圖形處理裝置、用於飛機駕駛艙的顯示裝置以及用於顯示圖形數據的方法

2023-06-23 09:15:16

圖形處理裝置、用於飛機駕駛艙的顯示裝置以及用於顯示圖形數據的方法
【專利摘要】提出一種圖形處理裝置1，該圖形處理裝置包括：控制裝置2，用於從第一應用程式App_1接收第一圖形對象的圖形數據以及用於從第二應用程式App_2接收第二圖形對象的圖形數據；幾何模塊5，用於由圖形數據產生圖形對象的幾何數據；掃描模塊7，用於基於幾何數據掃描圖形對象並且產生圖形對象的像素；其中，控制裝置2、幾何模塊5和掃描模塊7形成圖形數據通道，該圖形數據通道構成為，在串行通路中處理所述圖形對象中之一，其方法是由所述圖形對象的圖形數據產生所述圖形對象的像素，其中，所述圖形數據通道構成為，在一個第一串行通路中中斷第一應用程式App_1的第一圖形對象之一的處理，從而存在經部分處理的圖形對象，在第二串行通路中處理第二應用程式App_2的第二圖形對象中至少之一，並且隨後繼續第一應用程式App_1的經部分處理的圖形對象的處理。
【專利說明】圖形處理裝置、用於飛機駕駛艙的顯示裝置以及用於顯示圖形數據的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有權利要求1的前序部分的特徵的圖形處理裝置。本發明還涉及一種具有該圖形處理裝置的用於飛機駕駛艙的顯示裝置以及一種利用該圖形處理裝置的方法。
【背景技術】
[0002]顯卡通常控制數據處理設備的圖像顯示。在此，在數據處理裝置上的應用程式產生用於圖形輸出的數據並且將這些數據傳送到顯卡上。顯卡這樣轉換該數據，使得顯示裝置可以將期望的輸出再現(wiedergeben)為圖像。這種顯卡或者作為擴展卡或者作為車載晶片組包含在每個商業上通用的PC中。
[0003]同樣由商業上通用的PC已知，顯卡可以操控兩個不同的顯示裝置、例如兩個顯示屏。在這些實施方式中可能的是，在第一顯示屏上顯示第一應用程式的圖形輸出並且在第二顯示屏上顯示第二應用程式的圖形輸出。

【發明內容】

[0004]本發明的任務在於，提出一種圖形處理裝置，該圖形處理裝置符合提高的安全性要求。本發明的另一任務在於，提出一種用於飛機駕駛艙的顯示裝置以及一種相應利用該圖形處理裝置的方法。
[0005]這些任務通過具有權利要求1的特徵的圖形處理裝置、通過具有權利要求12的特徵的用於飛機駕駛艙的顯示裝置以及通過具有權利要求14的特徵的方法得以解決。本發明優選或有利的實施形式由從屬權利要求、以下的描述以及附圖產生。
[0006]本發明的主題是一種圖形處理裝置、特別是構成為圖形處理器的圖形處理裝置，該圖形處理裝置適合於和/或構成為，將圖形對象的圖形數據轉換為圖形對象的像素。
[0007]圖形對象一般可以構成為完整圖像或部分圖像。在優選實施形式中，圖形對象實現為一個或多個圖形基元。例如在OpenGL規範中，複雜的圖形對象通過一個或多個圖形基元表示。圖形基元例如可以是三角或直線。
[0008]圖形處理裝置特別優選地實現為集成電路並且特別是實現為FPGA(現場可編程門陣列)。
[0009]圖形處理裝置包括控制裝置，該控制裝置構成為用於從第一應用程式接收第一圖形對象的圖形數據以及用於從第二應用程式接收第二圖形對象的圖形數據。圖形數據特別是構成為用於產生至少一個圖形基元的命令組。
[0010]控制裝置例如可以與總線、特別是PCI總線在信號技術上相連接，以用於接收圖形數據，和/或控制裝置可以具有與該總線的在信號技術上相連接的接口。
[0011]圖形處理裝置還包括幾何模塊，用於由圖形數據產生圖形對象的幾何數據。幾何模塊又可以具有多個子模塊，這些子模塊實行以下任務中的一個、幾個或全部，所述任務僅僅設計為指示，因為這些子模塊是已知的:
[0012]用於模型和攝像機轉換的子模塊:
[0013]在該子模塊中進行圖形對象變換到參考坐標系、特別是世界坐標系中以及優化補充地進行攝像機變換到參考坐標系的零點中。
[0014]用於照明的子模塊:
[0015]在該子模塊中為每個圖形對象、特別是為每個圖形基元計算顏色和/或亮度。
