圖形處理單元的同步方法以及圍籬/等待同步組件的製作方法

2023-05-03 16:42:46

專利名稱：：圖形處理單元的同步方法以及圍籬/等待同步組件的製作方法
技術領域：
：本發明涉及圖形處理，特別涉及一種同步以及控制圖形流水線(pipeline)的內部組件的裝置以及方法。
背景技術：
：現今計算機的應用程式普遍為圖形加強(graphicallyintense)的應用，而且比以前的計算機需要有更高等級的圖形處理能力。應用程式(例如遊戲)通常需要複雜以及非常精細的圖形表現，其中需要大量不間斷的計算。為了符合消費者在使用計算機的應用程式上增加圖形性能的需求(例如遊戲)，計算機組態也要跟著更換。計算機，尤其是個人計算機，被用來設計程序以管理程序設計師越來越多的高要求的娛樂與多媒體應用程式，例如高清晰度圖像以及最新三維(3D)遊戲，同樣地，對系統頻寬也有較高的要求。因此，對頻寬不夠的應用程式提供解決頻寬的方法，而且也為下一代的應用程式提供額外的頻寬空間。因為這些理由，現今計算機系統常常包括多種處理器。例如圖形處理單元(graphicsprocessingunit，GPU)是除了主要處理器(例如中央處理器)之外的一種協處理器(coprocessor)，而該協處理器執行專門設計的處理任務。為了執行這些任務，圖形處理單元可不受中央處理器控制而執行其它任務。在某些情況中，協處理器(例如圖形處理單元)實際上與中央處理器存在於計算機系統的主機板上，其中中央處理器可以是微處理器。然而，在其它應用上，如本領域普通技術人員所知，圖形處理單元和/或其它協處理裝置可位於彼此分離但電性連接的卡上，例如圖形卡在圖形處理單元的情況下。例如圖形處理單元的協處理器常常存取補充存儲器(supplementalmemory)，例如影像存儲器，用以執行其處理任務。協處理器通常被配置並有效執行專門的任務。就圖形處理單元而言，這樣的裝置能有效執行三維圖形計算以提供加強圖形的應用程式。雖然傳統計算機系統與協處理器可充分地執行單一圖形加強應用程式，不過當傳統計算機系統協共處理器試圖同時執行多個圖形加強應用程式時會遇到問題。對傳統協處理器來說，使用無效率的方法來安排其處理的工作量是不罕見的。在一些作業系統中，圖形處理單元可使用以連續形式提交運算到圖形處理單元的方法來進行多重任務處理，從而圖形處理單元能依序執行所接收的運算。上述方法的問題在於無法妥善處理當許多應用程式在不同時間內先後存取相同資源時的情形。在非限定的範例中，第一應用程式現正控制圖形處理單元協處理器的資源，而為了其它應用程式能完成其協處理器的目的，第一應用程式需要放棄對其他應用程式的控制。假如第一應用程式沒有放棄對其他等待中的應用程式的控制，則儘管圖形處理單元完成處理有關第一應用程式的計算，但圖形處理單元實際上可能忙於操作而造成等待中的其它應用程式成為瓶頸。根據前文所指示，當執行單一圖形加強應用程式時，上述情況不是值得注意的瓶頸；然而，當多個應用程式試圖同時使用圖形處理單元或協處理器時，受限於圖形處理單元或其它協處理器資源的問題會變的更嚴重。運算之間分配處理的概念由可中斷的中央處理器的概念提出，即從一個任務到另一個任務的上下文切換。更具體來說，目前的中央處理器利用上下文存儲/復原的概念進行操作以存儲相關寄存器的內容，以及設計計數器數據使能恢復中斷的處理任務。當提出中央處理器運算之間分配處理的問題時，其中使用了多個運算之間的精密安排，而協處理器的安排並沒有被充分地提出。至少一個失敗的原因是協處理器(例如圖形處理單元)通常被視為資源，其能將繁重計算與耗時運算從中央處理器中轉移離開，以便使中央處理器能處理其它功能。眾所皆知，圖形運算包括繁重計算的運算，因此需要大量的運算處理能力。當圖形應用程式的複雜度增加時，圖形處理單元在管理強大的計算以及表現行動方面變得更複雜。然而，為了準確地中斷中央處理器，超標量(superscalar)的複雜架構、具有平行功能單元的EPIC形式的中央處理器以及故障的執行會產生問題，其中結構寄存器被重新命名，且在處理流水線(processingpipeline)的不同階段中同時執行許多指令。為了提供準確中斷的可能性，超標量中央處理器需在處理流水線中裝備可重新安排的緩衝存儲器(buffer)以及額外階段「指令交回(指令引退(retirement))」。現在的圖形處理單元變得越來越複雜，涉及包括可程控以及由多個先入先出(FirstInFirstOut，FIFO)形式的緩衝存儲器所連接的固定功能單元。各圖形處理單元指令的執行可減少數百到數千的周期。現今的圖形處理應用程式所使用的圖形處理單元流水線比中央處理器更加深奧。因此，多數圖形處理單元被安裝以在任何情況下管理大量的數據，其試圖分配圖形處理單元的處理使得任務變得複雜，例如，圖形處理單元沒有足夠的機械裝置用以管理存儲或復原運算中的大量數據。現在的圖形處理單元的結構已發展到可以管理大量數據以接收複雜的形式，即在處理數據流(datastream)時，需要新的裝置來對流水線單元進行同步。當使用可程控的平行處理單元時，除了主要固定功能之外，圖形流水線單元需要維持原有圖形數據的順序，其順序在圖形處理單元流水線的不同階段中可被接收並更新。另外，在圖形處理單元的圖形流水線中，同時使用中斷來維持多個上下文時需要帶有最少性能遺失的中斷上下文的重新同步，以及在中斷的與恢復的圖形上下文之間能順利切換。然而，現今的圖形處理單元結構對上下文的同步以及數據存取方面沒有管理得很好，反而導致流水線的完全清除，因此造成較低效率的運算，且降低了圖形能力。