(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共同処理を行うための複数の処理装置との間で受け渡しされるデータを格納するためのレジスタと、このレジスタへのデータの格納及び読み出しを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記複数の処理装置の各々から出力されるデータを前記レジスタにパラレルに格納し、前記レジスタからはデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成するとともに、当該シリアルデータ中に、以前に形成されたシリアルデータから変更されたデータがある場合は当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データを、当該シリアルデータの所定部位に付加して後段処理装置に出力するように構成されている、
データ通信システム。
【請求項２】
前記制御手段が、前記レジスタに格納された単位データ長のデータのうち少なくとも一つが変更された時点で当該単位データ長のデータをシリアルに読み出して前記シリアルデータを形成するように構成されている、
請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項３】
前記制御手段が、さらに、前記後段処理装置から前記複数の処理装置の各々に出力されるべきデータを前記レジスタにパラレルに格納するとともに、格納されたパラレルのデータをすべての前記処理装置に同時期に複写伝搬させるように構成されている、
請求項１記載のデータ通信システム。
【請求項４】
連携して共同処理を行うためのＮ（Ｎは１より大きい自然数）個の処理装置の動作を調停するＭ（Ｍは１より大きい自然数）個の第１調停手段と、当該Ｍ個の第１調停手段の動作を調停する第２調停手段とを備え、
第１調停手段はＮ個の処理装置の各々から出力された単位データ長毎のデータを少なくともＮ個の処理装置分格納可能な第１レジスタを、第２調停手段はＭ個の第１調停手段の各々から出力されたデータを少なくともＭ個の第１調停手段分格納可能な第２レジスタをそれぞれ具備しており、
各レジスタにはパラレルにデータが格納され、各レジスタからはそれぞれ格納されているデータがシリアルに読み出されてシリアルデータが形成され、少なくとも第１レジスタから読み出されたシリアルデータの所定部位には、以前に形成されたシリアルデータから変更されたデータがある場合に当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データが付加されるように構成されている、
データ通信システム。
【請求項５】
共同処理を行うための複数の処理装置との間で受け渡しされるデータを格納するためのレジスタと、このレジスタへのデータの格納及び読み出しを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記複数の処理装置の各々から出力されるデータを前記レジスタにパラレルに格納し、前記レジスタからはデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成して後段処理装置に出力するように構成されるとともに、前記後段処理装置から前記複数の処理装置の各々に出力されるべきデータを前記レジスタにパラレルに格納し、格納されたパラレルのデータをすべての前記処理装置に同時期に複写伝搬させて、前記複数の処理装置に同期を取らせるように構成されている、
データ通信システム。
【請求項６】
個々の処理装置が所定の画像を細分割した分割画像に対するフレーム画像データを他の処理装置と共同して生成するように構成されている、
請求項１、４又は５記載のデータ通信システム。
【請求項７】
個々の処理装置は、所定の画像の描画処理を行う描画処理手段と、所定の画像表示命令に基づくジオメトリ処理を行う複数のジオメトリ処理手段と、これらの間に介在する画像インタフェースとを含み、
前記描画処理手段は、ジオメトリ処理手段毎に異なる描画コンテクストをその識別情報と共に記憶するためのバッファと、前記画像インタフェースからの描画指示の入力を契機に前記バッファから特定の描画コンテクストを読み出す手段とを備えるものであり、
前記複数のジオメトリ処理手段は、それぞれ前記画像表示命令に基づくジオメトリ処理を独立に行い、該処理の結果得られる描画コンテクストの識別情報を含む画像転送要求をその優先度を表す情報と共に前記画像インタフェースに送出するものであり、
前記画像インタフェースは、より優先度の高い画像転送要求を受け付けて前記描画処理手段に前記描画指示を入力するものである、
請求項１、４又は５記載のデータ通信システム。
【請求項８】
共同処理を行うための複数の処理装置との間でコンピュータネットワークを通じて受け渡しされるデータを格納するために前記コンピュータネットワーク上に設けられたレジスタへのデータの格納及び読み出しを制御するシステムであって、
前記複数の処理装置のいずれかから前記コンピュータネットワークを通じて他の処理装置宛に出力されるデータを前記レジスタにパラレルに格納する第１の手段と、
前記レジスタからデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成するとともに、当該シリアルデータ中に、以前に形成されたシリアルデータから変更されたデータがある場合は当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データを当該シリアルデータの所定部位に付加し、このシリアルデータを前記他の処理装置に向けて前記コンピュータネットワークへ送出する第２の手段とを備えてなる、
データ通信システム。
【請求項９】
共同処理を行うための複数の処理装置と、これらの処理装置の後段に位置する後段処理装置との間で行うデータ通信方法であって、
