CN101322115A - Tv-pc体系结构 - Google Patents

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CN101322115A CNA2006800449387A CN200680044938A CN101322115A CN 101322115 A CN101322115 A CN 101322115A CN A2006800449387 A CNA2006800449387 A CN A2006800449387A CN 200680044938 A CN200680044938 A CN 200680044938A CN 101322115 A CN101322115 A CN 101322115A
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Abstract

一种设备包括至少第一硬件部件(AP1)和第二硬件部件(AP2)。第一部件和第二部件的每一个包括各自的处理单元(CPU-1,CPU-2)和连到各自存储单元(MEM-1,MEM-2)的各自的信号连接,该存储单元用于提供程序代码到各自部件的处理单元。该设备还包括第三硬件部件(AP3),其包括至少一个***单元,充当数据的源和/或目的地。该设备的第四硬件部件包括一个I/O网络(AP-4),用于使得能够在第一配置数据的控制下进行第一和第三部件的单元之间的通信,和用于使得能够在不同的第二配置数据的控制下进行第二和第三部件的单元之间的通信。

Description

TV-PC体系结构
发明领域
本发明涉及一种具有两个处理部件的设备。本发明还涉及一种处理组件(assembly),其具有一处理部件和到另一个处理部件的连接。
发明背景
最近十年来,个人计算机(PC)的不断增加的能力以及诸如音频和视频的数字内容的不断增加的可用性,已经导致PC和传统消费电子(CE)设备之间的聚合,传统消费电子(CE)设备诸如是呈现设备,如电视机或环绕放大器,和存贮设备,比如VCR、可重写的光存贮设备、或专用硬盘记录器。运行在PC上的软件体系结构的例子是基于Windows XP的专门版本的微软的多媒体中心。PC是基于传统的PC体系结构,该体系结构在现代PC中使用PCI-express作为在端点之间的主要输入/输出(I/O)体系结构(互连)。端点可以仅仅是电路,诸如图形IC、千兆比特以太网控制器、存储器IC等等,但也可以是到其它子网络的桥,如USB、传统的PCI总线、SATA等等。典型地,在多媒体PC中,可被直接地或经由PCI-express间接地访问的设备(硬件单元)包括至少TV调谐器、音频调谐器、光存贮设备、和硬盘(例如,经由SATA)。
图1显示典型的基于PCI Express的PC体系结构。PCI Express使用单元(有时也称为设备)之间的点对点连接。所显示的是单元PE1到PE6。每个连接包括2n(n>=0)条双重的单向路径。具有单个单向路径的连接被称为x1,具有两个单向路径的连接被称为x2,具有四个单向路径的连接被称为x4等等。交换机,诸如S0和S1,被使用到分级结构(hierarchical)网络。交换机的特定形式是所谓的根复合体(root complex)RC,它是***的头或根。根复合体支持到另一个设备的至少一个连接,但典型地它支持几个连接。那些连接的每个连接形成单独的分级结构域。在所述域之间是否有可能通信(和到什么程度)由根复合体的特定实现决定。根复合体的PCI Express连接之一是连到***中的主要的交换机S0。从交换机S0看,根复合体是上游。交换机S0典型地支持几个下游PCI express连接,其中的某些可被连接到另外的交换机,诸如S1。(除根复合体之外)交换机大多数被牵涉到支持在根复合体与下游***设备之一间的流(下游是离开根复合体)。在交换机下游的两个***设备之间的对等通信是例外。在那种情形下,它被交换机管理。被连接到桥或根复合体的某些设备实际上可以是例如到PCI或USB的桥,其被显示为BR。在每个PCI express***中,只有一个根复合体RC,它也负责***,包括交换机的配置。该配置覆盖了许多方面,诸如在PCI express网络中存在的单元的枚举(确定该单元存在和它们的功能)、支持单元的热***、配置虚拟信道、端口仲裁表、功率管理、错误报告等等。大多数PC台式机为I/O(输入/输出)使用两个主要IC、一个GMCH(图形和存储器控制器集线器)和一个ICH(I/O控制器集线器)。在PCI Express体系结构上这些IC的通常映射是把根复合体集成到GMCH中,并把存储器MEM和图形子***GRAPH直接连接到GMCH(=根复合体),如图1所示。处理器CPU还被直接连接到根复合体。ICH因而集成了主要的交换机S0