[0016]用於投影的子模塊:
[0017]在該子模塊中進行視覺體積轉換為立方體。
[0018]剪裁:
[0019]在該子模塊中剪切圖形對象，所述圖形對象位於在視覺體積之外。
[0020]窗-視口-變換:
[0021]在該子模塊中進行圖形對象的偏移以及縮放。
[0022]作為處理結果幾何模塊輸出圖形對象的幾何數據。這些幾何數據被掃描模塊(該掃描模塊形成圖形處理裝置的另外的組件)接收並且被分析用於圖形對象的掃描。特別是在掃描模塊中所有圖形對象、特別是所有基元被掃描，亦即將屬於其的像素上色。掃描模塊由此產生圖形對象的像素。
[0023]控制裝置、幾何模塊和掃描模塊共同形成圖形數據通道，該圖形數據通道構成為用於在串行通路中處理所述圖形對象中的一個圖形對象，其方法是由圖形對象的應用程式從圖形數據產生並輸出所述圖形對象的像素。幾何模塊和掃描模塊以下綜合地也稱為模塊。
[0024]特別是圖形處理裝置構成為GPU(圖形處理單元)，特別是構成為FPGA-GPU，其具有多個、特別是多於50個、優選多於100個這樣的圖形數據通道。
[0025]在本發明的範圍中提出，所述圖形數據通道構成為用於在第一串行通路中中斷第一圖形對象中的一個第一圖形對象的處理，從而存在經部分處理的圖形對象，在第二串行通路中處理第二圖形對象中的至少一個第二圖形對象，並且隨後在相同的圖形數據通道中繼續所述經部分處理的圖形對象的處理。
[0026]特別是圖形數據通道這樣構成，使得關於第一和第二應用程式的圖形對象實現在時間上的復用。在此，依次處理第一和第二應用程式的圖形對象，其中然而不必完全處理第一應用程式的圖形對象，而是可以中斷第一應用程式的圖形對象的處理並且在第一應用程式的圖形對象的處理結束之前插入另一應用程式的圖形對象的處理。
[0027]優選地進行對於第一應用程式的每個圖形對象的中斷。
[0028]通過本發明的構成方式實現:在圖形處理裝置、特別是圖形數據通道內建立在不同的應用程式之間的分離、特別是時間上的分離。該分離用英語來說也稱為「temporalsegregation，，。
[0029]這種分離對於圖形處理裝置根據高安全水平、例如根據D0-178B或ED-12B的許可是必需的。例如兩個應用程式可以配置有不同的安全等級、例如DAL A和DAL B，並且仍然這樣訪問相同的圖形處理裝置、特別是圖形數據通道。本發明的優點因此可以視為在於，通過所述兩個應用程式在時間上的分離在圖形處理裝置中實現更高的安全性。而商業上的圖形處理器不包含這種安全機制，特別是因為這些安全機制在正常環境中(在PC、筆記本電腦等中安裝)不是必需的。
[0030]在本發明的一個優選實施形式中，所述圖形數據通道規定一系列相繼的分別長度相同的時間片段。相繼的時間片段例如可以這樣選擇，使得設有每秒30個時間片段，圖形數據通道由此具有30Hz的時鐘脈衝。
[0031]優選地規定，在一個共同的時間片段內進行第一圖形對象之一的部分處理和進行第二圖形對象中至少之一的處理。將圖形對象按多種的然而共同的時間片段的分開具有如下優點，即，例如由具有較高的更新率(如例如30Hz)的第一應用程式在每個時間片段中處理一個圖形對象，從而無延遲地處理該應用程式的圖形對象。在其他應用程式中更新率例如更小、例如15Hz，其中，對於圖形數據通道的每個時間片段處理一個圖形對象的一半或一個有利的部分，並且該圖形對象的殘留的剩餘部分在後續的時間片段中作為經部分處理的圖形對象被繼續處理。
[0032]雖然在描述中僅參照兩個應用程式，但是可能的是，多個應用程式也訪問圖形處理裝置、特別是圖形數據通道並且分享資源。原則上也可想到的是，兩個應用程式以15Hz的更新率訪問，其中，在圖形數據通道的每個時間片段中部分地處理每個應用程式的圖形對象。此外可想到的是，一個應用程式具有還更小的更新率、例如10Hz，從而圖形對象的處理分配到多於兩個的時間片段(在此為三個時間片段)上。
[0033]一般來說，圖形處理裝置能實現將不同應用程式的圖形對象這樣分配到各時間片段上，從而至少一個圖形對象的處理在至少兩個或多個時間片段上來進行。