前記複数の処理装置の各々から出力された単位データ長毎のデータを所定のレジスタにパラレルに格納する段階と、
前記レジスタに格納されているデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成し、当該シリアルデータ中に、以前に形成されたシリアルデータから変更されたデータがある場合は当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データを当該シリアルデータの所定部位に付加して前記後段処理装置宛に出力する段階と、
前記後段処理装置から前記複数の処理装置の各々に出力されるべきデータを前記レジスタにパラレルに格納するとともに、格納されたパラレルのデータをすべての前記処理装置に同時期に複写伝搬させる段階とを含むことを特徴とする、
データ通信方法。
【請求項１０】
前記シリアルデータの形成を、前記レジスタにパラレルに格納された単位データ長のデータのうち少なくとも一つが以前に形成されたシリアルデータから変更された時点で当該単位データ長のデータをシリアルに読み出すことにより行うことを特徴とする、
請求項９記載のデータ通信方法。
【請求項１１】
前記複数の処理装置及び前記後段処理装置を通信機能を備えたコンピュータで構成し、いずれかのコンピュータに前記レジスタを設けるとともにこれらの処理装置をコンピュータネットワークに接続し、このコンピュータネットワークを通じてデータの受け渡しを行うことを特徴とする、
請求項９記載のデータ通信方法。
【請求項１２】
共同処理を行うための他の複数のコンピュータとの間でコンピュータネットワークを通じて受け渡しされるデータを格納するために前記コンピュータネットワーク上に設けられたレジスタへのデータの格納及び読み出しを制御する機能を備えたコンピュータをデータ通信システムとして動作させるためのコンピュータプログラムであって、
前記データ通信システムが、
前記他の複数のコンピュータのいずれかから前記コンピュータネットワークを通じて他のコンピュータ宛に出力されるデータを前記レジスタにパラレルに格納する第１の手段と、
前記レジスタからデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成するとともに、当該シリアルデータ中に、以前に形成されたシリアルデータから変更されたデータがある場合は当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データを当該シリアルデータの所定部位に付加し、このシリアルデータを前記他の処理装置に向けて前記コンピュータネットワークへ送出する第２の手段とを備えるものである、
コンピュータプログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載されたコンピュータプログラムを記録してなる、コンピュータ読みとり可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の処理装置を連携させて、より高度の情報処理を行えるようにするためのデータ通信技術に関する。
【０００２】
【発明の背景】
コンピュータなどの処理装置の高性能化に伴い、このような処理装置を用いて従来よりも高度の情報処理を行う環境が整備されてきている。最近は、処理装置の一例となる画像処理装置を複数協同で動作させて大画面の動画処理を行うことに対する期待が高まっている。
しかしながら、個々の処理装置の処理能力が高まっても、連携する処理装置間での画像データ、同期信号その他のデータの通信を適切に行わないと、各処理装置が有する能力を効果的に発揮することができない。画像処理装置の場合には、そのまま大画面の動画表示を行おうとすると、１秒あたりのコマ数が低下したり、システムダウンを起こすことも考えられる。
【０００３】
本発明は、複数の処理装置を用いてより高度の処理を行う場合のデータ通信を適切に行うことができるデータ通信システムを提供することを、その課題とする。
本発明の他の課題は、複数の処理装置を用いて共同処理を行う際に各処理装置の能力を正しく発揮させることができるデータ通信方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明のデータ通信システムは、共同処理を行うための複数の処理装置との間で受け渡しされるデータを格納するためのレジスタと、このレジスタへのデータの格納及び読み出しを制御する制御手段とを有する。
制御手段は、複数の処理装置の各々から出力されるデータを前記レジスタにパラレルに格納するとともに、前記レジスタからはデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成するとともに、当該シリアルデータ中に、直前に形成されたシリアルデータから変更されたデータがある場合は当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データを当該シリアルデータの所定部位に付加して後段処理装置に出力するように構成されるものである。
【０００５】
前記制御手段は、例えば前記レジスタに格納された単位データ長のデータのうち少なくとも一つが変更された時点で当該単位データ長のデータをシリアルに読み出して前記シリアルデータを形成するように構成する。双方向の通信を行う場合、制御手段は、後段処理装置から複数の処理装置の各々に出力されるべきデータを前記レジスタにパラレルに格納するとともに、格納されたパラレルのデータをすべての処理装置に同時期に複写伝搬させるように構成する。
【０００６】
本発明の他のデータ通信システムは、連携して共同処理を行うＮ（Ｎは１より大きい自然数）の処理装置の動作を調停するＭ（Ｍは自然数）個の第１調停手段と、当該Ｍ個の第１調停手段の動作を調停する第２調停手段とを備える。
第１調停手段は、Ｎ個の処理装置の各々から出力された単位データ長毎のデータを少なくともＮ個の処理装置分格納可能な第１レジスタ、第２調停手段はＭ個の第１調停手段の各々から出力されたデータを少なくともＭ個の第１調停手段分格納可能な第２レジスタをそれぞれ具備している。