當圖形處理單元表現一表面時，為了下一穿過，其表面變成源頭表面，另外，多穿過表現也需要同步，當第二穿過開始去存取共享表面(sharedsurface)時，以避免寫後讀出(readafterwrite，RAW)的數據冒險(datahazard)。此外，牽涉過早寫入冒險的情況也必定是處理不需要排出圖形引擎的全部流水線。傳統圖形流水線並不能迅速以及有效地管理這些情況。例如，當圖形處理單元處理需要在一個處理組件以及另一個處理組件之間交換時，例如，因為第二組件需要來自第一組件的數據且必須等待此數據。必須在從第一組件完整全部寫入到共享存儲器之後，以及在第二組件開始從共享存儲器讀取隨後的數據之前發生切換。然而，傳統圖形處理單元流水線無法充分地管理這種情形，其可能導致流水線排出，因此大大放慢了處理運算並導致無效率的圖形處理運算。此外，在現今的圖形處理單元處理的執行中，與中央處理器同步執行任務也可能是一個問題，當圖形處理單元可以開始和/或恢復特定上下文執行的執行時，其根據中央處理器執行線程(thread)事件(event)。然而，現今的圖形處理單元是簡單的，而無法實時傳送以及反應這樣的改變，以維持圖形應用程式的增加需求的進度。因此，這是前所未有的需要去克服這些前文所描述的缺陷以及缺點。
發明內容有鑑於此，本發明提供一種同步方法，適用於圖形處理單元的圖形流水線。圖形處理單元流水線組件可被內部地以及分別地同步。如非限定的範例，其步驟包括指示第一圖形流水線模塊，以傳送圍籬(fence)指令至上述圖形處理單元流水線中的指定模塊的尋址計數寄存器。上述指定圖形處理單元模塊可為具有多個可尋址計數寄存器的存儲器存取單元。通過上述指定圖形處理單元模塊的接收，上述圍籬指令可被認可，並且與上述圍籬指令有關的數據可被儲存在上述尋址計數寄存器的圍籬寄存器中。第二圖形流水線模塊可被指示，以傳送等待指令至上述圖形處理單元流水線模塊的上述尋址計數寄存器。上述等待指令的數據部份可與儲存在上述尋址計數寄存器的上述圍籬寄存器中的數據值相比較。在此非限定的範例中，當儲存在上述尋址計數寄存器的上述圍籬寄存器中的數據值大於或是等於上述等待指令的數據部份時，上述指定圖形處理單元模塊可認可來自上述第二圖形流水線模塊的等待指令的接收，因此為下一運算釋放上述第二圖形流水線模塊。然而，當儲存在上述尋址計數寄存器的上述圍籬存儲器中的數據值小於上述等待指令的數據部份時，上述指定圖形處理單元模塊可不認可來自上述第二圖形流水線模塊的等待指令的接收。如此，上述第二圖形流水線模塊可被停止，從執行下一運算直到上述指定圖形流水線模塊接收來自上述第一圖形流水線模塊的圍籬指令，為了上述尋址計數寄存器，上述圍籬指令大於或是等於上述等待指令的上述數據部份。直到上述接收，上述指定圖形處理單元模塊可將上述等待指令的上述數據部份儲存在具有上述尋址計數寄存器的等待寄存器中。另外，上述指定圖形處理單元模塊可將等待擱置寄存器設置為對應於與上述第二圖形流水線模塊有關的等待處理的邏輯狀態。就這樣，上述第一以及第二圖形流水線模塊可被分別地同步彼此內部在圖形處理單元內。本發明提供一種同步方法，適用於圖形處理單元的圖形流水線，包括傳送來自第一圖形流水線模塊的圍籬指令至指定圖形處理單元流水線模塊的尋址寄存器；傳送來自第二圖形流水線模塊的等待指令至上述指定圖形處理單元流水線模塊的上述尋址寄存器；比較上述指定圖形處理單元流水線模塊的上述尋址寄存器中的數據以及與上述等待指令有關的數據；以及當上述指定圖形處理單元流水線模塊的上述尋址寄存器的數據值等於或是大於與上述等待指令有關的數據值時，響應傳送來自上述第二圖形流水線模塊的上述等待指令。本發明提供一種同步方法，適用於根據寄存器對來對圖形處理單元的組件進行同步，包括接收來自第一圖形處理單元模塊的圍籬指令，其中上述第一圖形處理單元模塊尋址到同步寄存器塊的既定寄存器對；放置上述圍籬指令內的數據值至上述既定寄存器對的圍籬寄存器中；接收來自第二圖形處理單元模塊的等待指令，其中上述第二圖形處理單元模塊尋址到上述同步寄存器塊的上述既定寄存器對；比較上述圍籬寄存器的數據值以及與上述等待指令有關的數據值；以及當上述圍籬寄存器的數據值小於與上述等待指令有關的數據值時，停止上述第二圖形處理單元模塊。本發明提供一種圖形處理單元的圍籬/等待同步組件，適用於內部地同步上述圖形處理單元的兩個以上的模塊，包括多個寄存器對，上述各寄存器對是通過指定地址所識別的，並具有圍籬寄存組件以及等待寄存組件；圍籬指令，根據上述指定地址從第一圖形處理單元模塊傳送至上述寄存器對的特定寄存器對，其中上述圍籬/等待同步組件為了上述指定地址寫入與上述圍籬指令有關的圍籬數據組件至上述圍籬寄存組件；等待指令，具有等待數據組件，上述等待數據組件由第二圖形處理單元模塊傳送至對應於上述特定寄存器對的指定地址；以及比較邏輯單元，由上述圍籬/等待同步組件執行，上述圍籬/等待同步組件比較寫入至上述圍籬寄存組件的上述圍籬數據組件以及上述等待數據組件，當上述圍籬寄存組件的上述圍籬數據組件大於或是等於上述等待數據組件時，上述第二圖形處理單元模塊被認可，並為了額外的處理運算被釋放。圖1是顯示包括計算機的非限定範例的計算系統的圖解說明。圖2是顯示圖1的圖形處理單元的部分組件的圖標，其被配置用以執行內部圍籬/等待同步。圖3、4是顯示由圖1的圖形處理單元執行的步驟/邏輯的流程圖以執行內部圍籬/等待同步。圖5是顯示雙圖形處理單元可被配置以執行圖3、4中內部圍籬/等待同步程序的方法圖。