數據通信系統和方法、電腦程式以及記錄介質的製作方法
2023-06-01 11:46:36
專利名稱：數據通信系統和方法、電腦程式以及記錄介質的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於使兩個或多個處理器協同工作以便於進行更加複雜的信息處理的數據通信技術。
背景技術：
隨著例如計算機這樣的處理器變得更加複雜，這種計算機的使用構造用於比傳統更加複雜的信息處理的環境。作為上述處理器的一個例子， 目前希望兩個或多個圖像處理器協同工作，以執行用於運動圖像的大屏幕顯示的處理。
但是，每個處理器的處理能力的增加可能並不會導致其處理能力的有效使用，除非在相互協同工作的處理器之間適當地執行圖像數據、同步信號和其它數據的傳輸。當圖像處理器協同工作以進行運動圖像的大屏幕顯示時，它們之間不適當的數據通信可能會導致減少每秒的圖像幀數或者導致系統死機的危險。
本發明的一個目的是提供一種能夠適當地使用兩個或多個處理器用於更加複雜的處理的執行數據通信的數據通信系統。
本發明的另一個目的是提供一種數據通信方法，其在兩個或多個處理器被用於協同處理時能夠充分地使用每個處理器的處理能力。
發明內容
根據本發明的數據通信系統包括寄存器，用於存儲在該寄存器與用於協同處理的多個處理單元之間交換的數據；以及控制裝置，其控制數據在該寄存器中的存儲和讀取。該控制裝置在該寄存器中存儲從多個處理單元中的每一個單元並行提供的數據。它基於單位長度從寄存器中串行地讀取數據以形成串行數據，並且當該串行數據包含從以前形成的串行數據改變的數據時，該控制裝置把用於識別該改變的數據的輔助數據添加到該串行數據的預定部分，並且把添加有輔助數據的串行數據提供到後級處理單元。
可以設置為使得在存儲於寄存器中的至少一個單元長度的數據被改變時，該控制裝置基於單位長度地從寄存器串行地讀取數據以形成該串行數據。
可以設置為使得該控制裝置進一步把要被從後級的處理單元傳送到每個處理單元的數據並行地存儲在該寄存器中，並且同時通過所有的處理單元傳送所存儲的並行數據的副本。
根據本發明的另一個數據通信系統包括M個第一仲裁器(arbitrator)裝置(其中M為大於1的自然數)，每個裝置用於對相應的N個處理單元的操作進行仲裁(其中N為大於1的自然數)，N個處理單元相協作以執行協作的處理；以及第二仲裁器裝置，用於仲裁M個第一仲裁器裝置的操作。
M個第一仲裁器裝置中的每一個包括第一寄存器，其能夠存儲至少來自N個處理單元的單位長度的數據，以及第二仲裁器裝置包括第二寄存器，其能夠存儲至少來自M個第一仲裁器裝置的數據。
該數據被並行地存儲在每個寄存器中，並且存儲在每個寄存器中的數據被串行地讀出以形成串行數據。當該串行數據包含已經從以前形成的串行數據改變的數據時，用於識別該改變的數據的輔助數據被添加到從至少第一寄存器讀取的串行數據的預定部分。
在上述其它數據通信系統中，每個第一仲裁器裝置包括第一寄存器，其能夠存儲要被提供到N個處理單元的每一個單元的單位長度的數據，以及第二仲裁器裝置包括第二寄存器，其能夠存儲要被提供到M個第一仲裁器裝置的每一個裝置的預定尺寸的數據。存儲在第二寄存器中的副本被同時通過第一寄存器在多個處理單元上傳輸。
在上述數據通信系統中的每個處理單元與其它處理單元協同工作，以對預定圖像的分割圖像創建幀圖像數據。更加具體來說，每個處理單元包括用於描繪預定圖像的繪圖處理裝置；用於根據預定圖像顯示指令執行幾何處理的多個幾何處理裝置；以及插入在繪圖處理裝置和幾何處理裝置之間的圖像接口，以及該繪圖處理裝置包括緩衝器，用於為每個幾何處理裝置與識別信息一同存儲內容互不相同的繪圖背景；以及用於響應來自圖像接口的繪圖指令的輸入從緩衝器讀取特定的繪圖背景的裝置，每個幾何處理裝置根據圖像顯示指令獨立地執行幾何處理，並且把包含關於作為幾何處理的結果所需的繪圖背景的識別信息的圖像傳輸請求與表示所給予的優先級的信息一同發送到圖像接口，該圖像接口按照優先級的次序接收圖像傳輸請求，以順序地把該繪圖指令輸入到繪圖處理裝置。
「繪圖背景」是指表示繪製圖像所需的材料的一個參數或一組參數。指定該繪圖背景確定要繪製的圖像。
根據本發明的數據通信系統控制數據在提供於計算機網絡上的寄存器中的存儲和讀取，該寄存器被提供用於存儲要通過計算機網絡在該寄存器與協同處理的多個處理單元之間交換的數據，該系統包括用於並行地在寄存器中存儲數據的第一裝置，該數據被從一個處理單元通過計算機網絡提供到另一個處理單元；以及基於單位長度從寄存器串行地讀取數據以形成串行數據的第二裝置，以及當該串行數據包含已經從以前形成的串行數據改變的數據時，把用於識別該改變的數據的輔助數據添加到該串行數據的預定部分，並且把該串行數據通過計算機網絡發送到其它處理單元。