[0034]在本發明的一個優選實施形式中，所述相繼的時間片段定義為用於處理圖形對象的同步時鐘脈衝。而第一應用程式的圖形對象的處理與該同步時鐘脈衝不同步地進行。在此可以規定，第一圖形對象的處理的中斷按照固定的模式進行，從而例如第一圖形對象中之一的處理總是分配到兩個時間片段上。備選地也可以動態地、特別是根據在一個時間片段內可用的工作時間來進行第一圖形對象的處理的中斷。特別優選地，總是在一個時間窗內的相同時刻進行中斷。
[0035]在本發明的一個優選的實現方案中，所述圖形處理裝置具有時間管理裝置，所述時間管理裝置構成為，將用於中斷第一圖形對象的處理的存儲信號輸出到圖形數據通道上。
[0036]優選地，模塊、特別是幾何模塊和掃描模塊當存在存儲信號時結束其內部計算，亦即基元渲染等等，但是不再接收對於當前圖形對象的其他命令。由此確保，第一圖形對象的處理的中斷並非不受控地進行而是在一個如下時刻進行，在另一時刻特別是在另一時間片段期間可以連結到該時刻上。
[0037]作為對於存儲信號的反應，所述圖形數據通道構成為用於輸出經部分處理的圖形對象的上下文數據。所述上下文數據特別是包括模塊的寄存器數據以及來自相鄰的輸入和輸出存儲器、特別是Fifo存儲器的數據。這些上下文數據可選地被暫存並且提供用於穿過圖形數據通道的稍後的串行通路，以便繼續所述處理。在存在存儲信號的時刻，由此將所有對於當前的經部分處理的用於繼續處理的圖形對象所必需的數據綜合成上下文數據並且可選地暫存。
[0038]在當前的經部分處理的圖形對象的上下文數據從圖形數據通道讀取之後，可以提供並且使用圖形數據通道用於處理第二圖形對象中之一。[0039]在本發明的一個優選的進一步擴展方案中，所述上下文數據在圖形數據通道的末端上、特別是經由掃描模塊輸出到時間管理裝置上。上下文數據因此串行地為不同的模塊和必要時在中間連接的存儲裝置、特別是Fifo裝置所讀取。該實現方案一方面簡化圖形處理裝置的信號技術上的結構，因為不是每個模塊和每個存儲裝置都必須具有用於輸出上下文數據的自己的數據輸出端。第二方面可以有序地、亦即以確定的次序讀取上下文數據，並且如以下還將闡述的那樣，為了繼續處理又將上下文數據有序地輸入到圖形數據通道中。
[0040]在本發明的優選構成方式中，所述時間管理裝置構成為用於在存儲器中保存上下文數據。通過將上下文數據保存在存儲器中，時間管理裝置現在可以將其他圖形對象的圖形數據導入到圖形數據通道中，而不會被上下文數據所阻礙。
[0041]在本發明的一個優選的進一步擴展方案中，所述時間管理裝置構成為，將用於繼續所述經部分處理的圖形對象的處理的恢復信號輸出到圖形數據通道上。在該時刻，時間管理裝置必要時從存儲器讀取上下文數據並且又將該上下文數據發送到圖形數據通道中以用於繼續處理。
[0042]在本發明的一個優選實現方案中，所述時間管理裝置連同圖形數據通道形成一個環形結構，從而在存在存儲信號時，在圖形數據通道的末端上讀取所述上下文數據，而在存在恢復信號時，將所述上下文數據錄入到圖形數據通道中。可選地補充地，用於暫時存儲上下文數據的存儲器連接在該環形結構上，和/或設有輸入端以用於接收應用程式的圖形對象的圖形數據。
[0043]特別優選地，在模塊或子模塊之間如前述那樣地在中間連接有存儲裝置，所述存儲裝置特別是構成為Fifo存儲器(先進先出)。上下文數據特別是具有模塊的寄存器數據和存儲裝置的Fifo數據。
[0044]優選地，所述寄存器數據具有信號標識、特別是信號位，所述信號標識在圖形數據通道的正常運行的情況下設置為第一值、以下例如0，而在存儲過程中設置為另一值、以下例如I。由此以信號標識表示要作為上下文數據存儲的寄存器數據。信號標識具有如下優點，即，具有值I的信號標識的寄存器數據串行地移動穿過圖形數據通道並且不被處理。
[0045]可選地，Fifo數據也具有信號標識，其中，然而該信號標識總是設置為第一值、亦即O。由此可能的是，根據存儲信號區分Fifo數據與寄存器數據。