使用基于PCI express的多媒体PC,通常给出足够的带宽和功能性(例如,支持等时的流)以有效地支持通常存在于PC中的多媒体应用(例如,游戏)以及CE应用,比如观看带有环绕声的HD TV。然而实际上,PC和CE设备(在特定的TV中)具有不同的源,其仍旧被反映在当前的设备中。例如,图形处理有不同的性质。在PC中,传统上是应用程序在每当有改变时提供用于窗口的像素输入。图形***为每个屏幕像素确定它源自于哪个窗口和它的值应当是多少(逆映射)。在TV中,传统上,整个图像以固定的速率改变(例如,每秒25帧)。图形***为此而设计,以及不断地将输入像素映射到屏幕像素上,同时执行所有种类的视频处理,诸如缩放。两种类型的图形处理都已经达到高水平的完善度,其中传统的PC图形在处理3D游戏方面占优势,而高端TV图形在处理HD电视信号与实时视频变换/缩放方面占优势。在TV与PC之间存在许多额外的差别,例如PC总是开放的和被合并许多应用。这已经导致相对地大重量级的(heavy-weight)操作***,它们在启动(boot)时固有地是缓慢的。开放性和具有不可预知的互动的许多应用使得PC更易于崩溃。TV传统上是封闭的,具有相当少的应用,因此具有较短的启动时间,更易响应于用户输入,并且不太容易崩溃。
已作出某些尝试,让多媒体PC在响应性和可靠性方面更像CE设备那样地执行。例如,已知有支持双模式启动的多媒体PC。在第一模式下,非常有限的功能性可用,典型地设备只执行音频功能性。视窗操作***没有启动,而是从ROM启动一简单的操作***。这减小了启动时间,对用户输入的响应性和可靠性。如果用户想要高级的功能(典型地需要图像),则全PC在第二模式下启动。第一模式因此使用了第二模式的一个子集。该***具有一个处理器,它根据模式而被装载软件。该模式是互斥的。
发明概要
本发明的目的是提供一种改进的用于支持两组处理要求的体系结构。
为了满足本发明的目的,设备包括至少第一硬件部件和第二硬件部件,其中第一部件和第二部件的每一个包括各自的处理单元和连到各自存储单元的各自的信号连接,所述存储单元用于提供程序代码到各自部件的处理单元;
该设备还包括:第三硬件部件,包括至少一个***单元,充当数据的源和/或目的地;以及第四硬件部件,包括一个I/O网络,用于使得能够在第一配置数据的控制下进行第一和第三部件的单元之间的通信,和用于使得能够在不同的第二配置数据的控制下进行第二和第三部件的单元之间的通信。这样,产生一种具有两个处理部件的体系结构,每个处理部件可以以特定的功能性为目标,其中***设备可以容易地被共享。每个处理部件是在各自配置数据的控制下访问***设备。并不要求每个部件具有它自己的***设备。第一或第二部件是包括单个处理核、具有多个核的单个处理器、还是包括多个处理器(可能每个具有多个核),这对于本发明是无关的。由处理单元和关联的程序来定义一个部件。
如在权利要求2中描述的,这个体系结构允许第一和第二部件可以互相独立地运行,以及其中该设备被安排成选择性地在至少以下模式下运行:
第一模式,其中使用第一部件以及至少部分的第三和第四部件,第四部件在第一配置数据的控制下运行,或
第二模式,其中使用第二部件以及至少部分的第三和第四部件,第四部件在第二配置数据的控制下运行。
例如,在第一部件提供PC功能性而第二部件提供TV功能性的情形下,用户可以在该设备加电时决定他想要做什么(例如,纯粹只观看电视,或是执行其它操作,诸如浏览互联网,管理MP3歌曲库等等)。该设备然后激活与用户的指令相关联的处理部件。