該寄存器可以位於多個處理單元中的一個處理單元內。另外，它可以位於數據通信系統中。
另外，根據本發明，在此提供一種數據通信方法，用於執行協作處理的多個處理器與位於處理單元的後續電路級的後續級處理單元之間的通信。
該數據通信方法包括如下步驟並行地在預定寄存器中存儲來自處理單元的單位長度的數據；在該寄存器中串行地讀取單位長度的數據，以形成串行數據，並且當該串行數據包含已經從以前形成的串行數據改變的數據時，把用於識別該改變的數據的輔助數據添加到該串行數據的預定部分，以把該數據發送到後續級的處理單元；以及在該寄存器中並行地存儲要從後續級處理單元發送到該處理單元的數據，並且同時通過所有處理單元傳送所存儲的並行數據的副本。在至少並行地存儲在寄存器中的一個單位長度的數據已經從以前形成的串行數據改變時，該串行數據是通過串行地讀取所存儲的單位長度數據而形成的。
可以設計為使得該處理單元和後續級處理單元由具有通信能力的計算機所構成，該寄存器被提供在任何一個計算機中，並且所有處理單元連接到計算機網絡，從而通過該計算機網絡交換數據。
根據本發明的電腦程式是一種用於使計算機作為數據通信系統而工作的電腦程式，具有控制寄存器中的數據的存儲和讀取的功能的計算機被提供在計算機網絡上，該寄存器被提供用於存儲要通過計算機網絡與用於協同處理的其它計算機交換的數據，該數據通信系統包括用於並行地在寄存器中存儲數據的第一裝置，該數據被通過計算機網絡從其它計算機中的一個提供到其它計算機中的另一個；以及串行地從該寄存器中基於單位長度地讀取數據以形成串行數據的第二裝置，並且當該串行數據包含已經從以前形成的串行數據改變的數據時，把用於識別該改變數據的輔助數據添加到該串行數據的預定部分，並且把該串行數據通過計算機網絡發送到其它處理單元。上述電腦程式一種被記錄在計算機可讀記錄介質中用於執行。
圖1為根據本發明一個實施例的集成圖像處理裝置的方框圖；圖2為GSM的功能結構圖；圖3為示出GSB和主MG之間的一種數據通信形式的示意圖；圖4為用於詳細說明該數據通信的形式的示意圖；圖5為示出例如V-SYNC和觸發脈衝這樣的數據被從組SYNC發布到每個GSM的情況的示意圖；圖6為當由GSM所產生的幀圖像數據被發送到主MG時執行的流程圖；以及圖7為當主SYNC把例如V-SYNC這樣的數據發布到GSM時執行的流程圖。
具體實施例方式下面將首先描述一個實施例，其中根據本發明的數據通信系統被用於具有協同執行協作處理的兩個或多個圖像處理單元的集成圖像處理裝置。
一般結構
圖1為示出根據本實施例的集成圖像處理裝置的一般結構的方框圖。集成圖像處理裝置包括四個圖像處理單元(在下文中稱為「GSB」)100；積分器或合併器(在下文中稱為「主MG」)200，其位於每個GSB100的後級，從而來自各個GSB的輸出數據將被合併；同步電路(在下文中稱為「主SYNC」)300，用於把同步信號(V-SYNC)和其它操作數據提供到每個GSB100；控制單元(在下文中稱為「主CP」)400，其管理並控制在整個系統中的圖像處理以及通信處理；以及網絡控制電路(在下文中稱為「主NET」)500，其使所有GSB100相互協作。
顯示單元DP連接到主MG200的輸出側，從而顯示在集成圖像處理裝置中圖像處理的結果。把各個數據從主SYNC300發布到在下文中描述的每個GSM1的時序被主MG200所控制。主MG200、外部存儲器410和主NET500連接到主CP400。
每個GSB100、主MG200、主SYNC300、主CP400和主NET500分別由包含例如處理器和存儲器或它們的組合的半導體器件的電子電路所構成。
GSB
每個GSB100包括四個信息處理單元(在下文中稱為「GSM」)1，每個單元創建對應於所接收的圖像數據串的幀圖像數據；合併器(在下文中稱為「子MG」)3，其把來自GSM1的幀圖像數據合併為一個幀圖像數據以提供到後級處理；同步電路(在下文中稱為「子SYNC」)4，其把同步信號(V-SYNC)和其它操作數據提供給每個GSM1；控制單元(在下文中稱為「子CP」)5，其管理和控制在每個GSM1中的圖像處理和通信處理；以及網絡控制電路(在下文中稱為「子NET」)6，其使該相同的GSB和其它GSB中的所有GSM1協同工作。幀圖像數據使該顯示單元DP在屏幕上顯示圖像。幀圖像數據包含在一幀中的RGB坐標值、表示幀的透明度的α值、以及表示當兩個或多個幀被合併時所考慮的幀對應於哪個層面的Z值。
每個GSM1包括同步電路(在下文中稱為「SYNC-GSM」)2。從該SYNC-GSM2，作為內部操作時序信號的同步信號被提供到內部電路。