[0046]在如已經闡明的那樣串行地讀取寄存器數據和Fifo數據之後，而且信號標識在讀取過程中在Fifo數據中設置為值O而在寄存器數據中設置為值I之後，可以考慮將信號標識用於分析數據的位置。
[0047]如果考慮上下文數據的數據流，那麼例如首先到達第一寄存器數據塊、隨後第一Fifo數據塊、隨後第二寄存器數據塊、隨後第二 Fifo數據塊等等。該次序可以基於次序和信號標識而清楚地配置給模塊和存儲裝置，從而可以無混淆地進行上下文數據稍後又錄入到圖形數據通道中。
[0048]在本發明的一個優選的進一步擴展方案中，所述圖形處理裝置具有像素存儲器，該像素存儲器構成為用於存儲來自掃描模塊的像素。特別優選地，所述時間管理裝置構成為，給不同應用程式的像素在像素存儲器中分配不同的存儲區域。優選地，存儲區域的分配可以不被使用者或應用程式所影響，從而由此產生應用程式的安全的空間上的分離(空間分離)。該進一步擴展方案進一步提高了圖形處理裝置的安全標準。[0049]本發明的另一主題涉及一種用於飛機駕駛艙的顯示裝置，所述顯示裝置具有如上所述或者說根據上述權利要求之一所述的圖形處理裝置，其中，所述顯示裝置具有至少一個第一顯示區域和至少一個第二顯示區域，其中，在第一顯示區域上可顯示第一應用程式的圖形對象，而在第二顯示區域上可顯示第二應用程式的圖形對象。所述顯示區域可以是一個共同的顯示屏的兩個顯示區域，或者可以是兩個不同顯示屏的顯示區域。
[0050]在本發明的一個具體的設計方案中，第一顯示區域用於顯示初級飛行顯示屏(PFD)，而第二顯示區域用於顯示導航顯示屏(ND)。這兩個應用程式在飛機駕駛艙中都與安全關係重要的，從而軟體實現需要高的安全標準，如這通過如前述的圖形處理裝置所達到的那樣。
[0051]特別優選地，所述第一應用程式和第二應用程式具有不同的更新率。
[0052]本發明的另一主題涉及一種具有權利要求14的特徵的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0053]本發明的其他特徵、優點和作用由本發明優選實施例的以下描述產生。圖中:
[0054]圖1示出了作為本發明的一個實施例的圖形處理裝置的示意方框圖；
[0055]圖2示出了時間線，在該時間線中示意地示出圖形對象在圖1的圖形處理裝置中的處理；
[0056]圖3示出了時間線，在該時間線中示意地示出在圖1中的圖形處理裝置的上下文數據的結構；
[0057]圖4a、b、c、d示出在不同運行狀態下前面圖的圖形處理裝置以用於闡明其功能方式；
[0058]圖5示出用於飛機駕駛艙的具有前面圖的圖形處理裝置的顯示裝置的示意圖；
[0059]圖6a、b示出在中斷和恢復圖形對象的處理時的時間順序的示意圖。
【具體實施方式】
[0060]圖1以示意的方框圖示出作為本發明的一個實施例的圖形處理裝置1，該圖形處理裝置能實現將來自應用程式的圖形命令轉換為像素，這些像素可以在顯示裝置上作為應用程式的圖形輸出而示出。圖形處理裝置I作為硬體實現並且構成為FPGA。
[0061]圖形處理裝置I包括一個控制裝置2，該控制裝置經由接口 3與數據總線、如例如PCI總線相連接。經由接口 3由應用程式將圖形數據、特別是圖形命令轉交到控制裝置2上以用於生成用於應用程式的像素。
[0062]由控制裝置2出發，將圖形數據轉交到具有Fifo架構的第一存儲裝置4上，其作為輸入緩衝為在隨後的幾何模塊5中的處理提供圖形數據。在幾何模塊5中部分地轉換圖形數據、特別是圖形命令，並且必要時利用顏色定義形成圖形基元，也就是例如三角或直線。經處理的圖形數據或圖形基元被轉交到同樣構成為Fifo存儲器的另一存儲裝置6中並且隨後讀入到掃描模塊7中。在掃描模塊7中由幾何基元連同顏色定義產生像素，這些像素隨後在像素存儲器8中並且由該像素存儲器經由數據接口 9輸出。
[0063]因為圖形數據在圖形數據通道內串行地處理，控制裝置2、幾何模塊5以及掃描模塊7連同存儲裝置4和6形成一個所謂的圖形數據通道。在圖1中示出的方框圖中，幾何模塊5和掃描模塊7僅僅作為一個唯一的方框不出，而在硬體技術的實現中也可以將幾何模塊5分為多個、特別是五個子模塊，其中在各子模塊之間分別設置有以Fifo架構的存儲裝置。以相同的方式也可以將掃描模塊7分為多個子模塊，這些子模塊在中間連接有(構成為Fifo存儲器的)存儲裝置的情況下通過信號技術相互連接。