如在权利要求3中描述的,该体系结构还使能在共享模式下运行,其中使用第一部件、第二部件、第三部件和第四部件。在这个模式下,两个处理部件的电源被连接。两者都可以执行专门的操作,使得可以达到更高质量的性能,而该性能用单个处理部件不能容易地达到,例如,因为方法/要求似乎是冲突的,图形处理和电视信号处理便是这种情况。
在权利要求4描述的优选实施例中,第一和第二部件都被安排成提供音频和/或视频功能性,第一部件的处理单元比第二部件的处理单元更强大或更通用。强大在这里是在可比的基础上以处理能力表达的(例如,重新计算到按每秒百万次指令或操作计的适当表达)。典型地,第二部件还需要较小的(能量)功率。这给设备的用户选择,以让该设备运行在第二模式(例如,只是观看电视),带来为此目的最佳化的处理(例如,对于电视信号最佳化的图像,即,较高的质量)和较小功耗的优点。替换地,用户可以让该设备运行在第一模式,以及使用附加能力打开更多的功能性(例如,还能够记录视频信号,管理AV内容库,浏览互联网等等),这通常以较高的能耗为代价。
在一个优选实施例中,该设备被安排成:响应于第一触发而起动在第二模式下的运行,以及响应于第二、按序稍后的触发而切换到在第一模式下运行。这样,低功率的第二部件例如响应于经由遥控器接收的触发而在***起动(“启动”)期间负责。响应于稍后的第二触发(例如,起动第一部件的明显请求;对于第二部件不提供、而仅仅由第一部件提供的功能的请求,例如,按压遥控器上的“浏览”按钮;或第一部件已完成启动并准备接管的信号),控制被交给第一部件。这样,得到具有改进的响应性的设备。
如在从属权利要求6描述的实施例中,该设备包括计算机程序指令,用于使得第二部件的处理单元充当第一部件的处理单元的协处理器。这样,在共享模式下责任是清楚的(典型地简化了程序),而仍旧可以使用第二处理部件的能力。
如在从属权利要求7描述的实施例中,计算机程序指令是用于使得第二部件的处理单元使用第三部件的至少一个***单元来协助提供协处理功能性。这样,不单使用该处理部件,而且也可以在第二处理部件的控制下使用专用IC。这具有的优点在于,对于第二处理部件已存在的驱动器仍旧可以使用且不需要被转到(port)第一处理部件。还具有的优点在于,第一部件不需要另外装载附加驱动器,从而降低第一部件的性能和可靠性。
如在从属权利要求8描述的实施例中,该设备包括计算机程序指令,用于使得第二部件的处理单元充当第一部件的处理单元的看门狗(watch-dog)。如果第二部件检测到第一部件不再正确地起作用(例如,它在预定的时段内没有接收到来自第一部件的信号),则第二部件可以采取任何适当的行动。这样的行动例如可以是把该设备永久地切换到第二模式,或把该设备切换到第二模式,复位第一部件,以及在第一部件已经成功地重新起动后,切换回原先的模式(仅仅第一模式或共享模式)。这样,设备被提供以改进的可靠性。
在一个优选实施例中,该设备包括:第一计算机程序指令集,用于由第一部件的处理单元来执行,并且在执行后用于使得该设备履行通用计算设备的功能;以及第二计算机程序指令集,用于由第二部件的处理单元来执行,并且在执行后用于使得该设备履行特定的AV设备,特别是电视机的功能。这样,具有诸如开放性、硬件和/或软件的快速进步、范围广泛的HW/SW模块等等优点的世界上的通用PC类型,可以与特定于AV设备的优点-诸如可靠性、响应性和电视类型信号的高质量处理-最佳地相组合。这样,提供了一种可以充当通用PC以及电视机的改进的设备。
如在从属权利要求9描述的优选实施例中,该设备包括:
计算机图形***单元,用于生成给显示器的视频输出图像;该计算机图形***单元是通过I/O网络能访问的,以及由第一部件的计算单元控制;
视频处理***单元,用于处理电视信号;该视频处理***单元是通过I/O网络能访问的,以及由第二部件的计算单元控制;以及
计算机程序指令,用于使得第一或第二计算单元指配视频输出图像上的至少一个窗口要由计算机图形***单元生成和指配至少一个另外的窗口要由视频处理***单元生成。