子MG3和主MG200分別包括用於暫時存儲要被產生的幀圖像數據的寄存器。
子CP5包括用於把輸入圖像數據串分為4個部分，並且把與要被產生的運動圖像相關的圖像數據串發布到這4個GSM1中的每一個。根據使用該裝置的應用軟體，該發布可以採用各種形式。例如，最終顯示的圖像的整個區域被分為4個部分，或者分為4個圖像數據串，每個圖像數據串顯示要被一個接一個地疊加以形成最終圖像的相應層面。另外，已經把4個幀組合為一個的圖像數據被分為4個部分。
子NET6是用於把部分或所有圖像數據串在其自身的GSB和另一個GSB之間傳送的電路。該圖像數據串主要被傳送，以在GSB之間均衡圖像處理的處理負擔。
應當知道，由子MG3所執行的合併被與一個控制所有GSB的操作的絕對時基相同步地執行。換句話說，它與絕對時基相同步地合併兩塊或多塊幀圖像數據輸入，以產生一個幀圖像數據。
每個GSB100被提供(通過子CP5來自主CP400的)一個圖像數據串以及(通過子SYNC4來自主SYNC300)的觸發脈衝，作為用於表示開始該圖像處理的信號。該觸發脈衝使所有GSM1開始對到達每個GSB的圖像數據串的圖像處理。
SYNC-GSM2、子SYNC4和主SYNC300分別包含一個數據寄存器和兩個或多個計數器。每個計數器包括用於保持其計數值的寄存器，從而當該計數值到達預定數值時發生不一致。在這些計數器中，第一計數器確定用於使兩個或多個GSM1相互同步工作的同步信號的數目。第一計數器在輸入同步信號(V-SYNC)的下降沿增加計數值。由於該V-SYNC與總線異步，並且所用的V-SYNC被第一時鐘所採樣，因此該增加時序可能在GSM之間偏差一個時鐘。該計數值被來自主CP400的復位信號所復位。該復位信號被耦合到計數器模塊的異步清零端，從而以第一時鐘作為參考可能在GSM之間出現一個時鐘的波動。
第二計數器是一個向上計數器，用於測量V-SYNC之間的精確時間間隔，並且在每次它測量到V-SYNC的下降沿時被強制復位為零。
GSM
GSM1在V-SYNC被提供到SYNC-GSM2時創建對應於圖像數據串的幀圖像數據。圖像數據串的每個數據塊每讀取並且從連接到主CP400的外部存儲器410提供，並且按照預定的方式進行處理以形成幀圖像數據。
在根據本實施例的集成圖像處理裝置中，GSM1作為圖像處理的中樞。根據本實施例的GSM1的功能結構在圖2中詳細示出。
在圖2中，GSM1具有兩個總線，主總線B1和子總線B2。這些總線B1和B2通過總線接口INT相互連接和斷開。主總線B1連接到主CPU(中央處理單元)10，其中包括微處理器和VPU0 20(其中VPU表示矢量處理單元，並且在下文中稱為「第一VPU」)，連接到由RAM(隨機存取存儲器)所構成的主存儲器11，連接到主DMAC(直接存儲器存取控制器)12，連接到MPEG(運動圖像專家組)解碼器(MDEC)13，連接到VPU1(在下文中稱為「第二VPU」)21，以及連接到GIF(圖像合成器接口)30，其作為用於在第一VPU20和第二VPU21之間仲裁的仲裁器。另外，它通過GIF30連接到繪圖處理裝置(「GS」)31。 GS31連接到CRTC(CRT控制器)33，用於創建幀圖像數據(視頻輸出)。CRTC33把幀圖像數據提供到子MG3。
在激活之後，主CPU10通過總線接口INT從子總線B2上的ROM17讀取引導程序，並且運行該引導程序，以啟動作業系統。主CPU10還與第一VPU20協作，以執行對由基本圖形(多邊形)所構成的3D對相數據(多邊形的頂點(代表點)的坐標值)的幾何處理。稱為SPR(暫時RAM)的高速存儲器被提供在主CPU10中，用於暫時存儲從主CPU10與第一VPU20的協同工作所獲得的處理結果。
第一VPU20包括兩個或多個運算器，用於計算浮點實數，並且由這些運算器並行地執行浮點運算。因此，主CPU10和第一VPU20協作以執行算術處理，這需要在幾何處理中基於多邊形的具體運算。作為該算術處理的結果，創建一個顯示列表，包括例如一系列頂點坐標和所獲得的遮擋模式信息這樣的多邊形定義信息作為其內容。
該多邊形定義信息由繪圖區域設置信息和多邊形信息所構成。
該繪圖區域設置信息包含在指向繪圖區域的幀緩衝器地址中的偏移坐標，以及包含在繪圖剪輯區域上的坐標數據，用於在多邊形的坐標在繪圖區域外部的情況下取消該繪圖操作。
多邊形信息包含多邊形屬性信息和頂點信息。多邊形屬性信息表示遮擋模式、α彎曲模式、紋理映射模式等等。頂點信息包含在頂點繪圖區域中的坐標、在頂點紋理區域中的坐標、頂點顏色等等。
第二VPU21被按照與第一VPU20相同的方式而構造，也就是說，它包括兩個或多個運算器，用於計算浮點的實數，並且由這些運算器並行地執行浮點運算。另外，它創建一個顯示列表，其中包含該運算結果作為其內容。
