば、Ｊａｖａバイト
コード）を直接実行するために、他のプロセッサまたは
“コア”を設けることもできる。“フラット”スレッド
またはコードセグメントを、オペレーションコードに変
換することなく実行するために、これらのコードが適合
するプロセッサである“ネイティブ”プロセッサ（例え
ば、サンマイクロシステムズ社のＳＵＮ Ｐｉｃｏ−Ｊ
ａｖａエンジン）に転送することもできる。従って、疑
似言語または中間コードの命令の直列ストリームを目的
のプロセッサ上で実行させるために、この新たなアーキ
テクチャでは、従来技術のように単に翻訳するのでな
く、並列プロセシングの原理とオブジェクト指向パラダ
イムとを結び付けて、実行速度を高めた。つまり、オブ
ジェクト指向環境の利点を保存したまま、それをハード
ウェアにまで拡張したのである。
れらの機能を必要とするオブジェクトまたはスレッド
は、その実行のため対応するプロセッサへ回される。こ
の擬似言語または中間コード（例えば、Ｊａｖａバイト
コード）を直接実行するために、他のプロセッサまたは
“コア”を設けることもできる。“フラット”スレッド
またはコードセグメントを、オペレーションコードに変
換することなく実行するために、これらのコードが適合
するプロセッサである“ネイティブ”プロセッサ（例え
ば、サンマイクロシステムズ社のＳＵＮ Ｐｉｃｏ−Ｊ
ａｖａエンジン）に転送することもできる。従って、疑
似言語または中間コードの命令の直列ストリームを目的
のプロセッサ上で実行させるために、この新たなアーキ
テクチャでは、従来技術のように単に翻訳するのでな
く、並列プロセシングの原理とオブジェクト指向パラダ
イムとを結び付けて、実行速度を高めた。つまり、オブ
ジェクト指向環境の利点を保存したまま、それをハード
ウェアにまで拡張したのである。
【００１３】オブジェクト指向パラダイムに従い、スレ
ッド及びオブジェクトは、リソース、ここでは選択され
たハードウェアプロセッサに対する“呼び出し”により
実行される。従って、本発明の一実施例は、実行のため
のソフトウェアプロセスとハードウェアの“整合性”を
改善する。このシステムは、仮想マシン、マイクロカー
ネル、及びハードウェアのそれぞれが、特定のオブジェ
クトクラスメソッドに関連するタスクを実行するために
配置された分散型構成要素（現在の技術ではプロセッサ
又はコア）を含んでいるという意味で、ハードウェアを
も含む全体に亘ってオブジェクト指向である。この新た
な仮想マシンのプログラムは、任意のハードウェアプラ
ットフォーム用としてプログラミングされ得ることか
ら、オブジェクト環境の移植性についての利点が保存さ
れる。また、この仮想マシンは、現在使用可能なプラッ
トフォームハードウェアリソースの全てに適合してお
り、従ってコストパフォーマンスに関して柔軟性がもた
らされる。
ッド及びオブジェクトは、リソース、ここでは選択され
たハードウェアプロセッサに対する“呼び出し”により
実行される。従って、本発明の一実施例は、実行のため
のソフトウェアプロセスとハードウェアの“整合性”を
改善する。このシステムは、仮想マシン、マイクロカー
ネル、及びハードウェアのそれぞれが、特定のオブジェ
クトクラスメソッドに関連するタスクを実行するために
配置された分散型構成要素（現在の技術ではプロセッサ
又はコア）を含んでいるという意味で、ハードウェアを
も含む全体に亘ってオブジェクト指向である。この新た
な仮想マシンのプログラムは、任意のハードウェアプラ
ットフォーム用としてプログラミングされ得ることか
ら、オブジェクト環境の移植性についての利点が保存さ
れる。また、この仮想マシンは、現在使用可能なプラッ
トフォームハードウェアリソースの全てに適合してお
り、従ってコストパフォーマンスに関して柔軟性がもた
らされる。
【００１４】本発明の好適実施例には、メモリに格納さ
れた仮想マシンプログラムが含まれる。この仮想マシン
は、オブジェクトクラス定義のストアドライブラリ（st
oredlibrary）にアクセスでき、またバイトコードのよ
うな、流れ込んでくる疑似言語命令即ち中間コードスト
リームを受け取り、それを一次格納するバッファとして
機能するハードウェアにもアクセスできる。この仮想マ
シンは、バイトコードにおいて参照される全てのクラス
がストアドライブラリ内に存在するようにチェックし、
かつ、全ての欠落しているクラスを、中間コードストリ
ームを転送するソースであり得るネットワークリソース
からダウンロードするクラスローダ（class loader）を
含む。
れた仮想マシンプログラムが含まれる。この仮想マシン
は、オブジェクトクラス定義のストアドライブラリ（st
oredlibrary）にアクセスでき、またバイトコードのよ
うな、流れ込んでくる疑似言語命令即ち中間コードスト
リームを受け取り、それを一次格納するバッファとして
機能するハードウェアにもアクセスできる。この仮想マ
シンは、バイトコードにおいて参照される全てのクラス
がストアドライブラリ内に存在するようにチェックし、
かつ、全ての欠落しているクラスを、中間コードストリ
ームを転送するソースであり得るネットワークリソース
からダウンロードするクラスローダ（class loader）を
含む。
【００１５】本発明の目的、特徴、及び利点は、以下に
記載の発明の実施の形態の項を添付の図面と共に参照す
ることにより一層明らかとなろう。
記載の発明の実施の形態の項を添付の図面と共に参照す
ることにより一層明らかとなろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、オブジェクト指向プログ
ラミング言語の仮想マシンインプリメンテーションのデ
ータ流れ図である。サン・マイクロシステムズ社のＪａ
ｖａ（登録商標）環境はこのインプリメンテーションの
一例である。このＪａｖａ環境は、いくつかの異なる部
分を含む。第１に、Ｃ言語ファミリーに属するＪａｖａ
プログラミング言語が存在する。これはＣ＋＋に類似し
たオブジェクトの意味論を有するが、更に追加的なオブ
ジェクトの特徴と、不要なオブジェクトを回収するガー
ベジコレクション（garbage collection）機能を有す
る。Ｊａｖａは、メソッドやメンバー変数の参照先を実
行時に決める動的結合をサポートしている点、実行時コ
ードローディングが可能な点、及び安全にコードの実行
ができる点で有名になった。図１において、ブロック１
０はＪａｖａ言語ソースコードからなるプログラムを表
している。
ラミング言語の仮想マシンインプリメンテーションのデ
ータ流れ図である。サン・マイクロシステムズ社のＪａ
ｖａ（登録商標）環境はこのインプリメンテーションの
一例である。このＪａｖａ環境は、いくつかの異なる部
分を含む。第１に、Ｃ言語ファミリーに属するＪａｖａ
プログラミング言語が存在する。これはＣ＋＋に類似し
たオブジェクトの意味論を有するが、更に追加的なオブ
ジェクトの特徴と、不要なオブジェクトを回収するガー
ベジコレクション（garbage collection）機能を有す
る。Ｊａｖａは、メソッドやメンバー変数の参照先を実
行時に決める動的結合をサポートしている点、実行時コ
ードローディングが可能な点、及び安全にコードの実行
ができる点で有名になった。図１において、ブロック１
０はＪａｖａ言語ソースコードからなるプログラムを表
している。
【００１７】Ｊａｖａ言語プログラムは様々なマシンア
ーキテクチャ上で実行するためコンパイルされ得る。し
かし、Ｊａｖａ環境の第２のコアピースは、図１におい
て点線３０の下として示されている仮想マシン（ＶＭと
略称される）である（仮想マシンＡＰＩ）。 Ｊａｖａ
の仮想マシンは、抽象的なプロセッサアーキテクチャを
実現する。この仮想マシンは、様々なオペレーティング
システム及びハードウェア上でソフトウェアにより実現
され得る。Ｊａｖａソースコードプログラム１０はコン
パイルされて、擬似コードである中間コード、即ちＪａ
ｖａ仮想マシン命令セットに基づく一連の“バイトコー
ド”となる。この仮想マシンは、各目的プラットフォー
ムに対して移植されなければならない。仮想マシン４０
においてランタイムインタプリタは、エミュレーション
に類似するタスクを実行する。つまり、ランタイムイン
タプリタは、Ｊａｖａ命令セットバイトコードを、目的
のプラットフォームハードウェア上で実行可能なオペレ
ーションコードに変換するのである。
ーキテクチャ上で実行するためコンパイルされ得る。し
かし、Ｊａｖａ環境の第２のコアピースは、図１におい
て点線３０の下として示されている仮想マシン（ＶＭと
略称される）である（仮想マシンＡＰＩ）。 Ｊａｖａ
の仮想マシンは、抽象的なプロセッサアーキテクチャを
実現する。この仮想マシンは、様々なオペレーティング
システム及びハードウェア上でソフトウェアにより実現
され得る。Ｊａｖａソースコードプログラム１０はコン
パイルされて、擬似コードである中間コード、即ちＪａ
ｖａ仮想マシン命令セットに基づく一連の“バイトコー
ド”となる。この仮想マシンは、各目的プラットフォー
ムに対して移植されなければならない。仮想マシン４０
においてランタイムインタプリタは、エミュレーション
に類似するタスクを実行する。つまり、ランタイムイン
タプリタは、Ｊａｖａ命令セットバイトコードを、目的
のプラットフォームハードウェア上で実行可能なオペレ
ーションコードに変換するのである。
【００１８】このプロセスの一部として、インタプリタ
は、呼出しにより、コードをＪａｖａ環境の他の構成要
素である基礎クラスライブラリ（Fundation Class Libr
ary）、即ちＪａｖａクラス定義に読み込む処理も行
う。このステップは、プログラムオブジェクトが予め定
義されたクラスの単なるインスタンスであるようなオブ
ジェクト指向パラダイムにおいては、基本的なステップ
である。インタプリタが使用可能な他のライブラリは、
必ずしも実現される必要はないが、Ｊａｖａに様々な機
能を与えている。例えば、ＶＭは、一般にＣコードＴＣ
Ｐ／ＩＰ機能のライブラリを一般に含む。とにかく、
“翻訳された”コードが得られると、次いで目的のプラ
ットフォームオペレーティングシステム４４に対する呼
出しを行って、そのコードが実行され得ることになる。
このとき、オペレーティングシステム４４はプロセッサ
ハードウェア４６とのインタフェースを取るのである。
この従来技術における環境では、元のオブジェクト指向
言語によるプログラムを、目的のプラットフォーム上で
の実行のため、直列フラットコード（serial flat cod
e）に変換する。仮想マシン４０が実現された任意のプ
ラットフォーム上で同じソースコードプログラム１０を
実行することができることから、従来の環境で移植性が
得られたのである。Ｊａｖａ仮想マシンのインプリメン
テーションについての詳細は、例えば、ブライアン・ケ
ース（Brian Case）氏による論文“Implementing the J
ava Virtual Machine - Java's Complex Instruction S
et Can Be inSoftware; Microprocessor Report, March
25, 1996, p. 12”に記載されている。Ｊａｖａによっ
て移植性が得られるが、クライアントマシン上でのプロ
グラムの実行は、従来通りの汎用プロセッサ上での直列
フラットコードの実行に依存している。
は、呼出しにより、コードをＪａｖａ環境の他の構成要