这样,最佳的图形处理可以同时应用到显示屏幕的不同部分(窗口)。典型地,PC图形卡将生成实际输出信号(例如,经由DVI或HDMI连接到显示器),其中该图形卡可以负责处理某些窗口的内容,而电视视频处理器用于其它窗口。例如,如果用户在一个或多个窗口浏览互联网或玩图形游戏,则用于这些窗口的这些信号可以由图形处理器处理。如果用户与此同时已经打开一个窗口以监视新闻的开始,则这个窗口可以由电视视频处理器处理。在本例中,全部责任都可以给予PC(第一部件)。如果另一方面用户在(由电视视频处理器处理的)全屏窗口中观看电影,用小的弹出窗口从互联网检索该电影的某些附加信息(由PC图形处理器处理),则总的责任可以给予电视视频处理器。责任也可以简单地按窗口划分,正如使用某些图形格式如Open-GL而可能的那样。
如在权利要求11定义的优选实施例中,I/O网络是属于分级结构交换I/O网络类型;第四部件包括网络的主(primary)交换单元(S0)。交换网络通常提供较高的带宽和更多的缩放性。主交换单元由两个处理部件共享。优选地,该I/O网络是PCI Express。这是用于基于PC的I/O网络的新标准,预期在很多年内会满足当前的和将来的要求。
如在从属权利要求12定义的实施例中,第一和第二体系结构部件包括交换I/O网络的各自单个的第一和第二根单元;每个根单元直接连接到相应的处理单元和至少主交换单元。根单元可特定于第一处理部件而选择,例如,给出对于处理器访问它的存储器所需要的性能。根单元还可以关联于和它的部件有关的所有配置数据(例如,它可以从它自己的部件的BIOS中对其进行检索)。这样,可以保证,第一或第二部件也可以在不需要其它部件(分别是第二部件或第一部件)的情况下执行它的功能性,而没有任何问题。它可以完全独立地执行它自己的配置。对于每个根单元,可以独立地选择是否提供通过I/O网络的、对它的部件中的单元的访问以及提供到什么程度。优选地,第一和第二配置数据是用于分别配置主交换单元和第一或第二根单元。在PCI Express中,根单元被称为根复合体。
在优选实施例中,在I/O网络上的***单元是以下的至少一项:音频调谐器、视频调谐器、硬盘单元、光存贮单元、固态存储卡、音频和/或视频译码器、广域网或局域网接口、图文电视译码器、USB桥。可以使用这些单元的任意组合。用户可以购买带有这些单元中的某些单元的PC(第一部件、第三部件和第四部件),接着在以后再购买具有第二部件和任选地还有一个或多个***单元(另外地用于第三部件的单元)的电视机模块。同样地,用户可以购买电视机(部件2、3和4),以后再购买给出PC功能性的插件模块(部件1和任选地某些单元,诸如用于部件3的互联网接口)。
为了满足本发明的目的,一种处理组件包括:第一硬件部件,包括第一处理单元和用于提供程序代码到第一处理单元的第一存储单元;第三硬件部件,包括至少一个***单元,充当数据的源和/或目的地;以及第四硬件部件,包括被耦合到第一和第三部件的I/O网络,用于使得能够在第一配置数据的控制下进行第一和第三部件的单元之间的通信;第四硬件部件还包括信号连接,用于连接到第二硬件部件,第二硬件部件包括第二处理单元和用于提供程序代码到第二处理单元的第二存储单元;第四部件可操作来经由所述信号连接接收不同的第二配置数据,以使得能够在第二配置数据的控制下进行第二和第三部件的单元之间的通信。将会认识到,在本上下文中,第一部件可以是上述的整个设备的第一或第二部件的任何一个。例如,用户可以购买带有这些部件中的某些部件的PC(第一部件、第三部件和第四部件),接着在以后再购买具有第二部件和任选地还有一个或多个***单元(另外地用于部件3的单元)的另加的电视机模块。同样地,用户可以首先购买电视机(部件2、3和4),以后再购买给出PC功能性的插件模块(部件1和任选地某些单元,诸如用于部件3的互联网接口)。
从下文描述的实施例中将明白本发明的这些和其它方面,并将参照所述实施例对本发明的这些和其它方面予以阐述。
附图说明
在图上:
图1显示现有技术PCI Express体系结构的框图;
图2显示按照本发明的设备的框图;
图3显示用于计算机图形的实施例的框图;
图4显示替换实施例的框图;
图5显示两个窗口,每个被指配给相应的视频处理器;
图6显示基于分级结构交换I/O网络的优选实施例;
图7显示使用另外的交换机的另一个实施例;
图8显示具有两个模块的设备;以及
图9显示优选的PCI express实施例。
详细说明