第一VPU20和第二VPU21儘管具有相同的結構，但是處理內容不同，作為分擔算術處理的負擔的幾何引擎。通常，第一VPU20被分配需要對運動的某個物體進行複雜計算的處理，例如運動中的字符(不規則或自由格式的幾何處理)。另一方面，第二VPU21被分配簡單但是例如背景建築這樣需要大量多邊形的對象處理(規則或格式化的幾何處理)。另外，第一VPU20與視頻速率相同步地執行宏處理，並且第二VPU21與GS31相同步地操作。為此目的，第二VPU21包括直接耦合到GS31的直接路徑。另一方面，第一VPU20緊密地耦合到主CPU10中的處理器，從而可以容易地編程複雜的處理。
由第一VPU20和第二VPU21所創建的顯示列表被通過GIF30傳送到GS31。
GIF30(仲裁器)仲裁在第一VPU20和第二VPU21中創建的顯示列表在傳送到GS31過程中發生的衝突。在該實施例中，GIF30具有用於把這些顯示列表按照優先級的次序放置並且把它們按照先後次序傳送到GS31的附加功能。當VPU20或21創建顯示列表時，表示每個顯示列表的優先級的信息通常在該顯示列表的標籤欄位描述，但是該優先級可以由GIF30獨立確定。
GS31保持繪圖材料，從而它根據關於包含在從GIF30發送的顯示列表中的圖像材料的識別信息讀取相應的繪圖材料。然後只用所讀取的繪圖材料來在幀緩衝器31上執行用於繪製多邊形的渲染(rendering)。由於幀存儲器32還可以被用作為紋理存儲器，因此存儲在幀緩衝器上的任何像素圖像可以粘貼在要被繪製的多邊形上。
主DMAC12不但控制對連接到主總線B1的每個電路的DMA傳送，而且還根據總線接口INT的狀態控制對連接到子總線B2的每個電路的DMA傳送。
MDEC13與主CPU10並行地操作，以對例如採用MPEG(運動圖像專家組)或者JPEG(聯合圖像專家組)格式的壓縮數據進行解壓縮。
子總線B2連接到子CPU14，該子CPU包括微處理器、主要由RAM所構成的子存儲器15、子DMAC16、存儲有例如作業系統這樣的程序的ROM17、聲音處理單元(SPU)40，其讀取在聲音存儲器41中的聲音數據，以把該數據輸出作為音頻輸出、用於接收和發送數據的通信控制單元(ATM)50以及輸入單元70。
SYNC-GSM2連接到子總線B2，並且子NET6連接到ATM50。
輸入單元70包括用於從外部獲取圖像數據的視頻輸入電路73，以及用於從外部獲取音頻數據的音頻輸入電路74。
在該實施例中，通過視頻輸入電路73從子CP5接收(從主CP400發布)圖像數據串。子CPU14根據存儲在ROM17中的程序控制各種操作。僅僅當總線接口INT把主總線B1從子總線B2斷開時，子DMAC16控制對連接到子總線B2的每個電路的DMA傳輸這樣的操作。
數據通信系統
下面將描述包含在集成圖像處理裝置中的數據通信系統。
首先參見圖3至5，將描述數據通信的概念。
圖3示出從GSB100(GSM1)到主MG200的數據通信的形式，以及圖4為用於說明數據通信的詳細情況的示意圖。圖5示出從主SYNC300到GSM1的數據通信的形式。下面說明作為由GSM1所執行的圖像處理的結果而創建的幀圖像數據被從GSB100發送到主MG200，以及V-SYNC被從主SYNC300發送到每個GSM1的情況。
如圖3中所示，在每個GSB100中出現並行通信。換句話說，在四個GSM1的每一個的內部創建幀預定尺寸(例如，16位)的圖像數據g(16)，並且順序地存儲在每個GSM1的內部寄存器D1中。圖像數據g(16)被並行地發送到子MG3。子MG3接收並把幀圖像數據g(16)存儲在其內部寄存器D2中。即使GSM1的數目增加，這使得子MG3側快速地接收幀圖像數據。存儲在子MG3的內部寄存器D2中的四塊幀圖像數據g(16)的尺寸被指定為「單位數據長度」。
在第一GSB中的幀圖像數據g00(16)至g03(16)、在第二GSB中的g10(16)至g13(16)、在第三GSB中的g20(16)至g23(16)、以及在第四GSB中的g30(16)至g33(16)分別形成單位數據長度。
幀圖像數據被順序地從每個GSB100發送到主MG200，並且存儲在主MG200的內部寄存器D3中。換句話說，如圖4的上右側所示，幀圖像數據被基於單位長度順序地從每個GSB100的子MG3的內部寄存器D2讀出，以形成串行數據。然後該串行數據被順序地存儲在主MG200的內部寄存器D3中。因此，可以節約GSB100和主MG200之間的通信路徑的容量。