各レジスタにはパラレルにデータが格納され、各レジスタからは、それぞれ格納されているデータがシリアルに読み出されてシリアルデータが形成されるようにする。少なくとも第１レジスタから読み出されたシリアルデータの所定部位には、変更されたデータがある場合に当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データが当該シリアルデータに付加される。
【０００７】
本発明の他のデータ通信システムは、共同処理を行うための複数の処理装置との間で受け渡しされるデータを格納するためのレジスタと、このレジスタへのデータの格納及び読み出しを制御する制御手段とを有する。制御手段は、複数の処理装置の各々から出力されるデータを前記レジスタにパラレルに格納し、前記レジスタからはデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成して後段処理装置に出力するように構成されるとともに、前記後段処理装置から前記複数の処理装置の各々に出力されるべきデータを前記レジスタにパラレルに格納し、格納されたパラレルのデータをすべての前記処理装置に同時期に複写伝搬させて、前記複数の処理装置に同期を取らせるように構成されるものである。
【０００８】
上記の各データ通信システムにおける個々の処理装置は、例えば、所定の画像を細分割した分割画像に対するフレーム画像データを他の処理装置と共同して生成するように構成される。より具体的には、所定の画像の描画処理を行う描画処理手段と、所定の画像表示命令に基づくジオメトリ処理を行う複数のジオメトリ処理手段と、これらの間に介在する画像インタフェースとを含み、
描画処理手段が、ジオメトリ処理手段毎に異なる描画コンテクストをその識別情報と共に記憶するためのバッファと、前記画像インタフェースからの描画指示の入力を契機に前記バッファから特定の描画コンテクストを読み出す手段とを備えるものとし、
複数のジオメトリ処理手段は、それぞれ前記画像表示命令に基づくジオメトリ処理を独立に行い、該処理の結果得られる描画コンテクストの識別情報を含む画像転送要求をその優先度を表す情報と共に前記画像インタフェースに送出するものとし、
画像インタフェースが、より優先度の高い画像転送要求を受け付けて前記描画処理手段に前記描画指示を入力するものとする。
「描画コンテクスト」とは画像を描画する際に必要となる素材を表すパラメータ又はパラメータセットをいう。この描画コンテクストを特定することにより、画像の内容が決まる。
【０００９】
本発明の他のデータ通信システムは、共同処理を行うための複数の処理装置との間でコンピュータネットワークを通じて受け渡しされるデータを格納するために前記コンピュータネットワーク上に設けられたレジスタへのデータの格納及び読み出しを制御するシステムであって、前記複数の処理装置のいずれかから前記コンピュータネットワークを通じて他の処理装置宛に出力されるデータを前記レジスタにパラレルに格納する第１の手段と、前記レジスタからデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成するとともに、当該シリアルデータ中に、以前に形成されたシリアルデータから変更されたデータがある場合は当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データを当該シリアルデータの所定部位に付加し、このシリアルデータを前記他の処理装置に向けて前記コンピュータネットワークへ送出する第２の手段とを備えたものである。
レジスタは、複数の処理装置のいずれかに存在してもよく、このデータ通信システム内に存在してもよい。
【００１０】
本発明は、また、共同処理を行うための複数の処理装置と、これらの処理装置の後段に位置する後段処理装置との間で行うデータ通信方法を提供する。
このデータ通信方法は、前記複数の処理装置の各々から出力された単位データ長毎のデータを所定のレジスタにパラレルに格納する段階と、
前記レジスタに格納されているデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成し、当該シリアルデータ中に、以前に形成されたシリアルデータから変更されたデータがある場合は当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データを当該シリアルデータの所定部位に付加して前記後段処理装置宛に出力する段階と、
前記後段処理装置から前記複数の処理装置の各々に出力されるべきデータを前記レジスタにパラレルに格納するとともに、格納されたパラレルのデータをすべての前記処理装置に同時期に複写伝搬させる段階とを含むことを特徴とする方法である。前記シリアルデータの形成は、例えば前記レジスタにパラレルに格納された単位データ長のデータのうち少なくとも一つが変更された時点で当該単位データ長のデータをシリアルに読み出すことにより行う。
前記複数の処理装置及び前記後段処理装置を通信機能を備えたコンピュータで構成し、いずれかのコンピュータに前記レジスタを設けるとともにこれらの処理装置をコンピュータネットワークに接続し、このコンピュータネットワークを通じてデータの受け渡しを行うようにしてもよい。
【００１１】