主要組件符號說明10～計算系統16～處理單元18～系統存儲器24～只讀存儲器26～隨機存取存儲器27～基本輸入輸出系統29～作業系統31～應用程式33～其它應用模塊35～程序數據41～硬碟驅動器51～磁碟驅動器52～磁碟55～光碟驅動器56～光碟60～用戶輸入接口61～指向裝置62～鍵盤70～網絡接口71區域網路72～數據器73～廣域網絡80～遠程計算機81～存儲器存儲裝置82～圖形接口84～圖形處理單元85～遠程應用程式86～影像存儲器90～影像接口91～監視器95～輸出外圍接口96～列印器97～揚聲器101～指令流處理器103-105～模塊110～存儲器存取單元112-113～寄存器的內部圍籬/等待對以及比較邏輯單元120～方法122-146～步驟153～圍籬A同步指令154～圖形處理單元0的存儲器存取單元156～圍籬/等待寄存器162～圍籬/等待寄存器163～圖形處理單元1的存儲器存取單元165～圖形處理單元0的影像存儲器166～圍籬/等待寄存器對映167～圖形處理單元1的影像存儲器168～圍籬/等待寄存器對映170～等待A同步指令具體實施方式為讓本發明的上述和其它目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉出優選實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。實施例圖1是顯示包括計算機12的非限定計算系統10的示例的圖解說明。計算機12的組件包括(例如非限定範例)處理單元16、系統存儲器18，以及將包括系統存儲器18的不同系統組件連接到處理單元16的系統總線21。如本領域普通技術人員所知，系統總線21可以是任何不同形式的總線結構，其包括存儲器總線或是存儲器控制器、外圍總線，以及使用任何種類架構的局部總線。如同非限定範例，上述架構可包括外圍組件互連(peripheralcomponentinterconnect，PCI)總線、加速圖形埠(acceleratedgraphicsport，AGP)，和/或快速外圍組件互連(peripheralcomponentinterconnectexpress，PCIExpress)總線。計算機12包括多種計算機可讀媒體(readablemedia)。計算機可讀媒體為可由計算機12存取的任何可用的媒體，並且包含易失性(volatile)以及非易失性兩種存儲器，而上述存儲器可以是可移動或是非可移動存儲器。系統存儲器18可包括以易失性和/或非易失性存儲器形式的計算機存儲媒體，例如只讀存儲器(readonlymemory，ROM)24以及隨機存取存儲器(randomaccessmemory，RAM)26。基本輸入輸出系統(basicinput/outputsystem，BIOS)27可被儲存在只讀存儲器24中。如非限定範例，隨機存取存儲器26包括作業系統29、應用程式31、其它程序模塊33，以及程序數據35。計算機12亦可包括其它可移動/非可移動及易失性/非易失性計算機存儲媒體。如非限定範例，硬碟驅動器41可由非可移動、非易失性的磁性媒體讀出或寫入。磁碟驅動器51可由可移動、非易失性的磁碟52讀出或寫入。光碟驅動器55可由光碟56讀出或寫入。用戶可以通過像鍵盤62及指向裝置(pointingdevice)61的輸入裝置來輸入指令及信息到計算機12上，而輸入裝置可以通過耦接到系統總線21的用戶輸入接口60而耦接至處理單元16。然而，如本領域普通技術人員所知，其它接口以及總線結構亦可用來耦接這些輸入裝置至計算機12，例如並行埠、遊戲埠或通用串行總線(universalserialbus，USB)。一個或多個圖形處理單元84可與耦接至系統總線21的圖形接口82通信。如非限定範例，圖形處理單元84可包括片上存儲器儲存(on-chipmemorystorage)，例如寄存器儲存(registerstorage)以及高速緩存(cachememory)。圖形處理單元84亦可與影像存儲器86通信，如同所需的。監視器91或其它形式的顯示裝置亦可經由影像接口90耦接至系統總線21，監視器91也可經由影像接口90與影像存儲器86通信。除了監視器91外，計算系統10亦可包括如印表機96以及揚聲器97的其它外圍輸出裝置，這些其它外圍輸出裝置可經由輸出外圍接口95耦接在一起。計算機12可操作在網絡的或是分散的環境中，其使用邏輯連接(logicalconnection)連接到像遠程計算機80的一個或多個遠程計算機。遠程計算機80可以是個人計算機、路由器、網絡計算機、可攜彩虹登記以及識別(PortableIrisEnrollmentandRecognition，pier)裝置，或是其它常見的網絡節點。雖然在圖1僅描繪了存儲器儲存裝置81以及遠程應用程式85，但遠程計算機80亦可包括許多或是全部前面描述有關於計算機12的組件。圖1所示的邏輯連接包括區域網路(localareanetwork，LAN)71以及廣域網絡(wideareanetwork，WAN)73，但是可包括其它網絡/總線，如本領域普通技術人員所知。如同圖1的非限定範例，遠程計算機80可經由區域網路71以及網絡接口70耦接至計算機12。同樣地，數據器72可被使用來耦接計算機12(經過用戶輸入接口60)穿過廣域網絡73至遠程計算機80。圖2是顯示圖1的圖形處理單元84，如本領域普通技術人員所知，部分組件可在圖形處理單元84中被實施。