對於串行通信，檢查是否有任何數據被從最後存儲在內部寄存器D2的數據中改變，以創建用於識別該改變數據的輔助數據(關於數據的位置和類型的信息，等等)。該輔助數據在被提供到主MG200之前，被添加串行數據的預定部分。在圖4的例子中，四位輔助數據H(4)被添加到每個串行數據的頭部。
在至少一個幀圖像數據被改變時，存儲在內部寄存器D2中的幀圖像數據被讀出，這防止對數據通信的浪費。
V-SYNC被從主SYNC300發布到每個GSM1，從而GSM相互同步用於圖像處理。圖5示出這種狀態。每個GSM1具有其自身的路徑，根據該路徑可以指定它所通向的地址。子SYNC4被單獨用作為數據傳遞器(mediator)。主SYNC300在其內部寄存器中保存要被發布的並行數據(V-SYNC)，使四個GSB100中的子SYNC4同時在它們的內部寄存器中複製該並行數據，因此在所考慮的GSB100中的GSM1的所在寄存器同時複製該數據。因此並行數據的副本被傳播。
在上述數據通信中，其中存儲幀圖像數據的GSM1的內部寄存器D1是一種幀存儲器32等等，而用於複製V-SYNC的寄存器是具有上述第一計數器的內部寄存器。主CPU10控制數據到內部寄存器D1的記錄。
保持在主CP400的持續觀察下的每個子MG3執行從每個GSM1的內部寄存器D1讀取幀圖像數據，以及執行所讀取數據的並行傳輸。子MG3還作為用於仲裁每個GSM1的操作的第一仲裁器裝置。
用於暫時記錄發送自每個GSM1的幀圖像數據的內部寄存器D2被提供在子MG3中。內部寄存器D2的容量需要足夠高，以至少同時存儲從GSM產生的數據。
子CP5控制幀圖像數據記錄到子MG3的內部寄存器D2的情況。另一方面，保持在主CP400的持續觀察下的主MG200執行從包含在每個GSM100的子MG3的內部寄存器D2讀取數據，創建輔助數據，並且串行發送到主MG200。主MG200還作為用於仲裁每個GSB100的操作的第二仲裁器裝置。
用於暫時記錄從每個GSB100發送的幀圖像數據的內部寄存器D3被提供在主MG200的內部。內部寄存器D3的容量需要足夠高，以至少同時存儲來從所有GSB100產生的數據。
數據通信處理
下面將描述在集成的圖像處理裝置中實際執行的數據通信處理。圖6和7為示出該處理的示意圖。
圖6為示出在GSM1中創建的幀圖像數據被發送到主MG200的情況下的步驟的流程圖。
在完成GSM內部的處理之後，從每個GSM1產生的數據被並行在存儲在GSB100內部的子MG3(如果在步驟S11為是，則執行步驟S11至S12)。如果來自所有GSM1的數據被完全存儲，則檢查是否已經對已存儲的數據進行任何改變(如果在步驟S13中為是，則執行步驟S13至步驟S14)。如果有任何數據被改變，則檢查該改變的數據位於相應單位長度數據中的哪一個部分，並且創建用於識別該改變的數據的輔助數據(如果在步驟S14中為是，則執行步驟S14至步驟S15)。所存儲的數據被串行地讀出以形成串行數據。然後該串行數據被串行地提供到主MG200，並且輔助數據被添加到該串行數據的頭部(步驟S16)。在本實施例中，該輔助數據表示在串行數據中的被改變數據的一部分，因此其被置於串行數據的頭部，如圖4中所示。
對所有GSB100執行上述操作步驟。結果，在所有GSB100的所有GSM1中處理的幀圖像數據被並行存儲在主MG200中，這可以在任何時候在顯示單元DP上顯示所存儲的幀圖像數據。存儲在主MG200中的幀圖像數據被串行地提供到顯示單元DP。
圖7為主SYNC300把例如V-SYNC這樣的數據發布到每個GSM1時所執行的流程圖。
當出現被尋址到GSM的數據時，尋址到每個GSM的數據被並行地存儲在主SYNC300的內部寄存器中(如果在步驟S21中為是，則執行步驟S21至步驟S22)。所存儲的並行數據被複製，並且相同並行數據的副本被同時在4個子SYNC4的所有內部寄存器上傳播。因此，相同數據的副本同時在所有16個GSM1上傳播，而沒有任何不一致，這對於這些GSM1的協同處理是高效率的。
兩個或多個GSM1如此協作，使得當要顯示大屏幕圖像時，可以平滑地執行用於顯示的處理，從而在大屏幕上獲得高質量的圖像。
應當指出，當GSM1需要協作以執行繪圖處理時，它們通過主NET500把指令給予每個GSB100的子NET6而相互協作，從而不會出現不一致。
如上文所述，在根據本實施例的集成圖像處理裝置中，從兩個或多個GSM1所提供的幀圖像數據被並行存儲。所存儲的幀圖像數據被串行地讀出，以形成要發送到主MG200的串行數據。輔助數據被添加到串行數據的頭部。上述結構具有立即識別被改變的數據並且節約數據通信所需的通信路徑的容量。
另外，對於每個內部寄存器的數據(V-SYNC)被複製，並且相同數據的副本被同時從主SYNC300通過所有GSM1而傳播。這可以使兩個或多個GSM1同時協作，而沒有任何不一致。