其中,在不同的图上使用了相同的参考标号或缩写词,除非指出了差别,否则它们是指相同的特征。图2显示按照本发明的设备的示意性框图。该设备包括至少两个具有硬件处理设施的部件。图上显示了第一硬件部件AP1和第二硬件部件AP2。第一部件AP1包括处理单元CPU-1和存储单元MEM-1。代替于把存储单元MEM-1放置在第一部件AP-1,第一部件AP-1可以具有连到存储单元MEM-1的信号连接。存储单元可以固定地放置在***的另一个部件中,但它也可以是属于可拆卸类型,诸如USB钥匙或存储卡。处理单元CPU-1可以从存储器MEM-1中检索程序代码。存储器可以具有全部程序代码和用于处理单元CPU-1的关联的数据。如果这样希望的话,它可以只包括第一部件,以使能有效地启动处理单元CPU-1,这样,附加的代码可以从另一个存储器/存贮装置(诸如作为第三部件AP-3中的***设备存在的硬盘)中被检索。存储器MEM-1可以是BIOS,诸如从计算机***熟知的,它也可以包括处理单元CPU-1的主要的基于RAM的存储器。处理单元可以是单核处理器、多核处理器、具有单核的多个处理器、或具有多核的多个处理器。原理上,可以使用任何适当的处理器。从设备的角度来看,它被看作为在程序部分的一个相干组下运行的一个处理单元。这样,部件AP-1由处理单元CPU-1和关联的程序来定义。同样的情形对于第二硬件部件也成立,第二硬件部件至少包括处理单元CPU-2和存储单元MEM-2,后者用于提供程序代码到处理单元CPU-2。如上所述,第二部件也可以只具有连到存储单元MEM-2的信号连接,其中存储单元MEM-2没有固定地放置在第二部件中。部件AP-1和AP-2的每一个还可以包括除存储器MEM-1和MEM-2之外的一个或多个***单元(图2上未示出)。这样的***单元是该部件独占还是通过I/O网络AP-4能访问,由部件AP-1和AP-2的设计决定。
该设备还包括第三硬件部件AP3,它包括至少一个***单元(显示为PE-1、PE-2、PE-3和PE-4),充当数据的源和/或目的地。优选地,该设备是多媒体设备,特别是能够处理音频和/或视频数据(AV)的。有利地,该设备可以作为通用计算机运行,并且可以装载以诸如Windows或Linux的操作***和适当的应用程序及驱动器,以提供各种各样的功能性给用户。这样,在I/O网络上的***单元优选地是以下的至少一项:音频调谐器、视频调谐器、硬盘单元、光存贮单元、固态存储卡、音频和/或视频译码器、广域网或局域网接口、图文电视译码器、USB桥。也可以使用这些项的任何组合。
该设备还包括第四硬件部件AP-4,它包括一个I/O网络(图2上没有分开地示出)。该I/O网络使得能够在第一配置数据的控制下进行第一和第三部件的单元之间的通信。实际上,这形成一个被示为200的子***。另外,该I/O网络使得能够在不同的第二配置数据的控制下进行第二和第三部件的单元之间的通信,形成一个被示为210的子***。第一配置数据优选地被存储在部件AP-1的非易失性存储器(例如BIOS)中;第二配置数据优选地被存储在部件AP-2的非易失性存储器中。
这样,产生一种具有至少两个处理部件AP-1和AP-2的体系结构,每个部件可以以特定的功能性为目标,其中***设备可以容易地被共享。I/O网络AP-4被共享。每个处理部件在各自配置数据的控制下访问***设备。不需要每个部件在它自己的部件AP-1或AP-2中具有它自己的***设备,存储器除外。
在一个优选实施例中,第一和第二部件都被安排成提供至少音频和/或视频功能性,第一部件的处理单元比第二部件的处理单元更强大。强大在这里是在可比的基础上以处理能力表达的(例如,重新计算出按每秒百万次指令或操作计的适当的表达)。典型地,第二部件还需要较小的能量。例如,第一处理部件可包括传统的PC处理器,诸如Intel(英特尔)的Pentium(奔腾)4、或AMD的Athlon,其以提供通用计算机功能性为目标。第二处理部件可包括更适用于特定的AV功能性的处理器,诸如MIPS RISC处理器、基于ARM的嵌入处理器、或甚至DSP(数字信号处理器)。第二处理部件还可以是多处理器子***,例如包括RISC/嵌入处理器和DSP。