當今的圖形處理單元的概念是非常複雜的，其所安裝的包括大量不同的處理組件，以實施有關平行以及順序的圖形運算指令，以便能儘快地產生圖形相關數據。因此，如本領域普通技術人員所知，圖2的圖形處理單元84顯示了除了在傳統圖形處理單元用其它方式可發現的組件的部分，為了不同的二維以及三維處理運算，圖形處理單元84配置一個或多個圖形流水線。由於現今圖形處理單元結構的複雜性，如前文所描述的應用形成產生，其中圖形處理單元的不同組件需要被同步，以便相關數據在或是大約相同時間內被處理。換句話說，圖形處理單元84的不同組件可在相關數據存在於圖形處理單元流水線的不同階段進行操作(圖2所顯示的部分非限定範例)，圖形處理單元84的某一組件或是連續組件，為了進一步的處理以及圖形表現，需要等待在圖形處理單元84之內的其它連續組件完成處理運算，以結合相關數據。因此，圖2所示的圖形處理單元84可被配置為對圖形處理單元84的不同組件進行內部同步，以便增加圖形處理運算的速度及效率。內部同步，其亦可為已知的圍籬和/或等待，可能是在圖2的圖形處理單元84中執行的機械裝置，以便控制圖形處理單元84中不同組件的內部流水線同步，例如指令流處理器101以及模塊103、104和105，其中標號115顯示32對寄存器。如本領域普通技術人員所知，在圖形處理單元84中不只三個非限定範例模塊可被找到。內部圖形流水線同步可被圖形處理單元84利用，以便處理任何寫後讀出或過早寫入冒險的情形，且不需要排出圖形處理單元84的全部圖形引擎流水線。如非限定範例，關於圖形處理單元84兩組件(可為圖2的任意模塊103、104和105)之間的內部同步完成，驅動程序可傳送內部的圍籬或令牌(token)(如為限定範例，可為指令的一種)至塊(block)或是模塊，其需要等待到完成圖形流水線那部分的處理之前，得到圖形流水線的另一部份的指令，其中圍籬或標記如本領域普通技術人員所知具有一特定值。如同圖形處理單元84兩組件的切換，從第一組件(例如模塊103)全部寫入至圖形處理單元84中圖形流水線的存儲器組件的動作應該在第二組件(例如模塊105)為了隨後的運算開始從圖形處理單元84的存儲器組件讀出的動作之前完成。在這種情況中，由圖形處理單元84執行的驅動程序應該接在最後的目標之後，例如三角(triangle)，其使用有內部圍籬或標記的第一組件(模塊103)指示到第二組件(模塊105)。隨著使用第二組件的下一個三角，步驟可接著繼續進行下去，其可在非限定範例模塊105中與等候指令被執行。為了執行內部圍籬以及等待同步處理，在圖形處理單元84中具有一些寄存器對(registerpair)112、113的存儲器存取單元(memoryaccessunit，MXU)110可以被執行。為了流水線塊的任何對的同步可連接到存儲器存取單元110(例如模塊103-105)，存儲器存取單元110的寄存器對112、113可被指定。因此，內部圍籬以及等待指令可指定地址及包含在內的數據，其中內部圍籬以及等待指令可由模塊103、104及105啟動。為了這個目的，存儲器存取單元110可保留寄存器對112、113，而不是經由存儲器存取單元110寫入數據至存儲器當作內部圍籬。在至少一個為限定範例中，寄存器對(即寄存器的內部圍籬/等待對和比較邏輯單元)112、113可以是32對的64位內部寄存器，其可用來更新及比較，可取代成實際儲存數據。實質上，一個或多個模塊103、104及105可被配置為寫入至特定寄存器對112的指定第一部份。此外，另一模塊可被配置為寫入至相同的寄存器對112，因此導致儲存在特定寄存器對第一部份的值之間的比較。根據包含在兩時間獨立的寫入運算的信息是否相同或是不同，存儲器存取單元110可能或是不可能認可協調第二企圖寫入命令的模塊。假如來自第二模塊的第二寫入指令不被認可，其結果可能為第二模塊被其它運算中斷，並且繼續在寫入嘗試中循環。圖3和圖4是顯示執行的步驟流程圖，為了內部同步圖形處理單元84的模塊103-105，在圖2中存儲器存取單元110的幫助下，可以實現圖形處理單元84。本領域普通技術人員將容易地得知圖3和圖4所描述的步驟，可被配置成軟體或是硬體邏輯單元。上述邏輯單元可包括程控以及目標，其程控利用來自既定主張的程序(procedure)的圖案導引調用(pattern-directedinvocation)，例如圖3和圖4所顯示並於此所包含以及討論的。在第一步驟122中，圖形處理單元84的驅動程序可發送內部圍籬標記(命令)至指定的模塊，例如圖2的模塊103-105中的一個，其模塊位於圖形處理單元84的圖形處理單元流水線中。內部圍籬標記可跟隨表面處理的最後繪圖指令，其意味著跟隨繪圖命令的另一群組可以經由存儲器存取單元110存取同樣的表面。內部圍籬標記可被指定在塊標識符中(BLOCKID)，塊標識符為內部圍籬標記的報頭(header)部分。內部圍籬標記的形式可被組織如下以下將更詳細地討論等待的動作，而為了內部圍籬以及等待兩者，內部同步運算碼可以被使用。在圖形處理單元84中，內部圍籬應該在相對應的內部等候之前被釋放，以避免中斷結果。不過，在至少一個非限定範例中，內部同步指令可以包括下面形式DW運算碼位EXT外部圍籬(用於指令流處理器101)0＝同步為內部的以及使用存儲器存取單元要求的內部形式1＝指令為外部圍籬以及使用存儲器存取單元要求的標準形式位[9-1]圍籬標識符(用於指令流處理器101)這些位是為以及可能沒有具體的意義。這些位被建議(但不是限制)由驅動程序所使用，以識別註冊在事件歷史緩衝器的指令流處理器101的外部圍籬。