通過參照每個GSB的絕對時基，產生在4個GSB100中創建的幀圖像數據。但是，由於絕對時基被唯一地分配給每個GSB，因此將會導致微小的輸出-輸出的變化。這意味著，從整個集成圖像處理裝置來看，每個GSB100的絕對時基對應於一個相對時基。執行上述數據通信的主SYNC300的使用能夠用對集成的數據處理裝置唯一的時基來記錄上述相對時基。因此，在主MG200中合併的數據被集成圖像處理裝置的絕對時基所控制。
在本實施例中，當來自GSB100的幀圖像數據被丟失時，主MG200沿著該絕對時基合併所有幀圖像數據，而不補償丟失的圖像信號。如此創建的幀圖像數據被產生並且顯示在顯示單元DP上。由於兩個或多個GSM1被用於創建一個圖像，因此即使當要進行圖像的大屏幕顯示時，也可以平滑地進行圖像處理，從而獲得在大屏幕上的高質量圖像。
另外，在本實施例中，可以用相同的方式構造主CP400和子CP5，並且可以用相同的方式構造主MG200和子MG3。這樣可以執行複雜的圖像處理，例如使用簡單的設計技術來獲得高質量大屏幕圖像。在每個GSB100中的GSM1的數目或者GSB100的數目可以任意確定。該數目可以根據質量和成本之間的平衡而確定，這可以減少設計的限制。例如，當GSM1的數目增加時，成本將增加，但是所獲得的圖像質量將變高。
儘管已經對用於圖像處理的數據通信技術作出在本實施例中的描述，但是該數據通信技術還應用於除了圖像處理之外的其它類型的信息處理，例如用於產生聲音的處理。例如，可以再現更加精確和高質量的聲音，例如在交響樂中的聲音。在這種情況下，用於產生聲音的數據被分別在每個GSM1中處理。另外，可以考慮一種複雜處理形式，其中圖像處理與聲音產生相聯繫。如圖2中所示，在根據本實施例的GSM1的使用能夠進行這樣的複雜處理。當信息處理涉及聲音的產生時，在該處理中獲得的聲音數據變為用於從預定的擴音器中產生音調的信號。然後該聲音數據被通過上述子MG3和主MG200與上述幀圖像數據相同步地輸出。應當指出，音頻輸入電路74把聲音數據提供給每個GSM，並且該聲音數據的輸出由圖2中所示的SPU40所執行。
第一實施例描述包含在具有兩個或多個協同工作的圖像處理單元來執行協同處理的集成圖像處理裝置中的示例數據通信系統，但是本發明可以應用於網絡型數據通信系統中。
更加具體來說，安裝在完全不同的位置的兩個或多個信息處理終端通過例如網際網路這樣的計算機網絡相互連接。該信息處理終端可以作為該根據本發明的處理單元、仲裁器裝置、寄存器以及控制裝置，並且通過計算機網絡在這些信息處理終端之間相互交換數據。
一些信息處理終端作為在第一實施例中所述的GSB100。其它信息處理終端共有如下特徵用於合併作為GSB100的信息處理終端的輸出數據的主MG200、用於提供同步信號(V-SYNC)以及其它操作數據到每個GSB100的主SYNC300、用於管理和控制圖像處理和通信處理的主CP400、以及使所有GSB100相互協作的主NET500。
作為主MG200的信息處理終端的輸出側連接到顯示單元。主MG200控制從主SYNC300發送各種數據到每個GSM100的時序。另一方面，作為CP400的信息處理終端分別連接到作為MG200的信息處理終端、外部存儲器以及主NET。
如此構成的網絡型數據通信系統按照第一實施例的方式而工作。
另外，本發明可以應用於數據通信系統中，該數據通信系統控制位於計算機網絡上的寄存器中的數據的存儲和讀取，從而要通過計算機網絡在例如上述協作處理的GSM這樣的兩個或多個處理單元之間交換的數據將被存儲在寄存器中。
這種數據通信系統可以包括可連接到計算機網絡的伺服器以及可訪問該伺服器的外部存儲器。在這種情況中，伺服器(以及包含於其中的CPU)讀取並執行記錄在預定記錄介質上的電腦程式，從而不但在外部存儲器中形成用於數據通信的寄存器，而且在該伺服器內部形成作為主控制單元的特徵。
該主控制單元包括兩個功能模塊。
第一功能模塊具有通過計算機網絡獲得要從任何一個GSM提供到其它GSM、其它信息處理終端的數據的功能，以及具有把該數據並行地存儲在上述寄存器中的功能。
第二功能模塊具有基於單位長度從上述寄存器串行地讀取數據以形成串行數據的功能，具有當該串行數據包含已經從以前形成的串行數據改變的數據時把用於識別該改變的數據的輔助數據添加到串行數據的預定部分的功能，以及具有把該串行數據通過計算機網絡發送到作為其它GSM的其它信息處理終端的功能。
如何構成的數據通信系統按照與第一和第二實施例相同的方式而工作，只是該控制單元獨立地控制在該寄存器中的數據的存儲和讀取，這防止兩個或多個GSM的協作處理的不一致。