素である基礎クラスライブラリ（Fundation Class Libr
ary）、即ちＪａｖａクラス定義に読み込む処理も行
う。このステップは、プログラムオブジェクトが予め定
義されたクラスの単なるインスタンスであるようなオブ
ジェクト指向パラダイムにおいては、基本的なステップ
である。インタプリタが使用可能な他のライブラリは、
必ずしも実現される必要はないが、Ｊａｖａに様々な機
能を与えている。例えば、ＶＭは、一般にＣコードＴＣ
Ｐ／ＩＰ機能のライブラリを一般に含む。とにかく、
“翻訳された”コードが得られると、次いで目的のプラ
ットフォームオペレーティングシステム４４に対する呼
出しを行って、そのコードが実行され得ることになる。
このとき、オペレーティングシステム４４はプロセッサ
ハードウェア４６とのインタフェースを取るのである。
この従来技術における環境では、元のオブジェクト指向
言語によるプログラムを、目的のプラットフォーム上で
の実行のため、直列フラットコード（serial flat cod
e）に変換する。仮想マシン４０が実現された任意のプ
ラットフォーム上で同じソースコードプログラム１０を
実行することができることから、従来の環境で移植性が
得られたのである。Ｊａｖａ仮想マシンのインプリメン
テーションについての詳細は、例えば、ブライアン・ケ
ース（Brian Case）氏による論文“Implementing the J
ava Virtual Machine - Java's Complex Instruction S
et Can Be inSoftware; Microprocessor Report, March
25, 1996, p. 12”に記載されている。Ｊａｖａによっ
て移植性が得られるが、クライアントマシン上でのプロ
グラムの実行は、従来通りの汎用プロセッサ上での直列
フラットコードの実行に依存している。
【００１９】図２は、本発明による新規なマルチメディ
アアーキテクチャを示す概念図である。図２において、
データ（ここではプログラムコード及びデータを意味す
る）は、図面の左側から右側の方に流れている。Ｊａｖ
ａバイトコードのようなオブジェクト指向疑似コード、
または中間コードの形態で入力されたデータは受け取ら
れて実行される。バイトコードストリームは、ローカル
に存在する物（同じマシン内部に存在）か、またはロー
カルエリアネットワーク若しくはワイドエリアネットワ
ークを介してサーバからクライアントマシンに転送され
得る。この入力データストリームは、インターネットの
ようなワールドワイドネットワークを介して伝送するこ
とも可能である。バイトコードのストリームは予め定義
された仮想マシンＡＰＩでコンパイルされる。仮想マシ
ン１０２は、ランタイムインタプリタ、ガーベジコレク
ション機構、及び後に説明する他の機構を有する。この
入力ストリームは、オブジェクト指向疑似コード、また
は中間コードである必要はあるが、Ｊａｖａの“バイト
コード”に限定されるものではない。本発明のシステム
は、例えばＭＰＥＧ−４“シンタクス記述言語”のよう
な新規なマルチメディアプログラミング言語と共に用い
たとき特に有用である。
アアーキテクチャを示す概念図である。図２において、
データ（ここではプログラムコード及びデータを意味す
る）は、図面の左側から右側の方に流れている。Ｊａｖ
ａバイトコードのようなオブジェクト指向疑似コード、
または中間コードの形態で入力されたデータは受け取ら
れて実行される。バイトコードストリームは、ローカル
に存在する物（同じマシン内部に存在）か、またはロー
カルエリアネットワーク若しくはワイドエリアネットワ
ークを介してサーバからクライアントマシンに転送され
得る。この入力データストリームは、インターネットの
ようなワールドワイドネットワークを介して伝送するこ
とも可能である。バイトコードのストリームは予め定義
された仮想マシンＡＰＩでコンパイルされる。仮想マシ
ン１０２は、ランタイムインタプリタ、ガーベジコレク
ション機構、及び後に説明する他の機構を有する。この
入力ストリームは、オブジェクト指向疑似コード、また
は中間コードである必要はあるが、Ｊａｖａの“バイト
コード”に限定されるものではない。本発明のシステム
は、例えばＭＰＥＧ−４“シンタクス記述言語”のよう
な新規なマルチメディアプログラミング言語と共に用い
たとき特に有用である。
【００２０】“ＭＰＥＧ−４”は、ディジタルオーディ
オ−ビジュアルデータの通信、アクセス、及び操作のた
めの（特にコンテンツベースの）新規な方法をサポート
するものとして浮上してきた符号化規格である。この規
格は未だ普及しておらず、完全に確立されるまでには数
年を要すると思われる。それにも関わらず、そのコンセ
プトは明らかであり、即ちオーディオ−ビジュアルオブ
ジェクトそれ自体の符号化のためのものである。従来の
“フラット”表現において、画像及び音声フレームはオ
ブジェクトを区別しない。このフレームの全ての部分は
等しい優先度を有し、符号化時には、例えば詳細なバッ
クグラウンドデータがより重要な前景オブジェクトから
ビットを“盗む”ことが可能である。ＭＰＥＧ−４コミ
ュニティは、新しいレベルの性能及び対話機能に達する
ためには、オブジェクトベースの符号化のある種の形態
が必要であると信じている。
オ−ビジュアルデータの通信、アクセス、及び操作のた
めの（特にコンテンツベースの）新規な方法をサポート
するものとして浮上してきた符号化規格である。この規
格は未だ普及しておらず、完全に確立されるまでには数
年を要すると思われる。それにも関わらず、そのコンセ
プトは明らかであり、即ちオーディオ−ビジュアルオブ
ジェクトそれ自体の符号化のためのものである。従来の
“フラット”表現において、画像及び音声フレームはオ
ブジェクトを区別しない。このフレームの全ての部分は
等しい優先度を有し、符号化時には、例えば詳細なバッ
クグラウンドデータがより重要な前景オブジェクトから
ビットを“盗む”ことが可能である。ＭＰＥＧ−４コミ
ュニティは、新しいレベルの性能及び対話機能に達する
ためには、オブジェクトベースの符号化のある種の形態
が必要であると信じている。
【００２１】企図されたＭＰＥＧ−４の機能性は、対話
機能、高い圧縮レート、及び／またはユニバーサルなア
クセス可能性を容易にサポートする。鍵となるのはコン
テンツベースの対話機能、即ちオーディオ−ビジュアル
シーンにおける意味のあるオブジェクトとの対話の可能
性のコンセプトである。具体例として、映画の一場面で
走行中の自動車が画面に写っていることを想像された
い。通常は、たとえ対話が行われない場合でも、映画を
見るためには、かなりの量のデータ（フレーム全体）を
連続的にリアルタイムで圧縮し、転送し、解凍し、表示
し、リフレッシュしなければならない。つまり、フレー
ムのデータ全体が処理されるのである。しかし、ＭＰＥ
Ｇ−４では、データの大半をスタティック及び恐らく重
要でないものであると認識する。ただし、車のホイール
のようなオブジェクトは変化する（回転する）。従って
ＭＰＥＧ−４の符号化では、各車のホイールをオブジェ
クト（物理的オブジェクトに対応するソフトウェアオブ
ジェクト）として取り扱う。ＭＰＥＧ−４シンタクス記
述言語（ＭＳＤＬ）は、自然のオブジェクト及び人工的
なオブジェクトの双方との相互作用をサポートするテン
プレート（ひな型）を提供する。車を表示するために膨
大な画素データを処理する代わりに用いられるＭＳＤＬ
により記述されたホイールオブジェクトは、単純に“ス
ピン”メソッドと称する。“ISO/IEC JTC1/SC29/WG11/N
0998 Coding of Moving Pictures and Associated Audi
o Information (MPEG-4 Proposal Package, July, 199
5) ”を参照されたい。ここに開示する本発明のシステ
ムは、このＭＳＤＬで符号化されたマルチメディアアプ
リケーションの処理に容易に適用することができる。
機能、高い圧縮レート、及び／またはユニバーサルなア
クセス可能性を容易にサポートする。鍵となるのはコン
テンツベースの対話機能、即ちオーディオ−ビジュアル
シーンにおける意味のあるオブジェクトとの対話の可能
性のコンセプトである。具体例として、映画の一場面で
走行中の自動車が画面に写っていることを想像された
い。通常は、たとえ対話が行われない場合でも、映画を
見るためには、かなりの量のデータ（フレーム全体）を
連続的にリアルタイムで圧縮し、転送し、解凍し、表示
し、リフレッシュしなければならない。つまり、フレー
ムのデータ全体が処理されるのである。しかし、ＭＰＥ
Ｇ−４では、データの大半をスタティック及び恐らく重
要でないものであると認識する。ただし、車のホイール
のようなオブジェクトは変化する（回転する）。従って
ＭＰＥＧ−４の符号化では、各車のホイールをオブジェ
クト（物理的オブジェクトに対応するソフトウェアオブ
ジェクト）として取り扱う。ＭＰＥＧ−４シンタクス記
述言語（ＭＳＤＬ）は、自然のオブジェクト及び人工的
なオブジェクトの双方との相互作用をサポートするテン
プレート（ひな型）を提供する。車を表示するために膨
大な画素データを処理する代わりに用いられるＭＳＤＬ
により記述されたホイールオブジェクトは、単純に“ス
ピン”メソッドと称する。“ISO/IEC JTC1/SC29/WG11/N
0998 Coding of Moving Pictures and Associated Audi
o Information (MPEG-4 Proposal Package, July, 199
5) ”を参照されたい。ここに開示する本発明のシステ
ムは、このＭＳＤＬで符号化されたマルチメディアアプ
リケーションの処理に容易に適用することができる。
【００２２】再び図２を参照すると、仮想マシン１０２
は、ソースコード言語の少なくとも１つの基礎クラスラ
イブラリ（ソフトウェアオブジェクト定義のセット）も
含み、また好ましくは拡張クラスライブラリを含む。Ｊ
ａｖａ基礎クラスは、例えば、Ｊａｖａ Ｄｅｖｅｌｏ
ｐｍｅｎｔ Ｋｉｔに含まれる全ての約１５個の異なる
パッケージを有する。例えば、ＪＤＫパッケージは、ｊ
ａｖａ．ａｐｐｌｅｔ、ｊａｖａ．ａｗｐ、ｊａｖａ．
ｉｏ、ｊａｖａ．ｎｅｔ、及びｊａｖａ．ｉｍａｇｅを
有する。具体例として、アプレットインタフェースの１
つは、オーディオクリップをプレイバックするのに用い
られる。（“インタフェース”は特別な型のＪａｖａク
ラスである。）パッケージｊａｖａ．ａｗｐは、ユーザ
インタフェース及びオンスクリーングラフィクスを構築
するために必要なインタフェース及びクラスを含む。そ
の例を挙げると、ボタン、ラベル、パネル、色等があ
る。画像パッケージクラスは画素イメージの操作を取り
扱う。
は、ソースコード言語の少なくとも１つの基礎クラスラ
イブラリ（ソフトウェアオブジェクト定義のセット）も
含み、また好ましくは拡張クラスライブラリを含む。Ｊ
ａｖａ基礎クラスは、例えば、Ｊａｖａ Ｄｅｖｅｌｏ
ｐｍｅｎｔ Ｋｉｔに含まれる全ての約１５個の異なる
パッケージを有する。例えば、ＪＤＫパッケージは、ｊ
ａｖａ．ａｐｐｌｅｔ、ｊａｖａ．ａｗｐ、ｊａｖａ．
ｉｏ、ｊａｖａ．ｎｅｔ、及びｊａｖａ．ｉｍａｇｅを
有する。具体例として、アプレットインタフェースの１
つは、オーディオクリップをプレイバックするのに用い