位[14-10]塊標識符模塊的塊辨識應該在收到標記之後將數據寫出。位[15]INT中斷需要(用於指令流處理器101)0＝在處理圍籬時不傳送中斷1＝傳送中斷至中央處理器位[17-16]翻轉判斷後端圍籬是否該儲存在翻轉隊列(FlipQueue)位[22]FE前端(用於指令流處理器101)0＝同步被執行在指定塊或指令流處理器101後端。1＝同步被執行在指令流處理器101前端時，塊辨識被忽略。位[23]Pri特權(用於指令流處理器101)0＝同步非特權。1＝同步為特權。位[25-24]DWF＝11(圍籬/等待地址以及64位圍籬數據)如前文所提出的32位內部圍籬或等待標記運算碼，其對應於圖3中步驟122及124，可由32位地址所採用。內部同步指令的地址部分或DW[1]，可表示如下DW1地址[31:0](地址存儲器存取單元圍籬/等待)位[5-0]此地址可能為32位元組長，所以位5:0為「0」。在非限定範例中，當位6被設為「0」時，位6可指定圍籬；當位6被設為「1」時，位6可指定為等待。位[6]WT等待/圍籬0＝此數據為圍籬數據，存儲器存取單元110應該只儲存此數據在適當的圍籬寄存器。1＝此數據為等待數據，存儲器存取單元110應該檢查內容以及維持認可直到此數據被確定。位[11-7]SEL用以選擇32對存儲器存取單元110內部圍籬/等待寄存器中的一個。位[31-12]用於存儲器存取單元110圍籬寄存器範圍所保留的地址，其應該與被程序設計在相對應「圍籬寄存器地址」寄存器內的值相同，例如MXU_INT_SYNC_ADDR寄存器。位[31:12]應該符合被指示在指定同步塊地址範圍寄存器的地址，例如MXU_INT_SYNC_ADDR寄存器，如非限定範圍之外。假如這些位符合此範圍，其可指示到存儲器存取單元110特殊的寫入周期。然而，假如在位[31:12]的地址沒有符合所指定的地址(定義在MXU_INT_SYNC_ADDR寄存器的範圍)，可能執行一個真正或標準的至存儲器的寫入動作。最後，當模塊103-105傳送前文所描述的地址給存儲器存取單元110時，與圍籬/等待指令有關的數據可在分散邏輯字節被傳送，例如DW[2]和DW[3]。DW[2]可包含對應於位[31:0]的數據，其包含64位中的32-LSB數據。同樣地，DW[3]可包含對應於位[63:32]的數據，其包含64位中的32-MSB數據。回到圖2中，驅動程序產生指令流到模塊103-105的第二指定模塊，其指令流由圖形處理單元84在數個其它指令之後執行，其指令流亦可包含內部等待標記(其中圖形處理單元84也可能有多過三個或少過三個的接收)。內部等待標記可以被建構成前文所描述的格式。相同地，如同前文所描述以及描述在圖3中的步驟124，指定模塊103-105根據在報頭的塊標識符指令接收內部等待標記。如前文所描述，內部圍籬和等待標記在步驟122及124中傳送，以及內部圍籬和等待標記被各自接收模塊103-105依序接收以及執行，如步驟126所顯示。在至少一個非限定範例中，與標記對有關的數據值是相同的。之後，在步驟128，接收模塊執行寫入周期運算至存儲器存取單元110，其中接收模塊至少為圖2中模塊103-105的兩模塊。步驟128中的寫入運算包括傳送地址與64位數據至存儲器存取單元110。之後，在步驟130，存儲器存取單元110檢測寫入周期的地址。當寫入周期的地址如前文所描述在有關圍籬/等待處理的指定範圍內時，存儲器存取單元110承認此地址。更具體地，為了圍籬/等待處理，寫入周期的地址可指定存儲器存取單元110內一些既定寄存器中的一個。之後，存儲器存取單元110可檢測來自模塊103-105的寫入周期運算的最小指定地址位。通過檢查最小指定地址位，存儲器存取單元110可判斷該指令是否為內部圍籬指令或是內部等待指令，其中最小指定地址位為前文所描述在非限定範例的位6。通過寫入周期運算，存儲器存取單元110亦可檢查在實施例中緊接在後的5位，以決定32對的內部位數據寄存器對112中的哪一對被尋址。在步驟132，存儲器存取單元110判斷接收指令是否為內部圍籬指令或是內部等待指令。假如存儲器存取單元110承認接收指令為內部圍籬指令，則存儲器存取單元110可複製64位數據到對應於存儲器存取單元110中尋址寄存器112的圍籬寄存器。具體而言，內部圍籬指令可指定圍籬寄存器用以寫入與內部圍籬指令有關的數據，其後由存儲器存取單元110執行。此步驟顯示在第3圖的步驟134。之後，在步驟136，為了與內部圍籬指令有關的數據被寫入到寄存器對112(或113)之一的尋址圍籬寄存器，存儲器存取單元110寄存器對112準備好去接收有關先前接收圍籬指令的內部等待指令。如前文所描述，在步驟124以及128，圖形處理單元84的模塊103-105中的一個模塊接收步驟122中由驅動程序所管理的內部同步指令。因此，接受器模塊103-105執行寫入周期至存儲器存取單元110以及傳送地址和相關的64位數據，如前文所描述的步驟128，其中接受模塊103-105接收內部同步指令當作等待指令(由步驟124)。因此延續到圖4，過程120顯示在步驟138中，當來自傳送模塊的等待指令在存儲器存取單元110被接收，存儲器存取單元110執行64位等待寄存器數據與圍籬寄存器數據的比較，其中64位等待寄存器數據與內部等待指令有關，以及圍籬寄存器數據為如前文所描述的寄存器對112中的一個的尋址圍籬寄存器的數據。換句話說，在存儲器存取單元110的接收內部，等待指令指定其地址為寄存器對112之一，其將與先前描述的圍籬指令一樣。