如上文所述，根據本發明，即使當使用兩個或多個處理單元時，可以執行處理而沒有任何不一致。如果該處理單元是圖像處理單元，則可以同時產生兩個或多個圖像數據的幀，與現有技術相比，這可以在大屏幕上獲得高質量的圖像。
權利要求
1.一種數據通信系統包括寄存器，用於存儲在該寄存器與用於協同處理的多個處理單元之間交換的數據；以及控制裝置，其控制數據在該寄存器中的存儲和讀取，其中所述控制裝置在所述寄存器中存儲從多個處理單元中的每一個單元並行提供的數據，並且基於單位長度從所述寄存器中串行地讀取數據以形成串行數據，並且當該串行數據包含從以前形成的串行數據改變的數據時，所述控制裝置把用於識別該改變的數據的輔助數據添加到該串行數據的預定部分，並且把添加有輔助數據的串行數據提供到後級處理單元。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，在存儲於所述寄存器中的至少一個單元長度的數據被改變時，所述控制裝置基於單位長度地從所述寄存器串行地讀取數據以形成該串行數據。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述控制裝置進一步把要被從後級的處理單元傳送到每個處理單元的數據並行地存儲在該寄存器中，並且同時通過所有的處理單元傳送所存儲的並行數據的副本。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述處理單元相互協作以對預定圖像的分割圖像創建幀圖像數據。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，每個所述處理單元包括用於描繪預定圖像的繪圖處理裝置、用於根據預定圖像顯示指令執行幾何處理的多個幾何處理裝置、以及插入在所述繪圖處理裝置和所述幾何處理裝置之間的圖像接口，以及所述繪圖處理裝置包括緩衝器，用於為每個幾何處理裝置與識別信息一同存儲內容互不相同的繪圖背景；以及用於響應來自圖像接口的繪圖指令的輸入，從所述緩衝器讀取特定的繪圖背景的裝置；每個所述幾何處理裝置根據圖像顯示指令獨立地執行幾何處理，並且把包含關於作為幾何處理的結果所需的繪圖背景的識別信息的圖像傳輸請求與表示所給予的優先級的信息一同發送到所述圖像接口，所述圖像接口按照優先級的次序接收圖像傳輸請求，以順序地把該繪圖指令輸入到繪圖處理裝置。
6.一種數據通信系統，其中包括M個第一仲裁器裝置(其中M為大於1的自然數)，每個裝置用於對相應的N個處理單元的操作進行仲裁(其中N為大於1的自然數)，所述N個處理單元相協作以執行協作的處理；以及第二仲裁器裝置，用於仲裁M個第一仲裁器裝置的操作，所述M個第一仲裁器裝置中的每一個包括第一寄存器，其能夠存儲至少來自所述N個處理單元的至少單位長度的數據，以及所述第二仲裁器裝置包括第二寄存器，其能夠存儲至少來自所述M個第一仲裁器裝置的數據，其中該數據被並行地存儲在每個所述寄存器中，並且存儲在每個寄存器中的數據被串行地讀出以形成串行數據，使得當該串行數據包含已經從以前形成的串行數據改變的數據時，用於識別該改變的數據的輔助數據被添加到從至少第一寄存器讀取的串行數據的預定部分。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述處理單元相互協作以對預定圖像的分割圖像創建幀圖像數據。
8.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，每個所述處理單元包括用於描繪預定圖像的繪圖處理裝置、用於根據預定圖像顯示指令執行幾何處理的多個幾何處理裝置、以及插入在所述繪圖處理裝置和所述幾何處理裝置之間的圖像接口，以及所述繪圖處理裝置包括緩衝器，用於為每個所述幾何處理裝置與識別信息一同存儲內容互不相同的繪圖背景；以及用於響應來自所述圖像接口的繪圖指令的輸入，從所述緩衝器讀取特定的繪圖背景的裝置；每個所述幾何處理裝置根據圖像顯示指令獨立地執行幾何處理，並且把包含關於作為幾何處理的結果所需的繪圖背景的識別信息的圖像傳輸請求與表示所給予的優先級的信息一同發送到所述圖像接口，所述圖像接口按照優先級的次序接收圖像傳輸請求，以順序地把該繪圖指令輸入到繪圖處理裝置。
9.一種數據通信系統，其中包括M個第一仲裁器裝置(其中M為大於1的自然數)，每個裝置用於對相應的N個處理單元的操作進行仲裁(其中N為大於1的自然數)，所述N個處理單元相協作以執行協作的處理；以及第二仲裁器裝置，用於仲裁M個第一仲裁器裝置的操作，所述第一仲裁器裝置中的每一個包括第一寄存器，其能夠存儲至少要提供到所述N個處理單元的單位長度的數據，以及所述第二仲裁器裝置包括第二寄存器，其能夠存儲要提供到所述M個第一仲裁器裝置的每一個的預定量的數據，其中存儲在所述第二寄存器中的數據的複本同時通過所述第一寄存器在所有所述處理單元上傳輸。