[0064]在圖形處理裝置I中可以相互並行地設置有多個這種圖形數據通道，以便共同地產生用於應用程式的圖形顯示的像素。圖形處理裝置I或圖形數據通道以例如30赫茲的同步時鐘脈衝工作，從而在利用同步時鐘脈衝時，應用程式可以在具有與同步時鐘脈衝相同的更新率的顯示裝置上輸出能顯示的圖像。
[0065]對於唯一的應用程式的圖形產生通過圖形處理裝置I的已描述的組件已經是可能的。圖形處理裝置I然而補充地能夠準並行地處理多個應用程式、特別是至少兩個應用程式，其中，在數據技術看來建立在各應用程式之間的時間上以及空間上的分離(temporaland spatial segregation)。這種分離對於軟體和硬體根據高安全等級、例如DAL A/B的許可是必需的。
[0066]所根據的原理基於，在可選擇的時刻可以將數據和參數存儲在圖形數據通道內作為上下文數據並且稍後又可以對其進行使用，從而可以在圖形數據通道中可以短期地閒置應用程式。
[0067]圖形處理裝置I的優點在於更高的性能，並且在於在相同的圖形處理裝置I上混合不同應用程式的可能性。這樣例如變得可能的是，將每秒僅調用一兩次的DAL C函數與每秒調用30次的DAL A函數混合。在此，DAL C函數的圖像可以在同步時鐘脈衝的一個周期內部分地生成並且稍後繼續該生成。
[0068]該原理性的功能方式在圖2中示意地示出，該圖示出了用於圖形處理裝置I的時間線。
[0069]水平延伸的下面的箭頭10是具有頻率f的同步時鐘脈衝，其中，通過箭頭11中斷各個脈衝部段。
[0070]在第一同步時鐘脈衝I中由圖形處理裝置I完全處理第二應用程式App_2的圖像0(幀O)。隨後例如處理第一應用程式App_l的圖像0(幀O)至一半，從而中斷該圖像O的處理。在同步時鐘脈衝I中殘留的區域(空閒)是安全時間緩衝。
[0071]在同步時鐘脈衝II中由第二應用程式App_2完全處理圖像I (幀I)。而由第一應用程式App_l將圖像0(幀O)處理完，從而該圖像O在第二同步時鐘脈衝II之後供使用。
[0072]在第三同步時鐘脈衝III中處理第二應用程式App_2的圖像2(幀3)並且至少又部分地處理第一應用程式App_l的圖像I (幀I)。
[0073]利用該時間上的分離，圖形產生在圖形處理裝置I內或在兩個應用程式App_l和App_2的圖形數據通道內在時間上相互分開。
[0074]對於應用程式App_2在每個同步時鐘脈衝1、I1、III中產生一個完整的圖像，從而第二應用程式App_2具有等於(例如30赫茲的)同步時鐘脈衝的更新率。而由第一應用程式App_l在每個同步時鐘脈衝1、I1、III中僅僅處理一半圖像或一個部分圖像、中斷處理並且在下一個同步時鐘脈衝中繼續處理。由此第一應用程式得到f的一半、例如15赫茲的
更新率。
[0075]對於第一應用程式App_l必需的是，在圖像的處理的中斷之後將在下一同步時鐘脈衝中為了完成圖像而需要的數據(以下稱為上下文數據)暫存，以便在時間和空間上與第二應用程式App_2分離並且不妨礙該第二應用程式的處理。
[0076]原則上可能的是，在轉換過程的每個狀態下中斷所述處理，例如當紅線顯示在顯示裝置上期間。作為中斷之後的上下文數據存儲所有必需的、被需要用於繼續處理的數據。對於紅線的例子包括關於當前顏色和位置的數據，在該位置結束渲染。
[0077]圖形處理裝置I負責應用程式的圖像的轉換，而在圖形處理裝置I中的所述至少一個圖形數據通道處理如下的圖形對象，這些圖形對象是應用程式的圖像的組成部分。由此在圖形數據通道中在中斷在該圖形數據通道中第一應用程式的圖像的處理的情況下，在一個同步時鐘脈衝中中斷圖形對象例如圖形基元的處理，而在另一個同步時鐘脈衝中繼續其處理。