本発明のコンピュータプログラムは、共同処理を行うための他の複数のコンピュータとの間でコンピュータネットワークを通じて受け渡しされるデータを格納するために前記コンピュータネットワーク上に設けられたレジスタへのデータの格納及び読み出しを制御する機能を備えたコンピュータをデータ通信システムとして動作させるためのコンピュータプログラムであって、前記データ通信システムが、前記他の複数のコンピュータのいずれかから前記コンピュータネットワークを通じて他のコンピュータ宛に出力されるデータを前記レジスタにパラレルに格納する第１の手段と、前記レジスタからデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成するとともに、当該シリアルデータ中に、以前に形成されたシリアルデータから変更されたデータがある場合は当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データを当該シリアルデータの所定部位に付加し、このシリアルデータを前記他の処理装置に向けて前記コンピュータネットワークへ送出する第２の手段とを備えるものである。このようなコンピュータプログラムは、通常はコンピュータ読みとり可能な記録媒体に記録されることにより実体化される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
まず、本発明のデータ通信システムを、各々連携して共同処理を行う複数の画像処理装置を備えた統合型画像処理装置に適用した場合の実施形態を説明する。
＜全体構成＞
【００１３】
図１は、本実施形態による統合型画像処理装置の全体的な構成を示すブロック図である。この統合型画像処理装置は、４つの画像処理装置（以下、「ＧＳＢ」）１００と、各ＧＳＢ１００の後段に位置して各々の出力データを統合する統合装置（以下、「主ＭＧ」）２００と、各ＧＳＢ１００に対して同期信号（Ｖ−ＳＹＮＣ）その他の動作用データを供給するための同期回路（以下、「主ＳＹＮＣ」）３００と、装置全体の画像処理や通信手順を統括的に制御する制御装置（以下、「主ＣＰ」）４００と、すべてのＧＳＢ１００を連携させるためのネットワーク制御回路（以下、「主ＮＥＴ」）５００とを備えている。
主ＭＧ２００の出力側にはディスプレイ装置ＤＰが接続され、統合型画像処理装置による画像処理結果が表示されるようになっている。主ＳＹＮＣ３００から後述のＧＳＭ１への各種データの発出タイミングは、主ＭＧ２００によって制御される。主ＣＰ４００には、主ＭＧ２００、外部記憶装置４１０及び主ＮＥＴ５００が接続されている。
各ＧＳＢ１００、主ＭＧ２００、主ＳＹＮＣ３００、主ＣＰ４００、主ＮＥＴ５００は、それぞれ、プロセッサ及びメモリのような半導体デバイスを含む電子回路又はその組合せによって構成されている。
【００１４】
＜ＧＳＢ＞
ＧＳＢ１００は、それぞれ入力された画像データ列に対応するフレーム画像データを生成する４つの情報処理装置（以下、「ＧＳＭ」）１と、ＧＳＭ１の各々から出力されるフレーム画像データをマージして一つのフレーム画像データとし、これを後段処理に出力するマージャ（以下、「従ＭＧ」）３と、各ＧＳＭ１に同期信号（Ｖ−ＳＹＮＣ）その他の動作用データを供給するための同期回路（以下、「従ＳＹＮＣ」）４と、各ＧＳＭ１による画像処理や通信手順を制御する制御装置（以下、「従ＣＰ」）５と、同一ＧＳＢ内のすべてのＧＳＭ１及び他のＧＳＢのＧＳＭ１との連携をとるためのネットワーク制御回路（以下、「従ＮＥＴ」）６を備えている。フレーム画像データは、ディスプレイ装置ＤＰに画像を表示できるようにするためのもので、フレーム内の各座標のＲＧＢ値、フレームの透明度を表すα値、フレームを複数マージする際に何層目に該当するかを表すＺ値を含んでいる。
【００１５】
各ＧＳＭ１は、同期回路（以下、「ＳＹＮＣ・ＧＳＭ」）２を備えており、このＳＹＮＣ・ＧＳＭ２から、内部の動作タイミングとなる同期信号が内部回路に供給されるようになっている。
従ＭＧ３及び主ＭＧ２００は、出力すべきフレーム画像データを一時的に格納するためのデータレジスタを備えている。
【００１６】
従ＣＰ５は、入力された画像データ列を４分配するデマルチプレクサ（図示省略）を備えており、４つのＧＳＭ１のそれぞれに、生成対象となる動画像についての画像データ列を分配する。分配の形態については、本装置を使用するアプリケーションに応じて、種々の形態がある。例えば最終的に表示すべき画像をその範囲について４分割したものとしても良いし、最終的に表示すべき画像で重ね合わせて表示されるそれぞれの層を表示するための画像データ列に４分割することもできる。或いは、４フレーム分の画像データを一まとめとし、これを４分割したものとしても良い。
【００１７】
従ＮＥＴ６は、画像データ列の一部又は全部を相互に他のＧＳＢに受け渡すための回路である。画像データ列の受け渡しは、主として、画像処理におけるＧＳＢ間での処理負担のバランスをとるために行われる。
【００１８】
なお、従ＭＧ３におけるマージは、ＧＳＢ全体の動作を司る絶対時間軸に同期して行われる。すなわち、絶対時間軸に同期したタイミングで入力されている複数のフレーム画像データをマージして一つのフレーム画像データを生成する。
【００１９】
各ＧＳＢ１００には、画像データ列（従ＣＰ５経由主ＣＰ４００より）と画像処理を開始する旨の合図となるトリガ（従ＳＹＮＣ４経由、主ＳＹＮＣ３００より）とが供給されるようになっている。トリガにより、各ＧＳＭ１は画像データ列に対する画像処理を一斉に開始する。
【００２０】
ＳＹＮＣ・ＧＳＭ２、従ＳＹＮＣ４、主ＳＹＮＣ３００は、それぞれデータレジスタ及び複数のカウンタを内蔵している。各カウンタもカウント値を保持するためのレジスタを内蔵しており、カウント値が特定の値に達したときに割込処理を起こすようになっている。第１のカウンタは、複数のＧＳＭ１間で同期動作を行うための同期信号数を計測するカウンタであり、入力される同期信号（「Ｖ−ＳＹＮＣ」）の立ち下がりでカウントアップする。Ｖ−ＳＹＮＣは、バスのクロックとは非同期であるため、Ｖ−ＳＹＮＣを第１クロックでサンプルして使用している都合により、カウントアップのタイミングがＧＳＭ間で第１クロック分ずれる可能性がある。カウント値は主ＣＰ４００からのリセット信号でリセットされるが、このリセット信号は、カウンタモジュールの非同期クリア端子に接続されている。そのために、第１クロックを基準として見ると、ＧＳＭ間で１クロックのゆらぎが出る可能性があるのである。
第２のカウンタは、Ｖ−ＳＹＮＣ間のより高精度な時間計測を行うためのアップカウンタである。Ｖ−ＳＹＮＣの立ち下がりを検出して、毎回強制的にゼロリセットされる。