られる。（“インタフェース”は特別な型のＪａｖａク
ラスである。）パッケージｊａｖａ．ａｗｐは、ユーザ
インタフェース及びオンスクリーングラフィクスを構築
するために必要なインタフェース及びクラスを含む。そ
の例を挙げると、ボタン、ラベル、パネル、色等があ
る。画像パッケージクラスは画素イメージの操作を取り
扱う。
【００２３】拡張クラスは、インターネット上での商用
トランザクション、暗号、バンキング、データベースＡ
ＰＩ、及び様々なグラフィクスオペレーションのような
ものを実現するための、より特殊化したクラスであり、
その多くが現在構築中である。以下に述べるように、本
発明のマルチメディアアーキテクチャは、新たな拡張ク
ラスが将来出現しても、その利点を最大限に利用するこ
とができ、特に重要なのは、このアーキテクチャが、拡
張クラスオブジェクト呼出しの実行のための特殊なハー
ドウェアプロセッサを設置し得る点である。このような
プロセッサは、例えば、専用の特別目的プロセッサ、Ｒ
ＩＳＣコア、ネイティブエンジン、または他の型のまだ
完成していないプロセッサを含み得る。新しい拡張クラ
スの進歩は、ハードウェア設計者にこれらクラスメソッ
ドの実行のための特殊なプロセッサを提供する動機を与
え得る。
トランザクション、暗号、バンキング、データベースＡ
ＰＩ、及び様々なグラフィクスオペレーションのような
ものを実現するための、より特殊化したクラスであり、
その多くが現在構築中である。以下に述べるように、本
発明のマルチメディアアーキテクチャは、新たな拡張ク
ラスが将来出現しても、その利点を最大限に利用するこ
とができ、特に重要なのは、このアーキテクチャが、拡
張クラスオブジェクト呼出しの実行のための特殊なハー
ドウェアプロセッサを設置し得る点である。このような
プロセッサは、例えば、専用の特別目的プロセッサ、Ｒ
ＩＳＣコア、ネイティブエンジン、または他の型のまだ
完成していないプロセッサを含み得る。新しい拡張クラ
スの進歩は、ハードウェア設計者にこれらクラスメソッ
ドの実行のための特殊なプロセッサを提供する動機を与
え得る。
【００２４】その動作において、仮想マシン１０２は、
ソースコードで示されたソフトウェアオブジェクトを、
全ての入力されたバイトコードを（ａ）フィールド、
（ｂ）オブジェクト、及び（ｃ）スレッドにマッピング
することにより再構築する。フィールドは、コンパイル
時間に完全に開示されない変数である。仮想マシンは、
それがアクセスされ得るようになる前にこのフィールド
を分解する。オブジェクトは、勿論、クラスライブラリ
において定義されたクラスのインスタンスである。
ソースコードで示されたソフトウェアオブジェクトを、
全ての入力されたバイトコードを（ａ）フィールド、
（ｂ）オブジェクト、及び（ｃ）スレッドにマッピング
することにより再構築する。フィールドは、コンパイル
時間に完全に開示されない変数である。仮想マシンは、
それがアクセスされ得るようになる前にこのフィールド
を分解する。オブジェクトは、勿論、クラスライブラリ
において定義されたクラスのインスタンスである。
【００２５】軽量プロセスとも称されるスレッドは、そ
の命令を個別に実行し得る個別の制御ストリームであっ
て、マルチスレッドプロセスでは多数のタスクを同時に
実行することができる。つまり、多数のスレッドを１つ
のプロセスとして実行することができるのである。
（“スレッド”なる用語と“軽量プロセス（ＬＷＰ）”
なる用語が交換可能なものとして用いられる場合もあ
る。しかし、インプリメンテーションによっては、各ス
レッドと１つのＬＷＰとの間の１対１の対応関係が必ず
しも成立しない。）しかし、本発明は、実行における同
時並行性を最大限に高める方法を求めている。本発明で
は、以下に詳しく説明するように、各スレッドに対する
個別の実行のスケジューリングを企図しているのであ
る。Ｊａｖａ言語はスレッドクラス群を実現する。基礎
クラス及び拡張クラスは仮想マシンの一部分であり、こ
れにより再構築がうまくできるのである。というのは、
これらのクラスが、コンパイラが疑似コードまたはバイ
トコードを生成するために用いたライブラリとしての同
じ情報を含んでいるからである。この仮想マシンは、擬
似コードで用いられているがライブラリの中には見いだ
せない任意のクラスをダウンロードするクラスローダ機
構も有している。
の命令を個別に実行し得る個別の制御ストリームであっ
て、マルチスレッドプロセスでは多数のタスクを同時に
実行することができる。つまり、多数のスレッドを１つ
のプロセスとして実行することができるのである。
（“スレッド”なる用語と“軽量プロセス（ＬＷＰ）”
なる用語が交換可能なものとして用いられる場合もあ
る。しかし、インプリメンテーションによっては、各ス
レッドと１つのＬＷＰとの間の１対１の対応関係が必ず
しも成立しない。）しかし、本発明は、実行における同
時並行性を最大限に高める方法を求めている。本発明で
は、以下に詳しく説明するように、各スレッドに対する
個別の実行のスケジューリングを企図しているのであ
る。Ｊａｖａ言語はスレッドクラス群を実現する。基礎
クラス及び拡張クラスは仮想マシンの一部分であり、こ
れにより再構築がうまくできるのである。というのは、
これらのクラスが、コンパイラが疑似コードまたはバイ
トコードを生成するために用いたライブラリとしての同
じ情報を含んでいるからである。この仮想マシンは、擬
似コードで用いられているがライブラリの中には見いだ
せない任意のクラスをダウンロードするクラスローダ機
構も有している。
【００２６】“スレッド”またはマルチスレッドプログ
ラミングの概念は、従来技術においては、アプリケーシ
ョンスループット、アプリケーション応答性、及びプロ
グラム構造を改善すると共に、使用できる並列プロセッ
サを効率的に開発するためのプログラム記述の方法論と
して有名であった。スレッドを研究実験用に用いること
は、しばらくすると大学や研究所において広まってき
た。しかし、商用オペレーティングシステムにおけるイ
ンプリメンテーションの段階に入ってきたのはここ数年
のことである。現在３つの主なマルチスレッドライブラ
リのセットが存在する。即ち、ＵＮＩＸ、ＯＳ／２、及
びＷｉｎｄｏｗｓＮＴである。マルチスレッド技術が、
マルチプロセッサ（ＳＭＰ）マシンの利点を利用するこ
とで広範に改善されたパフォーマンスを得ることを可能
にしたのは明らかである。シングルプロセッサマシンに
おいては、このような利点はそれほど明確ではないが、
同時に多数のタスクを実行しなければならないアプリケ
ーションにおいてはやはり劇的な効果を発揮し得る。
ラミングの概念は、従来技術においては、アプリケーシ
ョンスループット、アプリケーション応答性、及びプロ
グラム構造を改善すると共に、使用できる並列プロセッ
サを効率的に開発するためのプログラム記述の方法論と
して有名であった。スレッドを研究実験用に用いること
は、しばらくすると大学や研究所において広まってき
た。しかし、商用オペレーティングシステムにおけるイ
ンプリメンテーションの段階に入ってきたのはここ数年
のことである。現在３つの主なマルチスレッドライブラ
リのセットが存在する。即ち、ＵＮＩＸ、ＯＳ／２、及
びＷｉｎｄｏｗｓＮＴである。マルチスレッド技術が、
マルチプロセッサ（ＳＭＰ）マシンの利点を利用するこ
とで広範に改善されたパフォーマンスを得ることを可能
にしたのは明らかである。シングルプロセッサマシンに
おいては、このような利点はそれほど明確ではないが、
同時に多数のタスクを実行しなければならないアプリケ
ーションにおいてはやはり劇的な効果を発揮し得る。
【００２７】ＶＭＳまたはＵＮＩＸのような典型的なマ
ルチタスクオペレーティングシステムにおいては、ユー
ザ空間とカーネル空間との間にファーム分割ラインが存
在する。この区分はハードウェアによって強化される。
ユーザプログラムはユーザ空間において実行される。ユ
ーザ空間はユーザコード、グローバルデータ、プログラ
ムカウンタ、及びスタックポインタを含む。プログラム
またはプロセスが直接アクセスし、変更できるデータ
は、ユーザ空間内のデータに限定される。ユーザプログ
ラムがカーネルから何かを必要とするとき（例えば、フ
ァイルの読み出し、または現在時間の読み出し）、ユー
ザプログラムはシステム呼出しを作成しなければならな
い。このシステム呼出しは、幾つかの引数をセットアッ
プし、次いで空間的割り込み命令を実行するライブラリ
関数である。この命令によりハードウェアがカーネルへ
の割り込みを開始し、次いでマシンの支配権を握るので
ある。カーネルはどのような動作が必要なのかを判定
し、且つその動作を実行してよいか否かを決める。最後
に、このカーネルは所望のタスクを実行し、何らかの情
報をユーザプロセスに戻す。
ルチタスクオペレーティングシステムにおいては、ユー
ザ空間とカーネル空間との間にファーム分割ラインが存
在する。この区分はハードウェアによって強化される。
ユーザプログラムはユーザ空間において実行される。ユ
ーザ空間はユーザコード、グローバルデータ、プログラ
ムカウンタ、及びスタックポインタを含む。プログラム
またはプロセスが直接アクセスし、変更できるデータ
は、ユーザ空間内のデータに限定される。ユーザプログ
ラムがカーネルから何かを必要とするとき（例えば、フ
ァイルの読み出し、または現在時間の読み出し）、ユー
ザプログラムはシステム呼出しを作成しなければならな
い。このシステム呼出しは、幾つかの引数をセットアッ
プし、次いで空間的割り込み命令を実行するライブラリ
関数である。この命令によりハードウェアがカーネルへ
の割り込みを開始し、次いでマシンの支配権を握るので
ある。カーネルはどのような動作が必要なのかを判定
し、且つその動作を実行してよいか否かを決める。最後
に、このカーネルは所望のタスクを実行し、何らかの情
報をユーザプロセスに戻す。
【００２８】オペレーティングシステムは、Ｉ／Ｏメモ
リ、プロセッサ等を完全に制御していることから、進行
中の各プロセスに対するデータを維持しておく必要があ
る。このデータからオペレーティングシステムはプロセ
スの状態がどのようなものであるかを、即ちどのファイ
ルが開いているか、どのユーザがそれを走らせているか
ということ等を認識することができるのである。従って
マルチタスク系のプロセスのコンセプトはカーネル内に
も拡張され、カーネルにおいて、この情報がプロセス構
造の中に維持されるのである。マルチタスクシステムに
おいては多数のプロセスを同時並行的に走らせることが
できる。各プロセスはそれぞれのメモリ空間及びそれ自
身のスタックプログラムカウンタ等を有している。何れ
の２つのプロセスも、特別な共有メモリセグメントをセ
ットアップしない限り互いのメモリを見たり、変えたり
することはできない。従って、各プログラムは、１プロ
セス当たり、１つのスタック、１つのプログラムカウン
タ、及び１組のＣＰＵレジスタを有する。従って、これ
らのプログラムまたはプロセスのそれぞれは、一度に１
つのことしか実行できず、これはシングルスレッド方式
である。
リ、プロセッサ等を完全に制御していることから、進行
中の各プロセスに対するデータを維持しておく必要があ
る。このデータからオペレーティングシステムはプロセ
スの状態がどのようなものであるかを、即ちどのファイ
ルが開いているか、どのユーザがそれを走らせているか
ということ等を認識することができるのである。従って