接著，就相同寄存器對112而言，將等待指令的64位數據與圍籬指令有關的64位數據相比較，其中與圍籬指令有關的64位數據預先寫入到相對應的尋址圍籬寄存器中。步驟140描寫圍籬寄存器數據以及等待寄存器數據的比較過程。如前文所描述，比較過程亦可被配置和/或實現為比較邏輯單元，其如非限定範例可為軟體、硬體、固件等等。然而，在步驟140中，就相同指定寄存器對112(或113)而言，與圍籬寄存器有關的數據值是否大於或是等於與隨後接收的等待寄存器數據有關的數據值的判斷被決定。假如步驟140的結果為否定，就指定寄存器對112而言，即與圍籬寄存器有關的數據值沒有大於或是等於與等待寄存器(或是計數器)所尋址到相同寄存器對112有關的相對應的數據值，接著存儲器存取單元110前進到步驟142。步驟142中，其可配置成寄存器邏輯單元設定，指定(尋址)寄存器對112(或113)的等待寄存器被更新，且設定等待擱置位，如非限定範例為「是(TRUE)」，以便記錄等待正在進行中。來自步驟128的接收寫入周期運算不被存儲器存取單元110認可，因此停止傳送模塊，其傳送模塊可能為模塊103-105中的一個模塊(模塊可有更多個)。因此，在步驟142之後，存儲器存取單元110回復到正常運算，等候指定寄存器對112隨後的等待指令的接收。假如步驟140的結果被存儲器存取單元110承認與指定寄存器對112的等待寄存器有關的數據值大於或是等於與指定寄存器對112的相對應的圍籬寄存器的數據時，存儲器存取單元110由步驟140移動到步驟144。在步驟144中，存儲器存取單元110認可來自模塊的寫入指令，該模塊傳送內部等待指令至存儲器存取單元110。因此來自存儲器存取單元110與等待認可有關的停頓釋放了該模塊。更具體地，步驟146接在模塊被釋放以及模塊沒有被停止之後，以便可繼續與圖形運算有關的數據處理。因此，如前文所描述，等待模塊(例如模塊103)無法運作直到完成另一模塊(例如模塊105)，其中等待模塊可接著執行運算由另一模塊事先產生的數據。根據來自等待模塊(模塊103)對寫入周期運算的不認可，存儲器存取單元110可因此中斷等待模塊(模塊103)。在指令流中，有相同值的圍籬指令通常領先等待指令。在圖形處理單元84的流水線中，圍籬指令一般可被傳送到位於流水線深處的模塊，或在流水線相同階段內被傳送到如等待指令所指示的模塊。當中斷等待運算時，此結構協助去避免流水線的死鎖。否則，流水線模塊可能會阻礙圍籬指令的傳播，其中圍籬指令的傳播帶有相同或是更大的值至指定流水線單元，阻礙圍籬指令的傳播在其它方面會導致圍籬指令無法到達存儲器存取單元110。當由尋址寄存器對112送來的等待值大於或是等於尋址寄存器對112的圍籬數據寄存器的值時，存儲器存取單元110可能認可模塊103傳送等待指令，以便釋放模塊103，如步驟144和146所顯示。因為內部圍籬以及內部等待指令可被傳送到不同的流水線階段，例如模塊103和105，所以兩指令可分別地先到達存儲器存取單元110。因此，不論哪一個指令被先接收，存儲器存取單元110可被配置以便管理任何一個指令，且沒有中斷在任一情況中連續的指令。如非限定範例，假如內部圍籬指令先到達存儲器存取單元110，以及，如非限定範例，指定64位值0xFF至圍籬寄存器0，存儲器存取單元110可複製數據值0xFF至尋址64位圍籬寄存器。然後，存儲器存取單元110可檢查寄存器對(在等待寄存器或等待擱置計數器等等)是否有等待指令被擱置。在此非限定範例中，沒有等待指令被擱置，因為在此範例中圍籬指定先到達。可是，假如等待指令被擱置，則存儲器存取單元110可能與等待寄存器值執行如前文描述關於步驟140的比較運算。然後，當圍籬值等於或是大於與等待寄存器有關的值時，存儲器存取單元110釋放該等待。之後，由模塊103所接收的內部等待同步指令可以寫入至存儲器存取單元110。與來自模塊103的等待指令有關的數據值可為0xFF，如前文所描述，為了相對應的圍籬同步指令能傳送到模塊105，因此與來自模塊103的等待指令有關的數據值被精心安排。存儲器存取單元110可認可內部等待指令，且接著執行前文所描述的比較，存儲器存取單元110執行與尋址寄存器對112的相對應的圍籬寄存器值的比較。如前文所描述，圍籬寄存器值為0xFF。比較運算(圖4中步驟140)可導致「同意」的結果，如此，來自模塊103的寫入需求被存儲器存取單元110認可。結果，模塊103被釋放去執行其它運算且沒有被中斷。在另一非限定範例中，來自模塊103的內部等待指令可先到達存儲器存取單元110。換句話說，與等待指令有關的64位數據值為0xFF，其中等待指令由模塊103接收。存儲器存取單元110可接收內部等待指令以及數據值，且執行與相對應圍籬寄存器的值的比較，如前文所描述與尋址寄存器對112有關。因此，執行第4圖所示的步驟138及140，由於來自模塊105的對應的內部圍籬指令值還未到達，所以存儲器存取單元110可發現尋址寄存器對112的圍籬寄存器的數據值為0xFE(數據值0xFE與來自先前圍籬/等待運算有關)。如步驟140所顯示，比較的結果為否定的結果。因此，存儲器存取單元110可儲存0xFF值至尋址寄存器對112(或113)的等待數據寄存器，其中0xFF值與從模塊103接收的內部等待指令有關。此外，存儲器存取單元110可設定等待擱置位(在等待擱置計數器中，如非限定範例)為「是」邏輯值，如前文所描述與圖4的步驟142有關。而且，存儲器存取單元110將不認可來自模塊103的步驟128中的寫入周期運算。