【００２１】
＜ＧＳＭ＞
ＧＳＭ１は、ＳＹＮＣ・ＧＳＭ２におけるＶ−ＳＹＮＣのタイミングで、画像データ列に対応するフレーム画像データを生成する。画像データ列をなす個々のデータは、主ＣＰ４００に接続されている外部記憶装置４１０から読み出されて供給されるデータであり、所定の処理をなされることによってフレーム画像データとなるものである。
【００２２】
本実施形態の統合型画像処理装置において、ＧＳＭ１は画像処理の中枢を担う。本実施形態によるＧＳＭ１の機能構成を図２に詳細に示す。
図２において、ＧＳＭ１は、メインバスＢ１とサブバスＢ２の２本のバスを有している。これらのバスＢ１，Ｂ２は、バスインタフェースＩＮＴを介して互いに接続され又は切り離されるようになっている。メインバスＢ１には、マイクロプロセッサやＶＰＵ０（ＶＰＵ：Ｖｅｃｔｏｒ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：ベクトル処理装置、以下、「第１ＶＰＵ」）２０を含んで構成されるメインＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）で構成されるメインメモリ１１、メインＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１２、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）デコーダ（ＭＤＥＣ）１３、ＶＰＵ１（以下、「第２ＶＰＵ」）２１、および第１ＶＰＵ２０及び第２ＶＰＵ２１の調停器として機能するＧＩＦ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ  Ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）３０が接続され、さらに、ＧＩＦ３０を介して描画処理手段（「ＧＳ」）３１が接続される。ＧＳ３１には、フレーム画像データ（ビデオ出力）を生成するＣＲＴＣ（ＣＲＴ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）３３が接続される。従ＭＧ３へのフレーム画像データの出力は、このＣＲＴＣ３３からなされる。
【００２３】
メインＣＰＵ１０は、起動時にサブバスＢ２上のＲＯＭ１７から、バスインタフェースＩＮＴを介して起動プログラムを読み込み、その起動プログラムを実行してオペレーティングシステムを動作させる。また、複数の基本図形（ポリゴン）で構成された３次元オブジェクトデータ（ポリゴンの頂点（代表点）の座標値など）に対して、第１ＶＰＵ２０と共同してジオメトリ処理を行う。メインＣＰＵ１０内には、第１ＶＰＵ２０との協同処理結果を一時的に保持しておくためのＳＰＲ（Ｓｃｒａｔｃｈ  Ｐａｄ  ＲＡＭ）と呼ばれる高速メモリが設けられている。
第１ＶＰＵ２０は、浮動小数点の実数を演算する複数の演算素子を有し、これらの演算素子によって並列に浮動小数点演算を行う。すなわち、メインＣＰＵ１０と第１ＶＰＵ２０は、ジオメトリ処理のうちのポリゴン単位での細かな操作を必要とする演算処理を行う。そして、この演算処理により得られた頂点座標列やシェーディングモード情報等のポリゴン定義情報をその内容とするディスプレイリストを生成する。
【００２４】
ポリゴン定義情報は、描画領域設定情報とポリゴン情報とからなる。
描画領域設定情報は、描画領域のフレームバッファアドレスにおけるオフセット座標と、描画領域の外部にポリゴンの座標があった場合に、描画をキャンセルするための描画クリッピング領域の座標からなる。
ポリゴン情報は、ポリゴン属性情報と頂点情報とからなり、ポリゴン属性情報は、シェーディングモード、αブレンディングモード、およびテクスチャマッピングモード等を指定する情報であり、頂点情報は、頂点描画領域内座標、頂点テクスチャ領域内座標、および頂点色等の情報である。
【００２５】
第２ＶＰＵ２１は、第１ＶＰＵ２０と同様のもので、浮動小数点の実数を演算する複数の演算素子を有し、これらの演算素子で並列に浮動小数点演算を行う。また、演算結果をその内容とするディスプレイリストを生成する。
【００２６】
第１ＶＰＵ２０及び第２ＶＰＵ２１は同一構成であるが、それぞれ異なる内容の演算処理を分担するジオメトリエンジンとして機能する。通常、第１ＶＰＵ２０には複雑な挙動計算が要求されるキャラクタの動き等の処理（非定型的なジオメトリ処理）を割り当て、第２ＶＰＵ２１には単純であるが多くのポリゴン数が要求されるオブジェクト、例えば背景の建物等の処理（定型的なジオメトリ処理）を割り当てる。また、第１ＶＰＵ２０はビデオレートに同期するマクロな演算処理を行い、第２ＶＰＵ２１はＧＳ３１に同期して動作できるようにしておく。このために、第２ＶＰＵ２１はＧＳ３１と直結するダイレクトパスを備えている。逆に、第１ＶＰＵ２０は複雑な処理のプログラミングが容易になるように、メインＣＰＵ１０内のマイクロプロセッサと密接合される。
第１ＶＰＵ２０及び第２ＶＰＵ２１により生成されたディスプレイリストは、ＧＩＦ３０を介してＧＳ３１に転送される。
【００２７】
ＧＩＦ３０は、第１ＶＰＵ２０及び第２ＶＰＵ２１で生成されるディスプレイリストをＧＳ３１に転送する際に衝突しないように調停（Ａｒｂｉｔｅｒ）する。本実施形態では、これらのディスプレイリストを優先度の高いものから順に調べ、上位のものからＧＳ３１に転送する機能をＧＩＦ３０に付加している。ディスプレイリストの優先度を表す情報は、通常は、各ＶＰＵ２０，２１がディスプレイリストを生成する際に、そのタグ領域に記述されるが、ＧＩＦ３０において独自に判定できるようにしても良い。
ＧＳ３１は、描画コンテクストを保持しており、ＧＩＦ３０から通知されるディスプレイリストに含まれる画像コンテクストの識別情報に基づいて該当する描画コンテクストを読み出し、これを用いてレンダリング処理を行い、フレームバッファ３２にポリゴンを描画する。フレームメモリ３２は、テクスチャメモリとしても使用できるため、フレームバッファ上のピクセルイメージをテクスチャとして、描画するポリゴンに貼り付けることができる。