マルチタスク系のプロセスのコンセプトはカーネル内に
も拡張され、カーネルにおいて、この情報がプロセス構
造の中に維持されるのである。マルチタスクシステムに
おいては多数のプロセスを同時並行的に走らせることが
できる。各プロセスはそれぞれのメモリ空間及びそれ自
身のスタックプログラムカウンタ等を有している。何れ
の２つのプロセスも、特別な共有メモリセグメントをセ
ットアップしない限り互いのメモリを見たり、変えたり
することはできない。従って、各プログラムは、１プロ
セス当たり、１つのスタック、１つのプログラムカウン
タ、及び１組のＣＰＵレジスタを有する。従って、これ
らのプログラムまたはプロセスのそれぞれは、一度に１
つのことしか実行できず、これはシングルスレッド方式
である。
【００２９】マルチタスクオペレーティングシステムが
複数のプロセスを走らせることにより同時に複数のこと
を実行できるように、１つのプロセスは、複数のスレッ
ドを実行することにより同じことができる。各スレッド
は、その命令を個別に実行し得る異なる制御の流れであ
り、従ってマルチスレッドプロセスは多数のタスクを同
時に実行できるのである。例えば、１つのスレッドがＧ
ＵＩを走らせる一方で第２のスレッドがＩ／Ｏを実行
し、第３のスレッドが計算を行うこともできる。スレッ
ドはプロセスに類似しているが、スレッドの方はデー
タ、コード、カーネル状態、及びＣＰＵレジスタの組を
有する。しかし、プロセスの方はカーネルレベルのエン
ティティであって、仮想メモリマップ、ファイル記述
子、ユーザＩＤ等のようなものを有しており、各プロセ
スはそれ自身がこれらを集めたコレクションを有する。
従って、プログラムがプロセス構造内のデータにアクセ
スし、その状態を照会し、或いは変更するための唯一の
方法は、システム呼出しよる方法だけである。
複数のプロセスを走らせることにより同時に複数のこと
を実行できるように、１つのプロセスは、複数のスレッ
ドを実行することにより同じことができる。各スレッド
は、その命令を個別に実行し得る異なる制御の流れであ
り、従ってマルチスレッドプロセスは多数のタスクを同
時に実行できるのである。例えば、１つのスレッドがＧ
ＵＩを走らせる一方で第２のスレッドがＩ／Ｏを実行
し、第３のスレッドが計算を行うこともできる。スレッ
ドはプロセスに類似しているが、スレッドの方はデー
タ、コード、カーネル状態、及びＣＰＵレジスタの組を
有する。しかし、プロセスの方はカーネルレベルのエン
ティティであって、仮想メモリマップ、ファイル記述
子、ユーザＩＤ等のようなものを有しており、各プロセ
スはそれ自身がこれらを集めたコレクションを有する。
従って、プログラムがプロセス構造内のデータにアクセ
スし、その状態を照会し、或いは変更するための唯一の
方法は、システム呼出しよる方法だけである。
【００３０】従来技術においては、スレッドは主にユー
ザレベルのエンティティであった。スレッド構造はユー
ザ空間に存在し、スレッドライブラリコールで直接アク
セスすることができた。このスレッドライブラリコール
は単なるユーザレベルの関数である。レジスタ（スタッ
クポインタ、プログラムカウンタ等）は、全てスレッド
の一部であり、各スレッドはそれ自身のスタックを有す
るが、それが実行するコードはスレッドの一部分ではな
かった。実際のコード（関数、ルーチン、シグナルハン
ドラー等）は、グローバルなものであり、任意のスレッ
ドで実行することができた。重要な点は、プロセスにお
ける全てのスレッドがそのプロセスの状態を共有してい
るということである。スレッドは完全に同じメモリ空間
内に存在し、同じ関数を参照し、同じデータを利用す
る。１つのスレッドがプロセス変数を変えると、他の全
てのスレッドもそれが次にアクセスする時にその変化を
認識する。１つのスレッドが読み出しのためにファイル
を開くと、他の全てのスレッドもそれからの読み出しを
行うことができるようになる。このような編成では、何
らかの同期化及びスケジューリングの必要性が生ずる
が、ここには実際のプロセスの切り替えのカーネルオー
バヘッド（overhead）なしに多数のタスクを実行できる
という利点がある。
ザレベルのエンティティであった。スレッド構造はユー
ザ空間に存在し、スレッドライブラリコールで直接アク
セスすることができた。このスレッドライブラリコール
は単なるユーザレベルの関数である。レジスタ（スタッ
クポインタ、プログラムカウンタ等）は、全てスレッド
の一部であり、各スレッドはそれ自身のスタックを有す
るが、それが実行するコードはスレッドの一部分ではな
かった。実際のコード（関数、ルーチン、シグナルハン
ドラー等）は、グローバルなものであり、任意のスレッ
ドで実行することができた。重要な点は、プロセスにお
ける全てのスレッドがそのプロセスの状態を共有してい
るということである。スレッドは完全に同じメモリ空間
内に存在し、同じ関数を参照し、同じデータを利用す
る。１つのスレッドがプロセス変数を変えると、他の全
てのスレッドもそれが次にアクセスする時にその変化を
認識する。１つのスレッドが読み出しのためにファイル
を開くと、他の全てのスレッドもそれからの読み出しを
行うことができるようになる。このような編成では、何
らかの同期化及びスケジューリングの必要性が生ずる
が、ここには実際のプロセスの切り替えのカーネルオー
バヘッド（overhead）なしに多数のタスクを実行できる
という利点がある。
【００３１】図２を再び参照すると、再構築されたオブ
ジェクト及びスレッドがオペレーティングシステムＡＰ
Ｉ１０４に従っている。オペレーティングシステム１０
６は、後に詳しく説明するように、オブジェクト及びス
レッド及びＪａｖａバイトコードをマルチコアまたは並
列プロセッサ１１２に転送するリアルタイムマイクロカ
ーネルオペレーティングシステムを含む。本発明の重要
な側面は、プログラムスレッドと“進行中（on the fl
y）”ハードウェアリソースとの“整合”を改善する点
である。これら複数のスレッドは同時に実行されること
から、このスレッドは同じユーザメモリ空間にアクセス
でき、プログラマーは、そのオペレーションを調和また
は“同期化”させることに注意を払わねばならない。１
つのスレッドは、他のスレッドがデータを改変している
時に同時にデータの読み出しを行うことができない。従
って、スレッドは、少なくとも一時的にはオブジェクト
に排他的なアクセスをする必要がある。スレッド同期化
のための幾つかの技術が知られている。最も単純な場合
においては、Ｍｕｔｕａｌ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｌｏ
ｃｋまたはｍｕｔｅｘにより唯１つのスレッドが一時的
に、例えばグローバルデータを変更するコードのような
所与のコードピースを実行する。この他、所与の条件テ
ストが真となるまでスレッドの実行を禁止する条件変数
が知られている。
ジェクト及びスレッドがオペレーティングシステムＡＰ
Ｉ１０４に従っている。オペレーティングシステム１０
６は、後に詳しく説明するように、オブジェクト及びス
レッド及びＪａｖａバイトコードをマルチコアまたは並
列プロセッサ１１２に転送するリアルタイムマイクロカ
ーネルオペレーティングシステムを含む。本発明の重要
な側面は、プログラムスレッドと“進行中（on the fl
y）”ハードウェアリソースとの“整合”を改善する点
である。これら複数のスレッドは同時に実行されること
から、このスレッドは同じユーザメモリ空間にアクセス
でき、プログラマーは、そのオペレーションを調和また
は“同期化”させることに注意を払わねばならない。１
つのスレッドは、他のスレッドがデータを改変している
時に同時にデータの読み出しを行うことができない。従
って、スレッドは、少なくとも一時的にはオブジェクト
に排他的なアクセスをする必要がある。スレッド同期化
のための幾つかの技術が知られている。最も単純な場合
においては、Ｍｕｔｕａｌ Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｌｏ
ｃｋまたはｍｕｔｅｘにより唯１つのスレッドが一時的
に、例えばグローバルデータを変更するコードのような
所与のコードピースを実行する。この他、所与の条件テ
ストが真となるまでスレッドの実行を禁止する条件変数
が知られている。
【００３２】Ｊａｖａにおいては例えばスレッドはこの
言語の一体化された一部分としてサポートされている。
Ｊａｖａはクラスプロトコルにおいて定義される同期性
メソッド群を備えている。同期化されたメソッド群を備
えたクラスが“初期化”されると、新しいオブジェクト
が“モニタ（monitor）”を与えられる。１つのオブジ
ェクトにおける同期性メッセージを呼び出すためスレッ
ドは、そのオブジェクトのモニタを必要とする。モニタ
を獲得することが可能な場合には、スレッドは同期化メ
ソッドに入るが、それがモニタを有している間は他のス
レッドはオブジェクト内の同期化メソッドを呼び出すこ
とができない。スレッドがオブジェクト内の同期化メソ
ッドを呼び出し、そのオブジェクトのモニタが他のスレ
ッドによって獲得されている場合には、呼び出しスレッ
ドは他のスレッドがモニタを解放するまでブロックされ
る。元のスレッドがモニタを獲得する同期化メソッドを
出た時、モニタの所有権はブロックされたスレッドに移
り、この時このスレッドはブロックされていたメソッド
に入ることができるようになる。仮想マシン１０２は、
アプリケーション層スレッドを識別し、以下に説明する
ように、これらのスレッドを個別に、同時並行的に実行
するため区分する。
言語の一体化された一部分としてサポートされている。
Ｊａｖａはクラスプロトコルにおいて定義される同期性
メソッド群を備えている。同期化されたメソッド群を備
えたクラスが“初期化”されると、新しいオブジェクト
が“モニタ（monitor）”を与えられる。１つのオブジ
ェクトにおける同期性メッセージを呼び出すためスレッ
ドは、そのオブジェクトのモニタを必要とする。モニタ
を獲得することが可能な場合には、スレッドは同期化メ
ソッドに入るが、それがモニタを有している間は他のス
レッドはオブジェクト内の同期化メソッドを呼び出すこ
とができない。スレッドがオブジェクト内の同期化メソ
ッドを呼び出し、そのオブジェクトのモニタが他のスレ
ッドによって獲得されている場合には、呼び出しスレッ
ドは他のスレッドがモニタを解放するまでブロックされ
る。元のスレッドがモニタを獲得する同期化メソッドを
出た時、モニタの所有権はブロックされたスレッドに移
り、この時このスレッドはブロックされていたメソッド
に入ることができるようになる。仮想マシン１０２は、
アプリケーション層スレッドを識別し、以下に説明する
ように、これらのスレッドを個別に、同時並行的に実行
するため区分する。
【００３３】仮想マシンは、続いてホストプラットフォ
ーム上での実行のためのコードを生成する。重要な点
は、仮想マシンが初めにプラットフォーム上で使用可能
なハードウェアリソースのリストを調べ、識別されたス
レッドとハードウェアリストを備えたオブジェクトと比
較する点である。つまり、仮想マシンはマシン内のハー
ドウェアリソースを全て認識しているのである（たとえ
アプリケーションプログラマーは知らなくても）。使用
可能なハードウェアリソースに応じて、各実行スレッド
またはＬＷＰに対するメモリ内のスタック上に適当なア