[0078]為了控制圖形處理裝置I或圖形數據通道，該圖形處理裝置具有時間管理裝置13，該時間管理裝置一方面一旦第一應用程式App_l的圖像的處理應該被中斷，就按照箭頭12輸出存儲命令context_store ;以及一旦應該在下一同步時鐘脈衝中繼續圖像的處理，就輸出恢復信號context_load。
[0079]時間管理裝置13的另外的任務是存儲和調用所述的上下文數據以及輸出用於控制在像素存儲器8中的存儲區域的控制數據，其中確保:所述兩個應用程式Appj和App_2訪問在像素存儲器8中的不同的、不重疊的存儲區域並且由此在該區域中在空間上相互分離。控制數據形成在掃描模塊7中的數據的一部分並且通過特定的圖形指令被設置，該指令不能被應用程式App_l和App_2利用。按照這種方式在像素存儲器8中的數據在空間上是可靠分離的，從而產生空間上的分離。
[0080]根據存儲命令contexistore來指示模塊、特別是幾何模塊5和掃描模塊7或者其子模塊:暫時結束圖形對象的當前計算，這樣選擇該暫時結束，使得在下一同步時鐘脈衝中為了繼續圖形生成可以連結到該暫時結束處。隨後按照圖1中的虛線箭頭讀取上下文數據。
[0081]以來自存儲裝置4的Fifo數據、來自幾何模塊5的寄存器數據、來自存儲裝置6的Fifo數據以及來自掃描模塊7的寄存器數據開始的上下文數據被串行地移動並且經由附加的數據路徑轉交到時間管理裝置13上。由此產生在圖形數據通道與時間管理裝置13之間的環形結構。時間管理裝置13經由數據接口 9在存儲器中保存上下文數據。
[0082]在讀取上下文數據之後，圖形處理裝置I或圖形數據通道準備好在下一同步時鐘脈衝中處理第二應用程式App_2的圖像。
[0083]要讀取的數據的結構在圖3中示意性地示出。在圖3中可以看出，在一個數據流中首先設置有存儲裝置4的Fifo數據FIF0-4、隨後是幾何模塊5的寄存器數據REG-5、隨後是存儲裝置6的FIF0-6並且隨後是掃描模塊7的寄存器數據REG-7。數據流中的數據符合在根據存儲命令contexistore讀取或移動數據之前來自模塊5、7或來自存儲裝置4、6的數據。如果圖形數據通道應該具有多個子模塊或者多個設置在子模塊之間的存儲裝置，那麼可以相應地延長數據流。上下文數據通過信號標識14擴展，該信號標識在正常運行模式下總是設置為0，從而模塊可以由此讀取:應該處理相應的寄存器數據。然而如果存在存儲命令contexistore，那麼模塊中的每個模塊將其寄存器數據的信號標識設置為I並且以此示出:隨後的模塊應該不處理該寄存器數據而是通過旁路朝時間管理裝置13的方向繼續移動。存儲裝置4、6的數據總是將信號標識保持為「O」，其中，信號標識由隨後的模塊解讀為「不用管」，從而也通過旁路繼續移動這些數據。
[0084]對於在存儲裝置4、6或在模塊5、7中不存在數據的情況，寫入一個假字，以便保持數據流的結構。
[0085]在下一同步時鐘脈衝中繼續處理時，時間管理裝置13施加恢復信號conteXt_load，經由數據接口 9讀取經部分處理的圖像的上下文數據並且又將這些上下文數據寫到圖形數據通道中。上下文數據中的數據的配置可以通過次序和交替的信號標識14推斷出。因此由存儲裝置4已知的是，即該存儲裝置必須接收用於Fifo數據的最後的數據塊。幾何模塊5計算信號標識的數量並且取出數據塊，在該數據塊中，信號標識14的數量等於2。存儲裝置6同樣計算信號標識14的數量並且知道該存儲裝置必須根據第一信號標識14取出Fifo數據。而掃描模塊7接收自第一信號標識14的數據。該方法可以擴展到任意數量的子模塊，其中，每個子模塊從數據流取出寄存器數據，這些寄存器數據根據信號標識14的過渡的數量與其在圖形數據通道之內自己的位置相比較識別為自己的數據。
[0086]在處理完經部分處理的圖像之後，隨後可以通過控制裝置2將新的圖形數據讀入到圖形數據通道中，其中，將信號標識設置為O。
[0087]在圖4a、b、c和d中再次示出各個步驟。在圖4a中，圖形數據通道處於正常運行狀態下，其中，圖形數據由控制裝置2經由存儲裝置4被傳導到幾何模塊5中、隨後被傳導到存儲裝置6和掃描模塊7中並且被處理。