在一个优选实施例中,该设备包括第一计算机程序指令集(未示出),用于由处理单元CPU-1来执行,并且在执行后用于使得该设备履行通用计算设备的功能。软件可包括传统的操作***,诸如Windows XP或Linux。优选地,使用带有AV应用程序的最佳化的操作***,诸如Windows MediaCenter或Linux MythTV。该设备还包括第二计算机程序指令集,用于由第二部件的处理单元来执行,并且在执行后使得该设备履行特定的AV设备的功能,特别是电视机的功能。这样,具有诸如开放性、硬件和/或软件的快速进步、范围广泛的HW/SW模块等等优点的世界的通用PC类型,可以与特定的AV设备的优点-诸如可靠性、响应性和电视类型信号的高质量处理-最佳地相组合。该计算机指令集可以从在它自己的部分中的非易失性存贮装置被装载,但也可以整体地或部分地从诸如硬盘的共享存贮设备被装载。优选地,用于第二部件AP-2的软件从诸如ROM或闪存那样的固态非易失性存储器被装载,以保证该设备即使在硬盘崩溃时仍旧能(部分地)起作用。这将给予用户时间来替换有故障的硬盘和为第一部件重新安装软件。
按照本发明的体系结构使得能够互相独立地运行第一和第二部件。它们也可以在共享模式下被使用。在第一模式下,使用第一部件AP-1和至少部分的第三及第四部件。在图2上,这被显示为200。在该例中,使用整个AP-4以及使用AP-3的PE-1、PE-2和PE-3。AP-4在第一配置数据的控制下运行。在激活这个模式时,这个配置数据可被装载,以及把相关部分提供到(例如,写入到其寄存器)AP-4的至少牵涉到的部分(例如,AP-4中可配置的交换机)。同样地,在第二模式下,使用第二部件和至少部分的第三及第四部件。第四部件在第二配置数据的控制下运行。例如,在第一部件提供PC功能性而第二部件提供电视机功能性的情形下,用户可以在该设备加电时决定他想要做什么(例如,纯粹只观看电视,或是执行其它操作,诸如浏览互联网、管理MP3歌曲库等等)。该设备然后激活与用户的指令关联的处理部件。用户指令的监视可以由其中一个部件(优选地是响应最快速和/或能耗最小的部件)来执行,或是通过使用专用电路来执行。这个电路或监视部件然后可以激活用户所想要的部件。激活一个处理电路是熟知的,其进行方式不是本发明的组成部分。
该体系结构还使得能在共享模式下运行,其中使用第一部件、第二部件、第三部件和第四部件。在这个模式下,两个处理部件的电源都被连接。两者都可以执行专门的操作,或一个处理部件可以被使用于专门功能,而另一个处理部件提供通用处理功能性。
在优选实施例中,通过以下方式实现共享:响应于第一触发而起动在第二模式下的运行,以及响应于第二、按序稍后的触发而切换到在第一模式下运行。这样,在***起动(“启动”)期间由低功率部件负责。为此,第一部件例如可以负责处理经由控制设备(诸如遥控器)的用户控制输入。如前所述,遥控器或其它用户输入,类似激活该设备上的一个按键,也可以通过使用专用电路而被监视。第二部件然后也可以决定是否立即需要给第一部件也加电。第二部件也可等待来自用户的第二触发(例如,对于不是由第二部件提供的、而是仅仅由第一部件提供的功能的请求),然后激活第一部件。第二触发可以是来自用户的明显的触发,例如按压遥控器上的“浏览”按钮。第二触发也可以在由第一触发所触发的处理期间发生。例如,在由第二部件执行的处理期间需要通过互联网下载一个大文件,以及第一部件包含用于此的驱动器。于是第二部件采取主动,并内部生成第二触发;它例如响应于经由遥控器接收的触发而负责起动(“启动”)***。也可能是第一部件生成第二触发。例如,在设备加电时,第一部件也立即被激活。由于这个部件典型地需要装载和基本上初始化更多的软件,并典型地也使用更多的***设备,所以在第一部件完全运行之前将花费较长的时间。一旦第一部件确定它足以能执行用户想要的功能,它就可以发出触发,以从第二部件接管。它可以以任何适当的方式做到这一点,例如通过改变I/O网络和复位第二部件。它还可以发出信号到第二部件,以便可以发生更适度的接管。例如,第二部件可响应于检测到这样的信号而一举地或逐步地释放控制,并通知第一部件它现在对于哪个***设备具有主控制。