ドレス及び変数が配置される。実行可能な符号は、各ス
レッドに対するメモリ内に配置され格納される。実行可
能なものを生成する過程では、それらのスレッドに対す
るオペレーションコードが翻訳され、これはネイティブ
プロセッサエンジンに転送されない。次いで、仮想マシ
ンはマイクロカーネルオペレーティングシステム１０４
を呼び出し、スレッドの実行のスケジューリングを行
う。
ーム上での実行のためのコードを生成する。重要な点
は、仮想マシンが初めにプラットフォーム上で使用可能
なハードウェアリソースのリストを調べ、識別されたス
レッドとハードウェアリストを備えたオブジェクトと比
較する点である。つまり、仮想マシンはマシン内のハー
ドウェアリソースを全て認識しているのである（たとえ
アプリケーションプログラマーは知らなくても）。使用
可能なハードウェアリソースに応じて、各実行スレッド
またはＬＷＰに対するメモリ内のスタック上に適当なア
ドレス及び変数が配置される。実行可能な符号は、各ス
レッドに対するメモリ内に配置され格納される。実行可
能なものを生成する過程では、それらのスレッドに対す
るオペレーションコードが翻訳され、これはネイティブ
プロセッサエンジンに転送されない。次いで、仮想マシ
ンはマイクロカーネルオペレーティングシステム１０４
を呼び出し、スレッドの実行のスケジューリングを行
う。
【００３４】仮想マシンにより実行されるスレッドの識
別は、アプリケーションのプログラマーにより特別にそ
のようなものとして書かれたスレッドに限定されない。
仮想マシンは、ハードウェアリソースリスト内の特定の
プロセッサ、例えば音声ファイルに“ベースブースト”
を加えるプロセッサを見つけることができる。仮想マシ
ンが呼び出された“ベースブースト”オブジェクトを見
つけた場合、仮想マシンはその呼び出しを“ベースブー
スト”ハードウェア上で実行されるスレッドとして編成
する。というのは、このハードウェア機能はソフトウェ
アメソッドに対応しているからである。一般に、新たな
仮想マシンにおける“スレッド”は、アプリケーション
プログラマーにより特別に書かれたスレッドであるか、
若しくは実行用のスレッドとしての仮想マシンによって
書かれた任意のオブジェクト若しくはコードフラグメン
トであり得る。従って、仮想マシンまたはカーネルは、
それがより小さいスレッドを処理するのに使用可能な適
当なハードウェアリソースを有している場合にはスレッ
ドを２つに“分割”することができ、これにより実行の
同時並行性を高めることができる。図５に示すのは、２
つの異なるプロセッサ上で実行するために分割された
（経路３２４及び３２６参照）、再構築されたスレッド
Ｔ２である。
別は、アプリケーションのプログラマーにより特別にそ
のようなものとして書かれたスレッドに限定されない。
仮想マシンは、ハードウェアリソースリスト内の特定の
プロセッサ、例えば音声ファイルに“ベースブースト”
を加えるプロセッサを見つけることができる。仮想マシ
ンが呼び出された“ベースブースト”オブジェクトを見
つけた場合、仮想マシンはその呼び出しを“ベースブー
スト”ハードウェア上で実行されるスレッドとして編成
する。というのは、このハードウェア機能はソフトウェ
アメソッドに対応しているからである。一般に、新たな
仮想マシンにおける“スレッド”は、アプリケーション
プログラマーにより特別に書かれたスレッドであるか、
若しくは実行用のスレッドとしての仮想マシンによって
書かれた任意のオブジェクト若しくはコードフラグメン
トであり得る。従って、仮想マシンまたはカーネルは、
それがより小さいスレッドを処理するのに使用可能な適
当なハードウェアリソースを有している場合にはスレッ
ドを２つに“分割”することができ、これにより実行の
同時並行性を高めることができる。図５に示すのは、２
つの異なるプロセッサ上で実行するために分割された
（経路３２４及び３２６参照）、再構築されたスレッド
Ｔ２である。
【００３５】マイクロカーネルオペレーティングシステ
ム１０４には、ＲＴＯＳ、即ち、リアルタイムマイクロ
カーネルオペレーティングシステムとして知られている
市販のこのタイプのオペレーティングシステムを用いる
ことができる。ＩＳＩ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｙｓ
ｔｅｍｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ社（米国カリフォルニア
州マウンテンビュー）はｐＳＯＳと称するこのような製
品を発売している。ＭｉｃｒｏＷａｒｅ社（米国アイオ
ワ州デモイン）も、ＯＳ−９と称するこのような製品を
発売している。またＷｉｎｄＲｉｖｅｒ社（米国カリフ
ォルニア州オークランド）は、ＶｘＷｏｒｋｓオペレー
ティングシステムを発売している。マイクロカーネルは
ハードウェアリソース１０６とインタフェースをとって
いる。即ち、このマイクロカーネルは、オブジェクト及
びスレッドをソートし、対応するハードウェアプロセッ
サ１０８に送るのである。マイクロカーネルは、必要な
程度ハードウェアリソースのスケジューリングを取り扱
っている。例えば、２０個の異なるタスクが必要である
が、存在するプロセッサが２０に満たない場合若しくは
プロセッサミックスが、実行されるスレッド及びオブジ
ェクトのタイプに対応していない場合には、マイクロカ
ーネルは、従来より周知の技術を用いてタスクのスケジ
ューリングを行う。マイクロカーネルはネットワークフ
ァイルシステム（ＮＦＳ）、ネットワーキングオペレー
ション、周辺機器ドライバ、仮想メモリ管理、ユーザイ
ンタフェース及び他のオペレーティングシステムが従来
通り責任を負っている他のタスクのハンドリングにも関
係している。
ム１０４には、ＲＴＯＳ、即ち、リアルタイムマイクロ
カーネルオペレーティングシステムとして知られている
市販のこのタイプのオペレーティングシステムを用いる
ことができる。ＩＳＩ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｙｓ
ｔｅｍｓ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ社（米国カリフォルニア
州マウンテンビュー）はｐＳＯＳと称するこのような製
品を発売している。ＭｉｃｒｏＷａｒｅ社（米国アイオ
ワ州デモイン）も、ＯＳ−９と称するこのような製品を
発売している。またＷｉｎｄＲｉｖｅｒ社（米国カリフ
ォルニア州オークランド）は、ＶｘＷｏｒｋｓオペレー
ティングシステムを発売している。マイクロカーネルは
ハードウェアリソース１０６とインタフェースをとって
いる。即ち、このマイクロカーネルは、オブジェクト及
びスレッドをソートし、対応するハードウェアプロセッ
サ１０８に送るのである。マイクロカーネルは、必要な
程度ハードウェアリソースのスケジューリングを取り扱
っている。例えば、２０個の異なるタスクが必要である
が、存在するプロセッサが２０に満たない場合若しくは
プロセッサミックスが、実行されるスレッド及びオブジ
ェクトのタイプに対応していない場合には、マイクロカ
ーネルは、従来より周知の技術を用いてタスクのスケジ
ューリングを行う。マイクロカーネルはネットワークフ
ァイルシステム（ＮＦＳ）、ネットワーキングオペレー
ション、周辺機器ドライバ、仮想メモリ管理、ユーザイ
ンタフェース及び他のオペレーティングシステムが従来
通り責任を負っている他のタスクのハンドリングにも関
係している。
【００３６】２つの追加的なメモリ管理タスクもマイク
ロカーネルに割り当てられている。第１は、“ガーベジ
コレクション”、即ちコードに参照がもはや存在してい
ないオブジェクトまたはスレッドに割り当てられたメモ
リを解放するタスクである。ガーベージコレクションの
詳細は、Ｊａｖａ環境における例として知られている。
ガーベージコレクションタスク自体は１つのプロセスで
あって、適切なプロセッサに割り当てられ得る。好まし
くは、オペレーティングシステムがＪａｖａ言語で書か
れ、ガーベージコレクションタスクはＪａｖａネイティ
ブプロセッサ上でネイティブコードで実行できるように
すべきである。他の空間的メモリ管理タスクは、ネイテ
ィブプロセッサ群、例えばＰｉｃｏＪａｖａ（登録商
標）プロセッサの全てに亘る分散メモリの管理である。
ロカーネルに割り当てられている。第１は、“ガーベジ
コレクション”、即ちコードに参照がもはや存在してい
ないオブジェクトまたはスレッドに割り当てられたメモ
リを解放するタスクである。ガーベージコレクションの
詳細は、Ｊａｖａ環境における例として知られている。
ガーベージコレクションタスク自体は１つのプロセスで
あって、適切なプロセッサに割り当てられ得る。好まし
くは、オペレーティングシステムがＪａｖａ言語で書か
れ、ガーベージコレクションタスクはＪａｖａネイティ
ブプロセッサ上でネイティブコードで実行できるように
すべきである。他の空間的メモリ管理タスクは、ネイテ
ィブプロセッサ群、例えばＰｉｃｏＪａｖａ（登録商
標）プロセッサの全てに亘る分散メモリの管理である。
【００３７】図３には、本発明によるマルチメディアア
ーキテクチャの一実施例が示されており、ここではハー
ドウェアリソース１０８の更なる詳細が示されている。
このハードウェアリソース、一般にプロセッサコアのそ
れぞれは、一例としてライン１２４で示されたように、
マイクロカーネル１０４とデータのやりとりを行う。以
下のタイプのプロセッサは、本発明の現時点での好適実
施例の実例である。しかし、特定のマルチメディアアプ
リケーションに対するパフォーマンスを最適化するため
の、多くの異なるハードウェアリソースの組み合わせに
このアーキテクチャを適用することができる。本発明の
利点の１つは、仮想マシンを変更することなく、様々の
プロセッサを任意に追加したり除去したりできるという
点である。これにより、パフォーマンス改善のための極
めて高い柔軟性及び移植性が得られる。図３においては
１つの例としてハードウェアリソース１０８が、ビデオ
バックグラウンドプロセッサ１２０、ＤＳＰオーディオ
プロセッサ１２２、ビデオ解凍プロセッサ１２４、二次
元オブジェクト回転プロセッサ１２６、ステレオオーデ
ィオ同期化プロセッサ１２８、三次元レンダリングプロ
セッサ１３０、グラフィカルユーザインタフェースツー
ルプロセッサ１３２、追加のビデオバックグラウンドプ
ロセッサ１３４、及び１又は２以上のネイティブバイト
コードプロセッサ１３６を有する。
ーキテクチャの一実施例が示されており、ここではハー
ドウェアリソース１０８の更なる詳細が示されている。
このハードウェアリソース、一般にプロセッサコアのそ
れぞれは、一例としてライン１２４で示されたように、
マイクロカーネル１０４とデータのやりとりを行う。以
下のタイプのプロセッサは、本発明の現時点での好適実
施例の実例である。しかし、特定のマルチメディアアプ
リケーションに対するパフォーマンスを最適化するため
の、多くの異なるハードウェアリソースの組み合わせに
このアーキテクチャを適用することができる。本発明の
利点の１つは、仮想マシンを変更することなく、様々の
プロセッサを任意に追加したり除去したりできるという
点である。これにより、パフォーマンス改善のための極
めて高い柔軟性及び移植性が得られる。図３においては
１つの例としてハードウェアリソース１０８が、ビデオ
バックグラウンドプロセッサ１２０、ＤＳＰオーディオ