10.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，所述處理單元相互協作以對預定圖像的分割圖像創建幀圖像數據。
11.根據權利要求9所述的系統，其特徵在於，每個所述處理單元包括用於描繪預定圖像的繪圖處理裝置、用於根據預定圖像顯示指令執行幾何處理的多個幾何處理裝置、以及插入在所述繪圖處理裝置和所述幾何處理裝置之間的圖像接口，以及所述繪圖處理裝置包括緩衝器，用於為每個所述幾何處理裝置與識別信息一同存儲內容互不相同的繪圖背景；以及用於響應來自所述圖像接口的繪圖指令的輸入，從所述緩衝器讀取特定的繪圖背景的裝置；每個所述幾何處理裝置根據圖像顯示指令獨立地執行幾何處理，並且把包含關於作為幾何處理的結果所需的繪圖背景的識別信息的圖像傳輸請求與表示所給予的優先級的信息一同發送到所述圖像接口，所述圖像接口按照優先級的次序接收圖像傳輸請求，以順序地把該繪圖指令輸入到繪圖處理裝置。
12.一種數據通信系統，其控制數據在提供於計算機網絡上的寄存器中的存儲和讀取，所述寄存器被提供用於存儲要通過計算機網絡在該寄存器與協同處理的多個處理單元之間交換的數據，所述系統包括用於並行地在寄存器中存儲數據的第一裝置，該數據被從一個處理單元通過計算機網絡提供到另一個處理單元；以及基於單位長度從寄存器串行地讀取數據以形成串行數據的第二裝置，以及當該串行數據包含已經從以前形成的串行數據改變的數據時，把用於識別該改變的數據的輔助數據添加到該串行數據的預定部分，並且把該串行數據通過計算機網絡發送到其它處理單元。
13.一種數據通信方法，用於執行協作處理的多個處理器與位於處理單元的後續電路級的後續級處理單元之間的通信，所述方法包括如下步驟並行地在預定寄存器中存儲來自處理單元的單位長度的數據；在該寄存器中串行地讀取單位長度的數據，以形成串行數據，並且當該串行數據包含已經從以前形成的串行數據改變的數據時，把用於識別該改變的數據的輔助數據添加到該串行數據的預定部分，以把該數據發送到後續級的處理單元；以及在所述寄存器中並行地存儲要從後續級處理單元發送到該處理單元的數據，並且同時通過所有處理單元傳送所存儲的並行數據的副本。
14.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，在至少並行地存儲在寄存器中的一個單位長度的數據已經從以前形成的串行數據改變時，該串行數據是通過串行地讀取所存儲的單位長度數據而形成的。
15.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，該處理單元和後續級處理單元由具有通信能力的計算機所構成，該寄存器被提供在任何一個計算機中，並且所有處理單元連接到計算機網絡，從而通過該計算機網絡交換數據。
16.一種電腦程式，其用於使計算機作為一個數據通信系統而工作，該計算機具有控制數據在提供於計算機網絡上的寄存器中的存儲和讀取的功能，所述寄存器被提供用於存儲要通過計算機網絡在該寄存器與協同處理的其他計算機之間交換的數據，所述數據通信系統包括用於並行地在寄存器中存儲數據的第一裝置，該數據被從所述其他計算機中的一個計算機通過計算機網絡提供到所述其他計算機中的另一個計算機；以及基於單位長度從寄存器串行地讀取數據以形成串行數據的第二裝置，以及當該串行數據包含已經從以前形成的串行數據改變的數據時，把用於識別該改變的數據的輔助數據添加到該串行數據的預定部分，並且把該串行數據通過計算機網絡發送到其它處理單元。
17.一種記錄權利要求16所述的電腦程式的計算機可讀介質。
全文摘要
本發明提供一種數據通信技術，用於提高用於複雜處理的兩個或多個信息處理單元(GSM)的協作效率。根據本發明，在此提供四個GSM1、用於合併來自GSM1的數據的子MG(合併器)3，以及用於合併來自4個子MG3的數據的主MG200。來自GSM1的數據被根據單位長度並行地存儲在寄存器中。然後存儲在寄存器中的數據被按照單位長度串行地讀出，以形成串行數據。當該串行數據包含被改變的數據時，用於識別該變化的輔助數據被添加到串行數據的預定部分，並且提供到主MG200。另一方面，要從主SYNC300提供到每個GSM1的並行數據被複製，並且相同的並行數據的副本被同時通過所有GSM1傳輸。
文檔編號G06F15/78GK1393001SQ01803074
公開日2003年1月22日 申請日期2001年10月9日 優先權日2000年10月10日
發明者蛯原均 申請人:索尼計算機娛樂公司