【００２８】
メインＤＭＡＣ１２は、メインバスＢ１に接続されている各回路を対象としてＤＭＡ転送制御を行うとともに、バスインタフェースＩＮＴの状態に応じて、サブバスＢ２に接続されている各回路を対象としてＤＭＡ転送制御を行う。
ＭＤＥＣ１３は、メインＣＰＵ１０と並列に動作し、ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式あるいはＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）方式等で圧縮されたデータを伸張する。
【００２９】
サブバスＢ２には、マイクロプロセッサを含んで構成されるサブＣＰＵ１４、ＲＡＭで構成されるサブメモリ１５、サブＤＭＡＣ１６、オペレーティングシステムなどのプログラムが記憶されているＲＯＭ１７、サウンドメモリ４１に蓄積された音データを読み出してオーディオ出力として出力する音声処理装置（ＳＰＵ（Ｓｏｕｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ））４０、データの送受信を行う通信制御部（ＡＴＭ）５０、入力部７０が接続されている。
ＳＹＮＣ・ＧＳＭ２は、このサブバスＢ２に接続され、従ＮＥＴ６は、ＡＴＭ５０に接続される。
【００３０】
入力部７０は、外部から画像データを入力するためのビデオ入力回路７３、外部から音声データを入力するためのオーディオ入力回路７４を有している。
この実施形態では、ビデオ入力回路７３を介して、従ＣＰ５（主ＣＰ４００から分配されたもの）より画像データ列が入力される。サブＣＰＵ１４は、ＲＯＭ１７に記憶されているプログラムに従って各種動作を行う。サブＤＭＡＣ１６は、バスインタフェースＩＮＴがメインバスＢ１とサブバスＢ２を切り離している状態においてのみ、サブバスＢ２に接続されている各回路を対象としてＤＭＡ転送などの制御を行う。
【００３１】
＜データ通信システム＞
次に、統合型画像処理装置に含まれるデータ通信システムの部分を説明する。
まず、データ通信の概念を図３〜図５を参照して説明する。
図３は、ＧＳＢ１００（ＧＳＭ１）から主ＭＧ２００方向のデータ通信の形態であり、図４は、その詳細説明図である。図５は、主ＳＹＮＣ３００からＧＳＭ１方向のデータ通信の形態である。ここでは、ＧＳＢ１００から主ＭＧ２００へはＧＳＭ１の画像処理の結果であるフレーム画像データを送出し、主ＳＹＮＣ３００からＧＳＭ１へは、Ｖ−ＳＹＮＣを送出する場合の例を挙げる。
【００３２】
図３に示されるように、各ＧＳＢ１００の内部では、パラレル通信が行われる。すなわち、４つのＧＳＭ１で、各々所定サイズ（例えば１６ビット）のフレーム画像データｇ（１６）が生成され、各ＧＳＭ１の内部レジスタＤ１に逐次記録される。これらのフレーム画像データｇ（１６）は、パラレル通信によって従ＭＧ３に送信される。従ＭＧ３は、それぞれ受信したフレーム画像データｇ（１６）を内部レジスタＤ２に格納する。これにより、ＧＳＭ１が多くなっても、従ＭＧ３側で、迅速にフレーム画像データを受信できるようになる。従ＭＧ３の内部レジスタＤ２に格納される４つのフレーム画像データｇ（１６）のサイズが「単位データ長」である。
第１ＧＳＢ内のフレーム画像データｇ００（１６）〜ｇ０３（１６）、第２ＧＳＢ内のフレーム画像データｇ１０（１６）〜ｇ１３（１６）、第３ＧＳＢ内のフレーム画像データｇ２０（１６）〜ｇ２３（１６）、第４ＧＳＢ内のフレーム画像データｇ３０（１６）〜ｇ３３（１６）が、それぞれ単位データ長となる。
【００３３】
ＧＳＢ１００から主ＭＧ２００へは、シリアル通信によってフレーム画像データが送信され、主ＭＧ２００の内部レジスタＤ３に格納される。すなわち、図４上段右側に示されるように、各ＧＳＢ１００の従ＭＧ３の内部レジスタＤ２からフレーム画像データを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成し、これを逐次、主ＭＧ２００の内部レジスタＤ３に格納する。これにより、ＧＳＢ１００と主ＭＧ２００との間の通信路の容量を節約することができる。シリアル通信に際しては、前回の内部レジスタＤ２に格納されたデータから変更されたデータがどれかを調べ、そのデータを識別するための補助データ（位置情報、データの種類等）を生成する。そして、この補助データを、シリアルデータの所定部位に付加して主ＭＧ２００に出力する。図４の例では、それぞれ先頭のヘッダ部分に４ビットの補助データＨ（４）を付加している。
内部レジスタＤ２に格納されているフレーム画像データの読み出しタイミングは、少なくとも一つのフレーム画像データが変更された時点とし、無用なデータ通信を抑制している。
【００３４】
主ＳＹＮＣ３００から各ＧＳＭ１へは、Ｖ−ＳＹＮＣが配信され、画像処理の同期が図られるようになっている。図５は、この様子を示している。各ＧＳＭ１へは、パスによって、その宛先を特定できるようになっており、従ＳＹＮＣ４は、データ仲介にのみ用いられる。主ＳＹＮＣ３００は、配信すべきデータ（Ｖ−ＳＹＮＣ）を内部レジスタにパラレルに格納しておき、この格納されたパラレルのデータを、４つのＧＳＢ１００内の従ＳＹＮＣ４の内部レジスタに同時期に複写させ、各従ＳＹＮＣ４を通じて、当該ＧＳＢ１００内のすべてのＧＳＭ１のレジスタに同時期に複写させる。このようにして、複写伝搬を実現する。
【００３５】
上記のデータ通信において、フレーム画像データが記録されるＧＳＭ１の内部レジスタＤ１は、フレームメモリ３２等であり、Ｖ−ＳＹＮＣが複写されるレジスタは、上記の第１カウンタが備える内部レジスタである。内部レジスタＤ１へのデータ記録は、メインＣＰＵ１０により制御される。