プロセッサ１２２、ビデオ解凍プロセッサ１２４、二次
元オブジェクト回転プロセッサ１２６、ステレオオーデ
ィオ同期化プロセッサ１２８、三次元レンダリングプロ
セッサ１３０、グラフィカルユーザインタフェースツー
ルプロセッサ１３２、追加のビデオバックグラウンドプ
ロセッサ１３４、及び１又は２以上のネイティブバイト
コードプロセッサ１３６を有する。
【００３８】このようなプロセッサの一部または全てに
は、ＲＩＳＣ Ｍａｃｈｉｎｅｓ社（英国ケンブリッ
ジ）製のＡＲＭ−８ ＲＩＳＣプロセッサのような市販
のプロセッサコアを用いることができる。このタイプの
プロセッサは、小型で消費電力の少ない構成で、１００
ＭＩＰＳのオーダの高い処理能力が得られる。更に、１
又は２以上のプロセッサをネイティブバイトコードコア
とすることができる。これらは仮想マシン疑似言語命令
を直接実行するように設計されたプロセッサである。入
手可能な専用プロセッサ１つに対して適合していないコ
ードセグメントまたはスレッドは、以下に説明するよう
に、その実行のため仮想マシンによりネイティブバイト
コードコアに転送される。別の形態においては、上述の
プロセッサの一部または全てが、ネイティブバイトコー
ドコアとなり得る。この場合、仮想マシンにおけるコー
ド生成においてオペレーションコードの翻訳は不要とな
る。ハードウェアリソースの特定の選択及び組み合わせ
には、他の工学的な設計上の選択におけるコストとパフ
ォーマンスとのトレードオフの関係が関連する。好まし
くは、プロセッサの一部または全てが、サイズ、コス
ト、及び電力消費を最小のものとすべく１つの集積回路
チップ上に実現される。図３には、上述の２つの実施例
において、ソフトウェアオブジェクトが仮想マシン１０
２において、どのように再構築され、対応するハードウ
ェアプロセッサに送り込まれてゆくのかが示されてい
る。ここに示す例は、破線１５２によって示されたビデ
オバックグラウンドオブジェクト及び破線１５０によっ
て示された三次元ビデオオブジェクトである。
は、ＲＩＳＣ Ｍａｃｈｉｎｅｓ社（英国ケンブリッ
ジ）製のＡＲＭ−８ ＲＩＳＣプロセッサのような市販
のプロセッサコアを用いることができる。このタイプの
プロセッサは、小型で消費電力の少ない構成で、１００
ＭＩＰＳのオーダの高い処理能力が得られる。更に、１
又は２以上のプロセッサをネイティブバイトコードコア
とすることができる。これらは仮想マシン疑似言語命令
を直接実行するように設計されたプロセッサである。入
手可能な専用プロセッサ１つに対して適合していないコ
ードセグメントまたはスレッドは、以下に説明するよう
に、その実行のため仮想マシンによりネイティブバイト
コードコアに転送される。別の形態においては、上述の
プロセッサの一部または全てが、ネイティブバイトコー
ドコアとなり得る。この場合、仮想マシンにおけるコー
ド生成においてオペレーションコードの翻訳は不要とな
る。ハードウェアリソースの特定の選択及び組み合わせ
には、他の工学的な設計上の選択におけるコストとパフ
ォーマンスとのトレードオフの関係が関連する。好まし
くは、プロセッサの一部または全てが、サイズ、コス
ト、及び電力消費を最小のものとすべく１つの集積回路
チップ上に実現される。図３には、上述の２つの実施例
において、ソフトウェアオブジェクトが仮想マシン１０
２において、どのように再構築され、対応するハードウ
ェアプロセッサに送り込まれてゆくのかが示されてい
る。ここに示す例は、破線１５２によって示されたビデ
オバックグラウンドオブジェクト及び破線１５０によっ
て示された三次元ビデオオブジェクトである。
【００３９】図４は、仮想マシンプログラム１０２をよ
り詳細に示した図である。この仮想マシンは、好ましく
はソフトウェアにおいて実現され、前述の入力されるバ
イトコード１００のストリームを受け取るハードウェア
バッファ、パイプラインまたはその類似物２００とやり
とりする。仮想マシンの第１のオペレーションは、再構
築ステップ２００に示されている。再構築ステップ２０
０には、入力されたバイトコードにおいてどのクラスが
参照されているかを判定し、クラスライブラリ２０４に
おいてそのクラスを検索するクラスローダが含まれてい
る。仮想マシンに格納されたクラスライブラリは、アプ
リケーションプログラミング言語ライブラリを含む。例
えば、Ｊａｖａ言語の場合は、基礎ライブラリがＡＷＴ
クラス（抽象ウィンドウズツールキット）、ネットワー
ククラス、ユーティリティ、グラフィクス、サウンド、
ビデオクラス等を含む。拡張クラスの例は、前に記述し
た。好ましくは、適用可能な拡張クラスが仮想マシン内
に格納されて、デジタルクラスのリンキングの増加を最
小限に押さえるようにする。再構築ステップ２０２で
は、欠落した任意のクラス、即ちバイトコードにおいて
参照されているが、ストアドライブラリには入っていな
いクラスを識別し、図面の矢印２０６で示されるよう
に、入力ストリーム１００のソースから欠落したクラス
をダウンロードする。バイトコードを通してパーズ（オ
ペランド解析）し、且つクラスライブラリを参照するこ
とにより、再構築ステップ２０２では、ソースプログラ
ム（図１の１０）において使用される元のソフトウェア
オブジェクト、スレッド、及びコードフラグメントを再
構築され得る。これらのオブジェクト、スレッド、及び
バイトコードセグメントのリストは、矢印２０８で示さ
れるような関連付けプロセス２１０に与えられる。この
関連付けステップ２１０では、ハードウェアリソースリ
スト２１２を限定する。
り詳細に示した図である。この仮想マシンは、好ましく
はソフトウェアにおいて実現され、前述の入力されるバ
イトコード１００のストリームを受け取るハードウェア
バッファ、パイプラインまたはその類似物２００とやり
とりする。仮想マシンの第１のオペレーションは、再構
築ステップ２００に示されている。再構築ステップ２０
０には、入力されたバイトコードにおいてどのクラスが
参照されているかを判定し、クラスライブラリ２０４に
おいてそのクラスを検索するクラスローダが含まれてい
る。仮想マシンに格納されたクラスライブラリは、アプ
リケーションプログラミング言語ライブラリを含む。例
えば、Ｊａｖａ言語の場合は、基礎ライブラリがＡＷＴ
クラス（抽象ウィンドウズツールキット）、ネットワー
ククラス、ユーティリティ、グラフィクス、サウンド、
ビデオクラス等を含む。拡張クラスの例は、前に記述し
た。好ましくは、適用可能な拡張クラスが仮想マシン内
に格納されて、デジタルクラスのリンキングの増加を最
小限に押さえるようにする。再構築ステップ２０２で
は、欠落した任意のクラス、即ちバイトコードにおいて
参照されているが、ストアドライブラリには入っていな
いクラスを識別し、図面の矢印２０６で示されるよう
に、入力ストリーム１００のソースから欠落したクラス
をダウンロードする。バイトコードを通してパーズ（オ
ペランド解析）し、且つクラスライブラリを参照するこ
とにより、再構築ステップ２０２では、ソースプログラ
ム（図１の１０）において使用される元のソフトウェア
オブジェクト、スレッド、及びコードフラグメントを再
構築され得る。これらのオブジェクト、スレッド、及び
バイトコードセグメントのリストは、矢印２０８で示さ
れるような関連付けプロセス２１０に与えられる。この
関連付けステップ２１０では、ハードウェアリソースリ
スト２１２を限定する。
【００４０】ハードウェアリソースリストは、ハードウ
ェアリソース１０８とインタフェースをとっているマイ
クロカーネル１０４とのやりとりを通して形成される。
続けてプロセス２１０は、実行する必要のあるオブジェ
クト、スレッド、及びバイトコードと現在使用可能なハ
ードウェアリソースとを互いに関連付ける。プロセス
は、各オブジェクトにスレッドと最も適切な使用可能な
リソースとを結合する。その一例は前に図３を参照して
説明したものである。次に、ステップ２１６において、
仮想マシンが必要な変数（フィールド）及び他のリファ
レンスを、必要に応じてクラスライブラリを用いること
により分解する。仮想マシンは与えられたタスクの実行
のために必要なパラメータ及び変数の全てを編成する。
実行されるべき必要不可欠な４つのタイプのタスクまた
はプロセスが存在する。即ちスレッド、オブジェクト、
アプレット、及びフラットコードセグメントである。コ
ジェネレーションプロセス２２０は、従来のコードジェ
ネレーションプロセスと類似したものである。このプロ
セスでは、オペレーションコードが、仮想マシン疑似言
語から実行可能な機械語へ翻訳される。同じ命令セット
を有していない異なるハードウェアプロセッサ上で実行
のため指定されている場合には、これはプロセスによっ
て異なるものとなり得る。ある種のプロセス、特にフラ
ットコードセグメントは、オペレーションコードへの翻
訳なしにネイティブ疑似コードプロセッサ上で直接実行
することができる。例えば、Ｊａｖａバイトコード疑似
言語のコードセグメントは、米国カリフォルニア州サン
マイクロシステムズ社製ＰｉｃｏＪａｖａネイティブコ
ードプロセッサ上で直接実行することができる。コジェ
ネレーションプロセス２２０は、実行されるべき各プロ
セスに対するスタック上にオペランド、変数、ポインタ
等を適当に配置し、ついでプロセスをマイクロカーネル
１０４に“パス”する。このプロセスにおいては、コジ
ェネレーションステップ２２０により各実行可能なプロ
セスが、上述の関連付けステップ２１０において決定さ
れた適当なプロセッサに向けられるようにされる。図４
の下部において、例えば、ライン２３０で示された実行
プロセスが対応するプロセッサ１２０、１２２、及び１
３６上で実行される。プロセッサの様々なタイプについ
ては、図３に関連して前にまとめてある。
ェアリソース１０８とインタフェースをとっているマイ
クロカーネル１０４とのやりとりを通して形成される。
続けてプロセス２１０は、実行する必要のあるオブジェ
クト、スレッド、及びバイトコードと現在使用可能なハ
ードウェアリソースとを互いに関連付ける。プロセス
は、各オブジェクトにスレッドと最も適切な使用可能な
リソースとを結合する。その一例は前に図３を参照して
説明したものである。次に、ステップ２１６において、
仮想マシンが必要な変数（フィールド）及び他のリファ
レンスを、必要に応じてクラスライブラリを用いること
により分解する。仮想マシンは与えられたタスクの実行
のために必要なパラメータ及び変数の全てを編成する。
実行されるべき必要不可欠な４つのタイプのタスクまた
はプロセスが存在する。即ちスレッド、オブジェクト、
アプレット、及びフラットコードセグメントである。コ
ジェネレーションプロセス２２０は、従来のコードジェ
ネレーションプロセスと類似したものである。このプロ
セスでは、オペレーションコードが、仮想マシン疑似言
語から実行可能な機械語へ翻訳される。同じ命令セット
を有していない異なるハードウェアプロセッサ上で実行
のため指定されている場合には、これはプロセスによっ
て異なるものとなり得る。ある種のプロセス、特にフラ
ットコードセグメントは、オペレーションコードへの翻
訳なしにネイティブ疑似コードプロセッサ上で直接実行
することができる。例えば、Ｊａｖａバイトコード疑似
言語のコードセグメントは、米国カリフォルニア州サン
マイクロシステムズ社製ＰｉｃｏＪａｖａネイティブコ
ードプロセッサ上で直接実行することができる。コジェ