共享模式的特别有利的例子在于,其中第二部件充当第一部件的协处理器和/或看门狗。为了能够作为协处理器运行,CPU-2需要能够以CPU-1的名义控制***设备,或以CPU-1的名义提供数据到***设备。这样的***设备因而优选地是在AP-3中的共享的单元。如果这样希望的话,CPU-2的输出也可以被用作为CPU-1的输入。对于这一点的优选的安排是:其中AP-3包括共享存储器来作为***单元。当然,还可以使用其它已知的、在两个或多个CPU之间的通信/共享方案。为了能够作为看门狗来运行,该设备包括计算机程序指令,用于使得CPU-2充当CPU-1的协处理器。CPU-2可以自己执行所有的协处理功能性(即,无须使用任何其它的***设备,提供该软件的设备除外)。优选地,该计算机程序指令是用于使得CPU-2使用AP-3的至少一个***单元来协助提供协处理功能性。这样,不单使用CPU-2,而且也可以在CPU-2的控制下使用专用IC。
在一个实施例中,该设备包括计算机程序指令,用于使得CPU-2充当CPU-1的看门狗。看门狗功能可以以任何适当的方式来执行。例如,CPU-1可被编程为定期地(例如,每秒)提供触发到CPU-2。如果在预定时段内(例如,2到10倍的常规周期)没有接收到这样的触发,则CPU-2可以假设CPU-1已崩溃。如果CPU-2检测到第一部件不再正确地起作用,则CPU-2可以采取任何适当的行动。这样的行动例如可以是把设备永久地切换到第二模式,可以把设备切换到第二模式,复位第一部件,以及在第一部件已经成功地重新起动后切换回原先的模式(仅仅第一模式或共享模式)。看门狗因此可以重新配置I/O网络。将会认识到,在本上下文中,能力稍弱的CPU可以是协处理器或看门狗,但也有可能,更强大的CPU是协处理器和/或看门狗。实际上,CPU-1和CPU-2可以是彼此的看门狗。
图3图示了一个优选实施例,其中该设备包括用于生成给显示器的视频输出图像的计算机图形***单元CGPE(该单元的输出被显示为箭头)。计算机图形***单元CGPE是通过I/O网络能访问的,以及由CPU-1控制。在图3的例子中,CGPE位于***设备块AP-3内。它因而典型地是可完全访问的(例如,全带宽输入和输出)。图4显示了一种可替换的安排,其中CGPE位于部件AP-1内。这个部件于是可以确定CPGE可以从AP-1外面访问到哪种程度(例如,仅仅用于输出,以及可能限制的带宽)。另外,该设备包括用于处理电视信号的视频处理***单元VPPE。这个信号可以由VPPE直接地从该设备外部接收,或通过使用例如具有DVI或HDMI输入的输入***单元、例如从机顶盒或卫星接收机处接收。该信号也可以从诸如光存贮器(例如,DVD电影)、硬盘或固态存储卡那样的存贮设备得到。视频处理***单元VPPE是通过I/O网络能访问的,以及由CPU-2控制。在图3的例子中,VPPE位于块AP-3中。如果这样希望的话,它也可以位于块AP-2中。在这种情形下,控制可以被经由AP-4(例子在图9中给出),或通过使用专用装置-例如在CPU-2与VPPE之间的直接连接-来安排。该设备存储计算机程序指令,用于使得CPU-1或CPU-2指配视频输出图像上的至少一个窗口要由CGPE生成和指配至少一个另外的窗口要由VPPE生成。图5显示了一个例子,其中VPPE可以负责窗口510的处理。它把它的输出经由I/O网络引导到CGPE,这保证在CPU-1的控制下该内容被呈现在屏幕的右面位置。CGPE在本例中负责执行主窗口500的处理,只要那个窗口没有被窗口510覆盖。CGPE因此对于共享的视频输出缓冲器进行控制,这个缓冲器因而典型地是在AP-1内。这样,最佳图形处理可以同时应用到显示屏幕的不同部分(窗口)。责任可以按窗口划分,正如使用某些图形格式如Open-GL而可能的,其中CGPE把所处理的窗口信号组合成一个输出信号。
在如图6所示的优选实施例中,I/O网络是属于分级结构交换I/O网络类型。第四部件AP-4包括该网络的主交换单元。主交换单元S0因此由AP-1和AP-2共享。