各ＧＳＭ１の内部レジスタＤ１からフレーム画像データを読み出す処理、読み出したデータのパラレル通信は、主ＣＰ４００の監視下にある従ＭＧ３が行う。従ＭＧ３は、各ＧＳＭ１の動作を調停する第１調停手段としても機能する。
各ＧＳＭ１から送られるフレーム画像データを一時的に記録しておくための内部レジスタＤ２は、従ＭＧ３内に備えられる。内部レジスタＤ２の容量は、少なくとも各ＧＳＭ１から出力された各々のデータを同時期に格納できる容量である。
この従ＭＧ３の内部レジスタＤ２へのフレーム画像データの記録は、従ＣＰ５により制御される。他方、各ＧＳＢ１００が備える従ＭＧ３の内部レジスタＤ２からのデータ読み出し、補助データの生成、主ＭＧ２００へのシリアル通信は、主ＣＰ４００の監視下にある主ＭＧ２００が行う。主ＭＧ２００は、各ＧＳＢ１００の動作を調停する第２調停手段としても機能する。
各ＧＳＢ１００から送られるフレーム画像データを一時的に記録しておくための内部レジスタＤ３は、主ＭＧ２００内に備えられる。内部レジスタＤ３の容量は、少なくとも各ＧＳＢ１００から出力された各々のデータを同時期に格納できる容量である。
【００３６】
＜データ通信方法＞
次に、統合型画像処理装置で、実際に行うデータ通信方法について説明する。図６及び図７はその手順説明図である。
図６は、ＧＳＭ１で生成されたフレーム画像データを主ＭＧ２００に送出する際の手順図である。
ＧＳＭ内処理が終了すると、各ＧＳＢ１００では、各ＧＳＭ１から出力されるデータを従ＭＧ３にパラレルに格納する（ステップＳ１１：Ｙｅｓ、Ｓ１２）。すべてのＧＳＭ１からのデータ格納が済んだ場合は、既に格納されているデータとの間に変更があるかどうかを調べる（ステップＳ１３：Ｙｅｓ、Ｓ１４）。変更がある場合は、そのデータが対応する単位データ長データのどこに位置するかを調べ、そのデータを識別するための補助データを作成する（ステップ１４：ＹＥＳ、ステップＳ１５）。また、格納されているデータをシリアルに読み出してシリアルデータを形成し、補助データを当該シリアルデータの所定部位に付加して、主ＭＧ２００宛にシリアルに出力する（ステップＳ１６）。図４に示される例では、シリアルデータ内で変更されたデータを表す補助データが、当該シリアルデータの先頭部位に付加されている。
以上の処理をすべてのＧＳＢ１００において行う。これにより、主ＭＧ２００には、すべてのＧＳＢ１００のすべてのＧＳＭ１で処理されたフレーム画像データが格納され、ディスプレイ装置ＤＰに随時表示できるようになる。
【００３７】
図７は、主ＳＹＮＣ３００から各ＧＳＭ１にＶ−ＳＹＮＣ等のデータ配信を行う場合の手順説明図である。
ＧＳＭ宛のデータが発生した場合は、各ＧＳＭ宛のデータを主ＳＹＮＣ３００の内部レジスタにパラレルに格納する（ステップＳ２１：Ｙｅｓ、Ｓ２２）。そして、格納されたパラレルのデータを４つの従ＳＹＮＣ４の内部レジスタに同時期に複写伝搬させ、さらに、各ＧＳＢ内の４つのＧＳＭ１に同じデータを同時期に複写伝搬させる（ステップＳ２３）。このようにして、１６個のＧＳＭ１へ矛盾なく同一のデータが伝搬される。すべてのＧＳＭ１に同時期に同一データが複写伝搬されるので、これらのＧＳＭ１で共同処理する場合には、効果的な手法となり得る。
【００３８】
このようにして、複数のＧＳＭ１で共同で処理を行う場合の調整を図り、大画面の画像を表示する場合であっても、そのための処理を円滑に行うことができ、より高画質の大画面の画像を得ることができる。
なお、個々のＧＳＭ１で連携をとりながら描画処理を行う必要がある場合は、主ＮＥＴ５００を通じて各ＧＳＢ１００の従ＮＥＴ６に指示を出し、矛盾が発生しないように調整を図る。
【００３９】
以上の説明のように、本実施形態の統合型画像処理装置では、複数のＧＳＭ１から出力されるフレーム画像データをパラレルに格納しておき、主ＭＧ２００へは、フレーム画像データをシリアルに読み出してシリアルデータとなし、このシリアルデータの先頭部位には補助データを付加するようにしたので、データ通信に要する通信路の容量を節約しつつ、変更されたデータを直ちに識別できるようになる利点がある。
主ＳＹＮＣ３００からは、１内部レジスタ分のデータ（Ｖ−ＳＹＮＣ）がすべてのＧＳＭ１に同時期に複写伝搬されるので、複数のＧＳＭ１を矛盾なく同時期に動作開始させることができる。
【００４０】
４つのＧＳＢ１００で生成されたフレーム画像データの各出力は、各ＧＳＢの絶対時間軸を基準として行われる。しかしながら、これらの絶対時間軸は、各ＧＳＢ固有のものなので、そこからの出力に若干のバラツキがある。これは、各ＧＳＢ１００の絶対時間軸は、統合型画像処理装置の全体から見ると、相対時間軸となることを意味する。そこで、主ＳＹＮＣ３００による上記のデータ通信を用いることにより、統合型画像処理装置固有の時間軸に上述の各相対時間軸を一致させることが容易となる。これにより、主ＭＧ２００にてマージされたデータは、統合型画像処理装置が有する絶対時間軸に統合されたものとなる。
【００４１】
なお、この実施形態では、マージを行う際に、あるＧＳＢ１００からのフレーム画像データが欠けていた場合には、主ＭＧ２００は、欠けている画像信号をそのままに、その絶対時間軸に添ってマージする。生成されたフレーム画像データは、出力されてディスプレイ装置ＤＰ上に表示される。複数のＧＳＭ１を用いて画像を生成するため、大画面の画像を表示する場合でも画像処理を円滑に行うことができ、より高画質の大画面の画像を得ることができる。
【００４２】
また、本実施形態では、主ＣＰ４００と従ＣＰ５を同じ構成で用いることができ、主ＭＧ２００と従ＭＧ３も同じ構成で用いることができる。そのため、簡易な設計手法で、高度な画像処理、例えば高画質な大画面画像を得ることができる。また、各ＧＳＢ１００内のＧＳＭ１の数や、ＧＳＢ１００の数は任意に増減させることができる。その数は、画質とコストのトレードオフにより決定すれば良く、設計上のしばりが少ない。例えばＧＳＭ１を増加させると、コストはかかるもののより高画質の映像が得られるようになる。
【００４３】