[0088]一旦存在存儲信號context_store，不再有另外的圖形數據由控制裝置2輸送到圖形數據通道中。幾何模塊5和掃描模塊7結束其當前的計算並且將其當前的寄存器數據的信號標識14設置為值1，如在圖4b中所示的那樣。存儲裝置4、6中的數據作為Fifo數據保持信號標識為「O」。
[0089]按照圖4c讀取上下文數據並且將其轉交到時間管理裝置13上，其中，掃描模塊7通過旁路未經處理地傳遞來自存儲裝置6具有設置為「O」 (作為「不用管」)的信號標識14的數據以及來自幾何模塊5具有設置為「I」的信號標識的數據，從而包括具有按照圖3的結構的上下文數據的數據流流動至時間管理裝置13。這些上下文數據如所述經由數據接口9被存儲。
[0090]在圖4d中示出在施加恢復信號context_load的情況下圖形處理裝置I的狀態，其中，上下文數據由時間管理裝置13經由數據接口 9讀取並且導入到圖形數據通道中。在此，每個存儲裝置4、6和每個模塊5、7計算信號標識14的數量，以便識別自己的數據。一旦數據被分開，就進行經部分處理的圖形對象的繼續處理。
[0091]圖5最後示出具有第一顯示器16a和第二顯示器16b的顯示裝置15，所述顯示器通過如上所述的圖形處理裝置I來操控。在顯示器16a上例如示出初級飛行顯示屏(PFD)而在顯示器16b上例如示出導航顯示屏(ND)，這些顯示屏通過兩個不同的應用程式如App_l和App_2在圖形處理裝置I中產生。
[0092]在圖6a、b中闡明在時間軸t上在圖形數據通道中圖形對象的處理的中斷和恢復的時間順序:
[0093]在部段A中慣常地實施圖形對象的處理。當存在context_store命令時結束在部段A中的當前的計算並且由此中斷當前圖形對象的處理。在結束之後在部段B中讀取上下文數據。在下一時間片段中在部段V中又讀入上下文數據並且在部段D中將其繼續處理。
[0094]圖6a示出圖形對象的處理的慣常的中斷，該中斷在每個涉及的時間片段中在相同的時刻實現。而在圖6b中示出在一個時間片段中當超時的情況，其中，與圖6a不同之處在於，當存在context_store命令之後立刻進行上下文數據的讀取。
[0095]附圖標記列表:
[0096]I圖形處理裝置
[0097]2控制裝置
[0098]3 接口
[0099]4存儲裝置
[0100]5幾何模塊
[0101]6存儲裝置
[0102]7掃描模塊
[0103]8像素存儲器
[0104]9數據接口
[0105]10下面的箭頭
[0106]11箭頭脈衝部段
[0107]12箭頭存儲命令
[0108]13時間管理裝置
[0109]14信號標識
[0110]15顯示裝置
[0111]16a第一顯不器
[0112]16b第二顯示器
【權利要求】
1.圖形處理裝置(1)，包括: 控制裝置(2)， 用於從第一應用程式(App_l)接收第一圖形對象的圖形數據以及用於從第二應用程式(App_2)接收第二圖形對象的圖形數據； 幾何模塊(5)，用於由圖形數據產生圖形對象的幾何數據； 掃描模塊(7)，用於基於幾何數據掃描圖形對象並且產生圖形對象的像素； 其中，控制裝置(2)、幾何模塊(5)和掃描模塊(7)形成圖形數據通道，該圖形數據通道構成為用於在串行通路中處理圖形對象之一，其方法是由圖形對象的圖形數據產生圖形對象的像素，其特徵在於， 所述圖形數據通道構成為用於在第一串行通路中中斷第一應用程式(App_l)的第一圖形對象之一的處理，從而存在經部分處理的圖形對象，在第二串行通路中處理第二應用程式(App_2)的第二圖形對象中至少之一，並且隨後繼續第一應用程式(App_l)的經部分處理的圖形對象的處理。
2.根據權利要求1所述的圖形處理裝置(I)，其特徵在於，所述圖形數據通道規定一系列相繼的時間片段，其中，在一個共同的時間片段內進行第一圖形對象之一的部分處理和第二圖形對象中之一的處理。
3.根據權利要求2所述的圖形處理裝置(I)，其特徵在於，所述相繼的時間片段規定用於處理所述圖形對象的同步時鐘脈衝(f)。