ネレーションプロセス２２０は、実行されるべき各プロ
セスに対するスタック上にオペランド、変数、ポインタ
等を適当に配置し、ついでプロセスをマイクロカーネル
１０４に“パス”する。このプロセスにおいては、コジ
ェネレーションステップ２２０により各実行可能なプロ
セスが、上述の関連付けステップ２１０において決定さ
れた適当なプロセッサに向けられるようにされる。図４
の下部において、例えば、ライン２３０で示された実行
プロセスが対応するプロセッサ１２０、１２２、及び１
３６上で実行される。プロセッサの様々なタイプについ
ては、図３に関連して前にまとめてある。
【００４１】実行スレッドは、ハードウェアリソースと
必ずしも１対１で結合されなくてもよい。アプリケーシ
ョンによっては、使用可能なリソースに基づいて“進行
中の”スレッドを再構築できる“スマート”カーネルを
設けることによりより高い性能を得ることができる。好
ましくは、十分な数のプロセッサ、即ち２０、３０若し
くは１００個に達する数のプロセッサが設けられる。こ
うして多くのスレッドが同時並行的に実行される。更
に、プロセス全体は連続的で且つ動的である。従って、
ハードウェアの割り振りは、スレッドの実行の終了時に
コンスタントに変化し、新たなスレッドが割り当てられ
る。システム全体を１個のシリコン“チップ”に組み込
んだインプリメンテーションでは、低コストで高い性能
が得られる。
必ずしも１対１で結合されなくてもよい。アプリケーシ
ョンによっては、使用可能なリソースに基づいて“進行
中の”スレッドを再構築できる“スマート”カーネルを
設けることによりより高い性能を得ることができる。好
ましくは、十分な数のプロセッサ、即ち２０、３０若し
くは１００個に達する数のプロセッサが設けられる。こ
うして多くのスレッドが同時並行的に実行される。更
に、プロセス全体は連続的で且つ動的である。従って、
ハードウェアの割り振りは、スレッドの実行の終了時に
コンスタントに変化し、新たなスレッドが割り当てられ
る。システム全体を１個のシリコン“チップ”に組み込
んだインプリメンテーションでは、低コストで高い性能
が得られる。
【００４２】更に性能を改善するためには、システム内
に“スマートコントローラ”を設ける。スマートコント
ローラは、マイクロカーネルとハードウェアリソースと
の間に効果的に設けられ、バスへのアクセスを制御す
る。このコントローラは、アドレスをプロセッサに送
り、バストラフィックを低く押さえることによりコンテ
ンション及び遅れを少なくする。
に“スマートコントローラ”を設ける。スマートコント
ローラは、マイクロカーネルとハードウェアリソースと
の間に効果的に設けられ、バスへのアクセスを制御す
る。このコントローラは、アドレスをプロセッサに送
り、バストラフィックを低く押さえることによりコンテ
ンション及び遅れを少なくする。
【００４３】図５には、本発明の広義のコンセプトが示
されている。図５において、ソースプログラム３００は
Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３で示された幾つかのプログラムス
レッドを含む。ソースプログラム３００は適当なコンパ
イラ３０２においてコンパイルされ、一連の疑似言語バ
イトコード３０４を形成する。コンパイラ３０２は、３
００において使用されている特定のオブジェクト指向プ
ログラム言語用のクラスライブラリを含む。バイトコー
ド３０４は、ネットワーク、インターネット等を通し
て、磁気ディスク若しくは光学ディスクのような機械が
読み出し可能な媒体を用いること等、様々な手段を用い
てにより格納され、転送され、若しくは分配され得る。
されている。図５において、ソースプログラム３００は
Ｔ１、Ｔ２、及びＴ３で示された幾つかのプログラムス
レッドを含む。ソースプログラム３００は適当なコンパ
イラ３０２においてコンパイルされ、一連の疑似言語バ
イトコード３０４を形成する。コンパイラ３０２は、３
００において使用されている特定のオブジェクト指向プ
ログラム言語用のクラスライブラリを含む。バイトコー
ド３０４は、ネットワーク、インターネット等を通し
て、磁気ディスク若しくは光学ディスクのような機械が
読み出し可能な媒体を用いること等、様々な手段を用い
てにより格納され、転送され、若しくは分配され得る。
【００４４】図５の下部において、クライアントマシン
上で受け取られたバイトコードは、上述のように仮想マ
シン３０６において処理される。仮想マシンは、プログ
ラムスレッド及びオブジェクト３１０を再構築し、次い
で一般に符号３２０で示された対応する特定目的のプロ
セッサに転送される。従って元のプログラム３００のオ
ブジェクト指向性はハードウェアプロセッサ３２０を通
して再構築され、運ばれてオブジェクト指向パラダイム
の移植性、コンパクトさ、及び他の利点を保持したまま
同時並行的な実行が可能となるという利点が得られるこ
とになる。ここに概要を示した適当なハードウェアプロ
セッサを用いることにより、本発明のアーキテクチャ、
従来のソリューションよりも極めて効果的なマルチメデ
ィアデータのリアルタイム処理が可能となる。
上で受け取られたバイトコードは、上述のように仮想マ
シン３０６において処理される。仮想マシンは、プログ
ラムスレッド及びオブジェクト３１０を再構築し、次い
で一般に符号３２０で示された対応する特定目的のプロ
セッサに転送される。従って元のプログラム３００のオ
ブジェクト指向性はハードウェアプロセッサ３２０を通
して再構築され、運ばれてオブジェクト指向パラダイム
の移植性、コンパクトさ、及び他の利点を保持したまま
同時並行的な実行が可能となるという利点が得られるこ
とになる。ここに概要を示した適当なハードウェアプロ
セッサを用いることにより、本発明のアーキテクチャ、
従来のソリューションよりも極めて効果的なマルチメデ
ィアデータのリアルタイム処理が可能となる。
【００４５】本発明の原理について、好適実施例を用い
て説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく編
成や詳細を様々に変更することが可能であることは明ら
かであろう。
て説明してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく編
成や詳細を様々に変更することが可能であることは明ら
かであろう。
【００４６】また、本発明の一実施形態であるソフトウ
ェアプログラムを、任意の記憶媒体に格納して、保存、
分配、及び使用することが可能である。
ェアプログラムを、任意の記憶媒体に格納して、保存、
分配、及び使用することが可能である。
【００４７】
【発明の効果】以上より、本発明により、マルチメディ
ア環境の下でより効率的なデータ処理が可能な、オブジ
ェクト指向言語プログラム由来の中間コードデータスト
リーム、またはマルチメディアデータストリームの処理
システム及び方法が提供される。
ア環境の下でより効率的なデータ処理が可能な、オブジ
ェクト指向言語プログラム由来の中間コードデータスト
リーム、またはマルチメディアデータストリームの処理
システム及び方法が提供される。
【図１】マルチメディアアプリケーションにおいて用い
られる従来のオブジェクト指向仮想マシン環境を示す単
純化されたデータ流れ図である。
られる従来のオブジェクト指向仮想マシン環境を示す単
純化されたデータ流れ図である。
【図２】本発明による、マルチメディアアプリケーショ
ンを処理するための新規なオブジェクト指向マルチプロ
セッサアーキテクチャを示した図である。
ンを処理するための新規なオブジェクト指向マルチプロ
セッサアーキテクチャを示した図である。
【図３】図２のアーキテクチャをより詳細に示した図で
ある。
ある。
【図４】図２及び図３の仮想マシンをより詳細に示した
データ流れ図及びハードウェアブロック図の混成図であ
る。
データ流れ図及びハードウェアブロック図の混成図であ
る。
【図５】図２及び図３の新規なアーキテクチャにおける
プログラムスレッドの取り扱いを示した機能ブロック図
である。
プログラムスレッドの取り扱いを示した機能ブロック図
である。
１０ Ｊａｖａ言語からなるソースコード ２０ Ｊａｖａ言語のバイトコード ３０ 仮想マシン ＡＰＩ ４０ ランタイムインタプリタ ４２ 基礎クラス群 ４４ オペレーティングシステム ４６ プロセッサ １００ 入力バイトコードストリーム １０２ 仮想マシン １０４ オペレーティングシステム又はマイクロカーネ
ル １０６ ハードウェア １０８ コア（プロセッサ）群 １１０ スレッドデータの流れ １２０ ビデオバックグラウンドプロセッサ １２２ ＤＳＰオーディオプロセッサ １２４ ライン １２６ 二次元オブジェクト回転プロセッサ １２８ ステレオオーディオ同期化プロセッサ １３０ 三次元レンダリングプロセッサ １３２ グラフィカルユーザインタフェースツールプロ
セッサ １３４ 追加のビデオバックグラウンドプロセッサ １３６ ネイティブバイトコードプロセッサ １５０ 三次元ビデオオブジェクト １５２ ビデオバックグラウンドオブジェクト ３００ ソースプログラムオブジェクト ３０２ コンパイラ ３０４ バイトコード ３０６ 仮想マシン ３１０ 再構築されたプログラムオブジェクト ３２０ ハードウェアプロセッサ群
ル １０６ ハードウェア １０８ コア（プロセッサ）群 １１０ スレッドデータの流れ １２０ ビデオバックグラウンドプロセッサ １２２ ＤＳＰオーディオプロセッサ １２４ ライン １２６ 二次元オブジェクト回転プロセッサ １２８ ステレオオーディオ同期化プロセッサ １３０ 三次元レンダリングプロセッサ １３２ グラフィカルユーザインタフェースツールプロ
セッサ １３４ 追加のビデオバックグラウンドプロセッサ １３６ ネイティブバイトコードプロセッサ １５０ 三次元ビデオオブジェクト １５２ ビデオバックグラウンドオブジェクト ３００ ソースプログラムオブジェクト ３０２ コンパイラ ３０４ バイトコード ３０６ 仮想マシン ３１０ 再構築されたプログラムオブジェクト ３２０ ハードウェアプロセッサ群
Claims (20)
- 【請求項１】 オブジェクト指向言語からなるソース
プログラムをコンパイルして得られる中間コードデータ
ストリームをリアルタイムで処理するシステムであっ
て、 メモリと、 入力される前記中間コードストリームを受け取るための
入力手段と、 並列に設置された複数のハードウェアプロセッサと、 前記メモリに格納され、前記入力手段に前記中間コード
ストリームを受け取るべく接続された仮想マシンプログ
ラムとを有することを特徴とし、 前記仮想マシンコンピュータプログラムが、 前記中間コードストリームからソフトウェアスレッドを
再構築する手段と、 再構築された前記ソフトウェアスレッドを、対応する実
行可能なプロセスに変換する手段と、 前記複数のハードウェアプロセッサの中から、前記対応
する実行可能なプロセスを実行するのに適切なものを１
つ選択するプロセッサ選択手段と、 選択されたハードウェアプロセッサに、前記対応する実
行可能なプロセスをその実行のため転送する手段とを有
することを特徴とするオブジェクト指向言語プログラム
由来の中間コードデータストリームの処理システム。 - 【請求項２】 前記仮想マシンプログラムが、前記シ
ステムにおいて現在利用可能なハードウェアプロセッサ
のリストである利用可能プロセッサリストを維持する手