因此從執行中的其它運算中斷模塊103。後來，來自模塊105的內部圍籬值可到達存儲器存取單元110，其尋址到適當的寄存器對112。之後，存儲器存取單元110可認可與接收內部圍籬指令有關的數據值為0xFF。因此，存儲器存取單元110可更新對應於尋址寄存器對112的圍籬寄存器。由於圖4的步驟142所述的等待擱置位可預先設定，之後存儲器存取單元110可執行圖4的步驟140中的比較，即存儲器存取單元110執行與接收內部圍籬指令有關的數據值與相同尋址寄存器對112的等待寄存器值的比較。在非限定範例中，指定寄存器對112中每個圍籬以及等待寄存器的比較結果可以相等，以便存儲器存取單元110認可來自模塊103的寫入運算。在接收來自存儲器存取單元110的認可之後，模塊103被釋放以執行下一個運算。在非限定範例中，由存儲器存取單元110在步驟140執行的比較運算可被配置成「大於或等於」的比較。由於驅動程序可設定與每個內部圍籬以及等待指令有關的數據值為相等的，所以「大於或等於」的比較可以被精心安排。根據各個獨立連續的事件，此結構所依據的概念為驅動程序被配置以設定相同值給內部圍籬指令以及相對應的內部等待指令。然而，本領域普通技術人員將察覺到此結構可提供的情況，其中因為一些原因，沒有得到的圍籬數據值被傳送到存儲器存取單元110，但是其中有較大值的較晚的圍籬數據不知怎麼的被傳送到存儲器存取單元110。上述狀況仍釋放等待模塊以及情況，其中存儲器存取單元110在接收圍籬值及等待值之間承認一個錯誤。因此，本發明所描述的結構可避免不受歡迎的結果，使得除了必要的用以恢復的運算之外，圖形處理單元84的圖形流水線中沒有模塊需要等待過久。如另一實施例，前文所描述的內部圍籬以及等待同步方法可以不只一個圖形處理單元的結構被執行。取代在單一流水線中所產生的圍籬標記以及等待標記，上述標記可作為替代而被產生，並可在具有相同效果的多個圖形處理單元之間被傳送。圖5是顯示方法150的圖標，其顯示不同的圖形處理單元151、152被配置以執行上述圍籬以及等待同步程序。如非限定範例，圖形處理單元151可被配置以表現奇數群的像素(pixel)，而圖形處理單元152可被配置以表現偶數群的像素。圖形處理單元151及152兩者經由存儲器存取單元通過在存儲器存取單元內特定表的建立，可直接讀取另一圖形處理單元的幀緩衝器(framebuffer)。如非限定範例，在圖5中，圖形處理單元152可使用由圖形處理單元151描繪的表面當作結構，用以描繪另一原始群組。圖形處理單元152無法從存儲器讀取表面，直到圖形處理單元151完成描繪並傳送適當圍籬A同步指令153。根據既定地址範圍內的特定地址，在圖形處理單元151被執行的上下文可導致圍籬A指令153被傳送到圖形處理單元151的存儲器存取單元154。圍籬指令與其相關數據被尋址到圍籬/等待寄存器對156中的一個。有關影像繪圖，存儲器165、166、167以及168可為個別的存儲器空間。即存儲器165-168可為圍籬/等待寄存器對或同步寄存器塊，其包括32對。圖形處理單元151以及圖形處理單元152兩者可在存儲器中有上述地址空間165-168。然而，實際的數據可各自被儲存在同步寄存器塊156、162中。當圖形處理單元151執行圍籬A同步指令153時，此指令的地址不是在空間166範圍(地址範圍0)而是在空間168範圍(地址範圍1)內。在此非限定範例中，存儲器存取單元154沒有寫入圍籬A同步指令153數據至塊156，但卻發送該數據，因為圍籬A同步指令153的數據不是與圖形處理單元151有關的內部圍籬。圍籬A同步指令153可經由系統接口以及總線接口單元(businterfaceunit，BIU)到達存儲器存取單元163，並被寫入寄存器決162。等待A同步指令170為圖形處理單元152的內部等待指令，並且為了圖形處理單元151及圖形處理單元152的同步，等待A同步指令170被尋址到相同的寄存器對。因此，在接收圍籬A同步指令153之後，存儲器存取單元154通過圖形處理單元151及圖形處理單元152的總線接口單元與存儲器存取單元163通信。如前文所描述，圍籬指令被寫入至圖形處理單元152的圍籬寄存器。接著，在圖形處理單元152處理流程中的等待A同步指令170可被傳送到存儲器存取單元163的圍籬/等待寄存器162。因為圍籬A同步指令153已被存儲器存取單元163事先接收，所以存儲器存取單元163之後在與圍籬A同步指令153以及等待A同步指令170有關的數據之間執行比較運算。假如與圍籬A同步指令153有關的數據(從圖形處理單元151所傳送)大於或是等於與等待A同步指令170有關的數據，則圍籬/等待寄存器162導致存儲器存取單元163去釋放在圖形處理單元152中的模塊，其模塊傳送等待A同步指令170至存儲器存取單元163。如此，就這樣，圖形處理單元151以及圖形處理單元152能在多個圖形處理單元中執行上述圍籬以及等待同步程序。本發明雖以較佳實施例以及非限定範例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何本領域技術人員在不脫離本發明的精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的權利要求書所界定者為準。權利要求1.