4.根據上述權利要求之一所述的圖形處理裝置(1)，其特徵在於，存在時間管理裝置(13)，其中，所述時間管理裝置(13)構成為，將用於中斷第一圖形對象的處理的存儲信號(context_store)輸出到圖形數據通道上，並且圖形數據通道構成為用於作為對於存儲信號(context_store)的反應而輸出經部分處理的圖形對象的上下文數據,所述上下文數據可選地被暫存並且被提供用於穿過圖形數據通道的稍後的串行通路，以便繼續所述經部分處理的圖形對象的處理。
5.根據權利要求4所述的圖形處理裝置(I)，其特徵在於，所述上下文數據在圖形數據通道的末端上、特別是由掃描模塊(7)輸出到時間管理裝置(13)上。
6.根據權利要求5所述的圖形處理裝置(I)，其特徵在於，所述時間管理裝置構成為用於在存儲器(9)中保存上下文數據。
7.根據權利要求4至6之一所述的圖形處理裝置(I)，其特徵在於，所述時間管理裝置(13)構成為，將用於繼續所述經部分處理的圖形對象的處理的恢復信號(contextjoad)輸出到圖形數據通道上，並且圖形數據通道構成為用於作為對於恢復信號的反應而讀入所述經部分處理的圖形對象的上下文數據，以便繼續所述處理。
8.根據權利要求4至7之一所述的圖形處理裝置(I)，其特徵在於，所述時間管理裝置(13)連同圖形數據通道形成一個環形結構，從而在存在存儲信號(contexistore)時，在圖形數據通道的末端上讀取所述上下文數據，並且在存在恢復信號(contextjoad)時將上下文數據錄入到圖形數據通道中。
9.根據上述權利要求之一所述的圖形處理裝置(I)，其特徵在於，所述上下文數據包括模塊(5、7)的寄存器數據(REG-5、REG-7)和在模塊(5、7)之間和/或之前的存儲裝置(4,6)的Fifo數據(FIF0-4、FIF0-6)，其中，所述寄存器數據(REG_5、REG_7)具有信號標識(14)，所述信號標識在正常運行的情況下設置為第一值(O)而在存儲過程中設置為另一值⑴。
10.根據上述權利要求之一所述的圖形處理裝置(1)，其特徵在於，所述寄存器數據(REG-5、REG-7)和Fifo數據(FIF0_4、FIF0_6)在上下文數據中交替地設置，其中，通過寄存器數據(REG-5、REG-7)和Fifo數據(FIFO-4、FIF0-6)的位置，在上下文數據中確定數據對於模塊(5、7)和對於存儲裝置(4、6)的配置。
11.根據上述權利要求之一所述的圖形處理裝置(1)，其特徵在於，存在像素存儲器(8)，其中，所述時間管理裝置(13)構成為用於給第一應用程式(App_l)和第二應用程式(App_2)的圖形對象的像素分配不同的存儲區域，從而第一應用程式(App_l)和第二應用程式(App_2)的存儲區域在像素 存儲器(8)中相互分離。
12.用於飛機駕駛艙的顯示裝置(15)，所述顯示裝置具有根據上述權利要求之一所述的圖形處理裝置(I)，所述顯示裝置具有至少一個第一顯示區域(16a)和至少一個第二顯示區域(16b)，其中，在第一顯示區域(16a)上可顯示第一應用程式(App_l)的圖形對象，而在第二顯示區域(16b)上可顯示第二應用程式(App_2)的圖形對象。
13.根據權利要求12所述的顯示裝置(15)，其特徵在於，所述第一應用程式(App_l)和第二應用程式(App_2)具有不同的更新率。
14.用於顯示至少一個第一應用程式(App_l)和至少一個第二應用程式(App_2)的圖形對象的方法，其中，在根據權利要求1至11之一中所述的圖形處理裝置(I)中或在根據權利要求12或13所述的顯示裝置(15)中，在第一串行通路中中斷第一應用程式(App_l)的第一圖形對象中之一的處理，從而存在經部分處理的圖形對象，在第二串行通路中處理、第二應用程式(App_2)的第二圖形對象中至少之一，並且隨後繼續第一應用程式的所述經部分處理的圖形對象的處理。
【文檔編號】G06T1/20GK103946888SQ201280056704
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年11月6日 優先權日:2011年11月19日
【發明者】S·雷蒂希, T·霍澤曼 申請人:迪爾航空航天有限公司