また、本実施形態では、画像処理を行う際のデータ通信技術について説明したが、このデータ通信技術は、画像処理以外の他の種類の情報処理、例えば音響生成処理に適用することもできる。これによると、例えばオーケストラの演奏のような高精細、高品位の音の生成も可能となる。この場合は、音響生成のためのデータも、各ＧＳＭ１で個々に処理することになる。また、画像処理と音響生成とをリンクさせて、複合的な処理を行う形態も考えられる。図２に示したように、本実施形態のＧＳＭ１によれば、その処理は可能である。音響生成を伴う場合、これにより得られた音響データは、所定のスピーカから出力音を出力させるための信号となり、上述の従ＭＧ３、主ＭＧ２００によって、上述のフレーム画像データと同期させて出力するようにする。なお、各ＧＳＭ１への音声データの入力は、図２におけるオーディオ入力回路７４から行い、音声データの出力は、ＳＰＵ４０から行うことになる。
【００４４】
［第２実施形態］
第１実施形態では、各々連携して共同処理を行う複数の画像処理装置を備えた統合型画像処理装置に含まれるデータ通信システムの例について説明したが、本発明は、ネットワーク型のデータ通信システムとして実施することも可能である。
すなわち、各々がまったく異なる場所に設置されている複数の情報処理端末をインターネット等のコンピュータネットワークを介して接続し、これらを本発明にいう処理装置、調停手段、レジスタ及び制御手段として動作させるとともに、これらの情報処理端末の間で、コンピュータネットワークを通じて相互にデータの送受を行うことによっても実現することが可能である。
【００４５】
この場合の複数の情報処理端末のいくつかは第１実施形態で説明したＧＳＢ１００として動作する。さらにいくつかの情報処理端末は、各ＧＳＢ１００として動作する情報処理端末の出力データを統合する主ＭＧ２００の機能、各ＧＳＢ１００に対して同期信号（Ｖ−ＳＹＮＣ）その他の動作用データを供給するための主ＳＹＮＣ３００の機能、画像処理や通信手順を統括的に制御する主ＣＰ４００の機能、すべてのＧＳＢ１００を連携させるための主ＮＥＴ５００の機能をそれぞれ分担して備えるようにする。
主ＭＧ２００として動作する情報処理端末の出力側にはディスプレイ装置が接続されるようにする。また、主ＳＹＮＣ３００からＧＳＭ１００への各種データの発出タイミングは、主ＭＧ２００によって制御されるようにする。さらに、主ＣＰ４００として動作する情報処理端末には、主ＭＧ２００として動作する情報処理端末、外部記憶装置及び主ＮＥＴとして動作する情報処理端末が接続されるようになっている。
このようなネットワーク型のデータ通信システムの動作は、第１実施形態の場合と同様となる。
【００４６】
［第３実施形態］
本発明は、共同処理を行うための複数の処理装置、例えば上記のＧＳＭとの間でコンピュータネットワークを通じて受け渡しされるデータを格納するためにこのコンピュータネットワーク上に設けられたレジスタへのデータの格納及び読み出しを制御するデータ通信システムとして実施することも可能である。
このようなデータ通信システムは、例えばコンピュータネットワークに接続可能なサーバと、そのサーバがアクセス可能な外部記録装置とを備えて構成する。サーバ（それに搭載されているＣＰＵ）は、所定の記録媒体に記録されているコンピュータプログラムを読み込んで実行することにより、外部記録装置にデータ通信用のレジスタを形成するとともに、サーバ内に主制御部としての機能を形成する。
主制御部は、二つの機能モジュールを備えるものである。
第１の機能モジュールは、いずれかのＧＳＭからコンピュータネットワークを通じて他のＧＳＭその他の情報処理端末宛に出力されるデータを取得して上記のレジスタにパラレルに格納する機能を有するものである。
第２の機能モジュールは、上記のレジスタからデータを単位データ長毎にシリアルに読み出してシリアルデータを形成するとともに、当該シリアルデータ中に、以前に形成されたシリアルデータから変更されたデータがある場合は当該変更されたデータがどれかを識別するための補助データをシリアルデータの所定部位に付加し、このシリアルデータを他のＧＳＭその他の情報処理端末に向けてコンピュータネットワークへ送出する機能を有するものである。
このような構成のデータ通信システムの動作は、制御部が主体となってレジスタへのデータの格納及び読み出しを制御する以外は、第１及び第２実施形態の場合と同じであり、これによって、複数のＧＳＭで共同処理を行うときの矛盾を回避できるようになる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、複数の処理装置を用いた場合であっても矛盾なく処理を行えるようになる。処理装置が画像処理装置の場合は、複数のフレーム画像データを同時に出力可能となり、これにより従来より高画質の大画面映像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る統合型画像処理装置のブロック図。
【図２】ＧＳＭの機能構成図。
【図３】ＧＳＢと主ＭＧとの間で行うデータ通信形態の概念図。
【図４】データ通信形態の詳細説明図。
【図５】主ＳＹＮＣから各ＧＳＭへ、Ｖ−ＳＹＮＣやトリガ等のデータが配信される様子を示した説明図。
【図６】ＧＳＭで生成されたフレーム画像データを主ＭＧに送出する際の手順説明図。
【図７】主ＳＹＮＣからＧＳＭにＶ−ＳＹＮＣ等のデータ配信を行う際の手順説明図。
【符号の説明】
１００  画像処理装置（ＧＳＢ）
２００  統合装置（主ＭＧ）
３００  同期回路（主ＳＹＮＣ）
４００  制御装置（主ＣＰ）
５００  ネットワーク制御回路（主ＮＥＴ）
１      ＧＳＭ
２      ＳＹＮＣ・ＧＳＭ
３      従ＭＧ
４      従ＳＹＮＣ
５      従ＣＰ
６      従ＮＥＴ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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