一種同步方法，適用於圖形處理單元的圖形流水線，包括步驟傳送來自第一圖形流水線模塊的圍籬指令至指定圖形處理單元流水線模塊的尋址寄存器；傳送來自第二圖形流水線模塊的等待指令至上述指定圖形處理單元流水線模塊的上述尋址寄存器；比較上述指定圖形處理單元流水線模塊的上述尋址寄存器的數據以及與上述等待指令有關的數據；以及當上述指定圖形處理單元流水線模塊的上述尋址寄存器的數據值等於或是大於與上述等待指令有關的數據值時，響應傳送來自上述第二圖形流水線模塊的上述等待指令。2.如權利要求1所述的同步方法，更包括當上述指定圖形處理單元流水線模塊的上述尋址寄存器的數據值小於與上述等待指令有關的數據值時，不響應傳送來自上述第二圖形流水線模塊的上述等待指令。3.如權利要求1所述的同步方法，還包括更新等待擱置計數器為指定指示，上述指定指示對應於進行中的上述第二圖形流水線模塊的停頓。4.如權利要求1所述的同步方法，還包括驅動上述圖形處理單元的特定組件以傳送圍籬標記至上述第一圖形流水線模塊；以及驅動上述圖形處理單元的上述特定組件以傳送等待標記至上述第二圖形流水線模塊，其中，各上述圍籬標記以及上述等待標記內所包含的部分數據至少是相同的。5.如權利要求1所述的同步方法，還包括檢測來自上述第一圖形流水線模塊或第二圖形流水線模塊的之一的接收指令的地址部分；判斷上述地址部分是否指定位於既定範圍內的地址；以及判斷來自上述第一圖形流水線模塊或第二圖形流水線模塊之一的上述接收指令是否為上述圍籬指令或是上述等待指令。6.如權利要求5所述的同步方法，還包括根據上述接收指令的指定部分尋址上述指定圖形處理單元流水線模塊的既定數目的寄存器中的一個，其中上述接收指令用以標識上述既定數目的上述寄存器中的一個。7.如權利要求1所述的同步方法，其中，上述響應傳送來自上述第二圖形流水線模塊的上述等待指令為釋放上述第二圖形流水線模塊以處理緊接在後的指令運算。8.一種同步方法，適用於根據寄存器對來同步圖形處理單元的組件，包括接收來自第一圖形處理單元模塊的圍籬指令，其中上述第一圖形處理單元模塊尋址到同步寄存器塊的既定寄存器對；放置上述圍籬指令內的數據值至上述既定寄存器對的圍籬寄存器；接收來自第二圖形處理單元模塊的等待指令，其中上述第二圖形處理單元模塊尋址到上述同步寄存器塊的上述既定寄存器對；比較上述圍籬寄存器的數據值以及與上述等待指令有關的數據值；以及當上述圍籬寄存器的數據值小於與上述等待指令有關的數據值時，停止上述第二圖形處理單元模塊。9.如權利要求8所述的同步方法，還包括當上述圍籬寄存器內的數據值大於或等於與上述等待指令有關的數據值時，認可來自上述第二圖形處理單元模塊的上述等待指令的接收。10.如權利要求9所述的同步方法，其中，上述第二圖形處理單元模塊被釋放以執行與上述等待指令無關的後續運算。11.如權利要求8所述的同步方法，還包括將與上述同步寄存器塊的上述既定寄存器對有關的等待擱置位設定為與上述第二圖形處理單元模塊正在進行的等待有關的指定邏輯狀態。12.如權利要求11所述的同步方法，其中與上述等待指令有關的上述數據值被放置在上述既定寄存器的等待寄存器對中。13.如權利要求8所述的同步方法，還包括檢查各接收指令的指定部分，以決定上述接收指令是否為上述等待指令或是上述圍籬指令。14.一種圖形處理單元的圍籬/等待同步組件，適用於內部地同步上述圖形處理單元的兩個以上的模塊，包括多個寄存器對，上述各寄存器對通過指定地址來識別，並具有圍籬寄存組件以及等待寄存組件；圍籬指令，根據上述指定地址從第一圖形處理單元模塊傳送至上述寄存器對的特定寄存器對，其中上述圍籬/等待同步組件為了上述指定地址寫入與上述圍籬指令有關的圍籬數據組件至上述圍籬寄存組件；等待指令，具有等待數據組件，上述等待數據組件由第二圖形處理單元模塊傳送至對應於上述特定寄存器對的指定地址；以及比較邏輯單元，由上述圍籬/等待同步組件執行，上述圍籬/等待同步組件比較寫入至上述圍籬寄存組件的上述圍籬數據組件以及上述等待數據組件，當上述圍籬寄存組件的上述圍籬數據組件大於或是等於上述等待數據組件時，上述第二圖形處理單元模塊被認可，並為了額外的處理運算而被釋放。15.如權利要求14所述的圍籬/等待同步組件，還包括由上述圍籬/等待同步組件執行的寄存器設定邏輯單元，其中，當上述圍籬寄存組件的上述圍籬數據組件小於上述等待數據組件時，上述圍籬/等待同步組件設定等待寄存器為等待擱置邏輯狀態。16.如權利要求15所述的圍籬/等待同步組件，其中，上述等待數據組件被寫入至與上述特定寄存器對有關的等待寄存組件。17.如權利要求16所述的圍籬/等待同步組件，其中上述圍籬/等待同步組件為存儲器存取單元。18.如權利要求14所述的圍籬/等待同步組件，當上述圍籬/等待同步組件接收到上述圍籬指令時，上述第一圖形處理單元被認可來傳送上述圍籬指令全文摘要一種圖形處理單元流水線，通過傳送來自第一模塊的圍籬指令至尋址同步寄存器對而執行同步。圍籬指令相關數據可被儲存在尋址寄存器對的圍籬寄存器。第二模塊傳送等待指令相關數據至尋址寄存器對。等待指令相關數據可與圍籬寄存器的數據相比較。當圍籬寄存器數據大於或是等於等待指令相關數據時，第二模塊被認可以傳送等待指令並釋放第二模塊以處理其它圖形運算。當圍籬寄存器數據小於等待指令相關數據時，中斷第二模塊直到後來接收的圍籬指令的數據大於或是等於等待指令相關數據，而等待指令相關數據可被寫入與尋址寄存器對有關的等待寄存器。文檔編號G06T1/20GK1991905SQ200610137498公開日2007年7月4日申請日期2006年10月26日優先權日2005年10月26日發明者約翰·柏拉勒斯,柏瑞斯·柏克潘克申請人:威盛電子股份有限公司