段を有することを特徴とし、 前記プロセッサ選択手段が、前記利用可能プロセッサリ
ストを調べて、前記システムを、それが前記現在利用可
能なハードウェアプロセッサを利用するように、自動的
に適合させる手段を有することを特徴とする請求項１に
記載のシステム。 - 【請求項３】 前記仮想マシンプログラムが、前記メ
モリに格納された所定のクラスプロトコルのライブラリ
を含むことを特徴とし、 前記プロセッサ選択手段が、前記システムにおいて現在
利用可能なハードウェアプロセッサのリストである利用
可能プロセッサリストを、前記オブジェクトクラスプロ
トコルのライブラリに関連付ける手段を有することを特
徴とする請求項１に記載のシステム。 - 【請求項４】 前記仮想マシンプログラムが、入力さ
れた前記中間コードストリームにおいて参照されている
オブジェクトが、前記クラスライブラリにおいて定義さ
れたクラスプロトコルのインスタンスであるか否かを判
定し、欠落したクラスプロトコル若しくはライブラリを
ダウンロードするための動的クラスローダ手段を有する
ことを特徴とする請求項３に記載のシステム。 - 【請求項５】 前記仮想マシンプログラムが、 前記中間コードストリームから複数の異なるプロセスス
レッド群を再構築する手段と、 前記プロセススレッド群の各々に対して、その実行のた
めの各ハードウェアプロセッサを個別に選択する個別プ
ロセッサ選択手段と、 前記プロセススレッド群のそれぞれを、対応する選択さ
れた各ハードウェアプロセッサに、軽量プロセスの同時
並行的実行のため転送する手段とを有することを特徴と
する請求項１に記載のシステム。 - 【請求項６】 前記複数のハードウェアプロセッサ
が、選択されたマルチメディアメソッドの実行専用のマ
ルチメディアプロセッサを少なくとも１つ含むことを特
徴とし、 前記仮想マシンプログラムが、前記マルチメディアプロ
セッサにマルチメディアプロセススレッドを転送する手
段を有することを特徴とする請求項５に記載のシステ
ム。 - 【請求項７】 前記複数のハードウェアプロセッサ
が、音声データの実行専用のオーディオプロセッサを少
なくとも１つ含むことを特徴とし、 前記仮想マシンプログラムが、前記オーディオプロセッ
サに音声プロセススレッドを転送する手段を有すること
を特徴とする請求項５に記載のシステム。 - 【請求項８】 前記複数のハードウェアプロセッサ
が、グラフィクスデータの解凍専用のグラフィクス解凍
プロセッサを少なくとも１つ含むことを特徴とし、 前記仮想マシンプログラムが、前記グラフィクス解凍プ
ロセッサにグラフィクスプロセススレッドを転送する手
段を有することを特徴とする請求項５に記載のシステ
ム。 - 【請求項９】 前記複数のハードウェアプロセッサ
が、グラフィクスデータのレンダリング専用のグラフィ
クスレンダリングプロセッサを少なくとも１つ含むこと
を特徴とし、 前記仮想マシンプログラムが、前記グラフィクスレンダ
リングプロセッサにグラフィクスプロセススレッドを転
送する手段を有することを特徴とする請求項５に記載の
システム。 - 【請求項１０】 前記複数のハードウェアプロセッサ
が、ネイティブ中間コードからなるフラットプロセスス
レッドの実行専用のネイティブ中間コードプロセッサを
少なくとも１つ含むことを特徴とし、 前記仮想マシンが、前記フラットプロセススレッドを、
オペレーションコードへの翻訳をすることなく実行する
ために、前記ネイティブ中間コードプロセッサに転送す
る手段を有することを特徴とする請求項５に記載のシス
テム。 - 【請求項１１】 前記複数のハードウェアプロセッサ
と前記ハードウェアマシンプログラムとの間のインタフ
ェーシングのための、マイクロカーネルオペレーティン
グシステムを更に有することを特徴とする請求項５に記
載のシステム。 - 【請求項１２】 前記仮想マシンプログラムが、オブ
ジェクト指向プログラミング言語で記述されていること
を特徴とする請求項１１に記載のシステム。 - 【請求項１３】 前記オブジェクト指向プログラミン
グ言語が、Ｊａｖａプログラミング言語のクラス群を含
むことを特徴とし、 前記仮想マシンプログラムが、前記メモリに格納された
Ｊａｖａクラスプロトコルライブラリを含むことを特徴
とし、 前記個別プロセッサ選択手段が、前記システムにおいて
現在利用可能なハードウェアプロセッサのリストである
利用可能プロセッサリストを、前記Ｊａｖａクラスプロ
トコルライブラリに関連付ける手段を有することを特徴
とする請求項１２に記載のシステム。 - 【請求項１４】 オブジェクト指向言語からなるマル
チメディアアプリケーションプログラムをコンパイルし
て得られる中間コードの入力データストリームを、その
リアルタイム並列処理のために複数のプロセススレッド
に変換する機能を有し、その処理能力がハードウェアに
依存しない仮想マシンメソッドをコンピュータ上に実現
することによって、前記中間コードの移植性を維持しつ
つ改善された処理能力を得るデータストリームの処理方
法であって、 前記仮想マシンメソッドを実現する過程が、 利用可能なハードウェアリソースのリストを維持する過
程と、 前記入力中間コードストリームから複数のプログラムオ
ブジェクト及びスレッドを再構築する過程と、 再構築された前記複数のプログラムオブジェクト及びス
レッドを、前記利用可能なハードウェアリソースのリス
トに関連付ける関連付け過程と、 再構築された前記複数のプログラムオブジェクト及びス
レッドを、その実質的に同時並行的な実行のため、前記
ハードウェアリソース群の中から選択された各ハードウ
ェアリソースにそれぞれ転送する転送過程とを有するこ
とを特徴とするオブジェクト指向言語プログラム由来の
中間コードデータストリーム、またはマルチメディアデ
ータストリームの処理方法。 - 【請求項１５】 前記マルチメディアアプリケーショ
ンプログラムにおいて定義された予め定められた同期化
メソッドを支援する過程を更に含むことを特徴とする請
求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記利用可能なハードウェアリソー
スのリストが、特定のマルチメディア機構に適合する１
又は２以上のハードウェアリソースがある場合、そのハ
ードウェアリソースのそれぞれに対して、各特定のマル
チメディア機能を示すインディケーションを有すること
を特徴とし、 前記関連付け過程が、何らかのプログラムオブジェクト
及びスレッドを実行するのに特に適合するハードウェア
リソースがある場合そのハードウェアリソースを識別す
るために、前記プログラムオブジェクト及びスレッド
と、前記利用可能なハードウェアリソースのリストとを
比較する比較過程を含むことを特徴とし、 前記転送過程が、前記プログラムオブジェクト及びスレ
ッドを、その実行のため、前記比較過程で識別された対
応するハードウェアリソースに結合する過程を含むこと
を特徴とする請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記ソースプログラムにおいて宣言
された、同期化された複数のプロセスを識別し、 前記同期化された複数のプロセスを、変数が一致した状
態を確保すべくモニタの制御の下で実行する過程と、 他の全てのプロセスを、前記利用可能なハードウェアリ
ソースで可能な範囲で同時並行的に実行するためにスケ
ジューリングを行う過程とを含むことを特徴とする請求
項１４に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記ハードウェアリソースが、それ
ぞれその主な機能に最適化された複数のプロセッサを含
むことを特徴とし、 処理能力を向上させるべく、前記複数のプロセッサのそ
れぞれに接続された、書き込まれた内容の同一性を保持
するコヒーレントな１個のグローバルキャシュメモリを
設ける過程を更に有することを特徴とする請求項１４に
記載の方法。 - 【請求項１９】 オブジェクト指向言語からなるプロ
グラムに由来するマルチメディアデータストリームをリ
アルタイムで処理するためのシステムであって、 入力データストリームを受け取るための入力手段と、 並列に設置された複数のハードウェアプロセッサと、 前記入力手段に接続された仮想マシンコンピュータプロ
グラムと、 前記複数のハードウェアプロセッサを管理するためのマ
イクロカーネルオペレーティングシステムを有すること
を特徴とし、 前記仮想マシンコンピュータプログラムが、 前記入力データからソフトウェアスレッドを再構築する
手段と、 再構築された前記ソフトウェアスレッドを対応する実行
可能なプロセスに翻訳する手段と、 前記複数のハードウェアプロセッサの中から、前記対応
する実行可能なプロセスを実行するために適切なものを
１つ選択する選択手段と、 前記対応する実行可能なプロセスを、それを実行するた
めに前記選択手段で選択されたハードウェアプロセッサ
に転送する手段とを有することを特徴とし、 前記マイクロカーネルオペレーティングシステムが、 前記仮想マシンを、前記対応する実行可能なプロセスを
実行するのに適切な選択されたハードウェアプロセッサ
の１つと接続して使用するための前記仮想マシンに利用
可能なプロセッサのリストを供給するべく、前記ハード
ウェアプロセッサを調査する手段を有することを特徴と
するマルチメディアデータストリームの処理システム。 - 【請求項２０】 前記ハードウェアプロセッサが、メ
ディアオブジェクトの予め定められたメソッドを実行す
るために最適化された特別なプロセッサを少なくとも１
つ有し、且つネイティブ中間コードで書かれたフラット
コードセグメントを実行するためのＲＩＳＣプロセッサ
を少なくとも１つ有することを特徴とする請求項１９に
記載のシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/661,183 | 1996-06-10 | ||
| US08/661,183 US5946487A (en) | 1996-06-10 | 1996-06-10 | Object-oriented multi-media architecture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1069394A true JPH1069394A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=24652550
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9147592A Pending JPH1069394A (ja) | 1996-06-10 | 1997-06-05 | オブジェクト指向言語プログラム由来の中間コードデータストリーム、またはマルチメディアデータストリームの処理システム及び方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5946487A (ja) |
| EP (1) | EP0813147A2 (ja) |
| JP (1) | JPH1069394A (ja) |
| KR (1) | KR980004099A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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