优选地,I/O网络是PCI Express。PCI Express除了主要的交换机以外还具有单个根复合体。在图6所示的实施例中,AP-1和AP-2分别包括交换I/O网络的单个的第一和第二根单元RC-1和RC-2。每个根单元直接连接到各自的处理单元(RC-1到CPU-1,RC-2到CPU-2)和至少主交换单元(S0)。根单元可特定于第一处理部件而被选择,例如,给出对于处理器访问它的存储器所需要的性能。根单元还可以关联于和它的部件有关的所有配置数据,例如它可以从它自己的部件的BIOS(未示出)中对其进行检索。实质上PC I/O技术领域的技术人员通常知道如何去配置PCI express和牵涉到什么数据。这本身并不是本发明的主题。将会认识到,主要的交换机S0现在是两个根复合体(更一般地:多个根复合体)的下游。这样,交换机S0必须适合于这样做。由于信号连接都是属于同一个PCI express类型,所以它仅仅牵涉到经由两个连接而不是一个连接来接受配置输入和关联报告的逻辑。配置如何起作用是由特定的设备决定的。例如,如果首先是CPU-2在控制,则S0仅仅接收来自AP-2的第一配置数据(例如,通过RC-2)。这将如通常的那样。如果在稍后的时刻控制切换到CPU-1,则S0可以通过RC-1接收新的或附加的配置数据。由设备的实施者来决定:是用覆盖AP-1和AP-2的需求的一个新组完全地替换配置,还是仅仅提供附加信息。优选地,S0被设计成支持两种类型(完全替换或接收附加配置)。如果AP-1替换现有的配置,则优选地AP-1保证AP-2的需要仍旧被满足。例如,CPU-1或RC-1可以从AP-2或关联的存储器中读出当前的配置,并确保这些要求被满足,只要它们不冲突的话。当然,CPU-2也可以已经把配置写入到CPU-1能访问的存储器(例如,在S0的下游)。对于报告,也可以选择任何适当的机制。例如,S0向RC-1和RC-2完全地报告,或仅仅报告涉及通过有关根复合体发出的配置数据的那些部分。还将会认识到,还没有处于控制角色的根复合体或CPU实际上可以充当PCI Express上的传统的***设备。
图7显示了一种安排,其中I/O网络AP-4包括另一个交换机S1,相对于根复合体按分级结构是在S0的下游。在图8上给出了另一个例子,其中该设备被划分成两个模块,仅仅一个模块包括主要的交换机S0。在本例中,主模块800包括AP-1、AP-4、以及AP-3的四个***单元(PE-1、PE-2、PE-4和PE-5)。另加的(add-on)模块810包括AP-2、AP-3的三个***单元(PE-3、PE-6和PE-7)、以及AP-4的第二交换机S1。在本例中,模块800可以是PC,其中模块810是另加的电视机或其它类型的CE模块。通过在另加模块中也包括一个交换机、其被连接到该另加模块的可被自由访问的所有***设备,另加模块对主模块配置的影响要小于当***设备被直接添加到S0的情形。模块800是处理组件的一个例子,处理组件包括第一硬件部件(在本例中是AP-1),第一硬件部件包括第一处理单元(在本例中是CPU-1)和用于提供程序代码到第一处理单元的第一存储单元(在本例中是MEM-1)。处理组件还包括第三硬件部件,它包括至少一个***单元,充当数据的源和/或目的地(在本例中是AP3的某些***单元)。处理组件还包括第四硬件部件(在本例中是AP-4的S0),它包括被耦合到第一和第三部件的I/O网络,用于使得能够在第一配置数据的控制下进行第一和第三部件的单元之间的通信。第四硬件部件还包括信号连接,用于连接到第二硬件部件(在本例中是AP2),第二硬件部件包括第二处理单元(在本例中是CPU-2)和用于提供程序代码到第二处理单元的第二存储单元(在本例中是MEM-2)。第四部件AP-4可操作来经由该信号连接从第二部件接收不同的第二配置数据,以使得能够在第二配置数据的控制下进行第二和第三部件的单元之间的通信。这样,另加的模块810可以仅仅被***,以及在这个模块上的处理器也可以独立地控制网络。将会认识到,AP-2也可以是主模块(该模块具有S0)的核心,这里AP-1是在另加的模块上。
图9显示了一个优选实施例,硬件部件AP-1和AP-2分别包括计算机图形***单元(CGPE)和视频处理***单元(VPPE)。为了把来自VPPE的视频输出提供到CPPE,CPPE也直接连接到I/O网络AP4,在本例中是连接到该网络的主要的交换机S0。S0因此具有到AP-1的根单元RC-1的上游连接和到CGPE的下游连接。
在一个优选实施例中,不是用户直接控制设备工作的模式,而是该设备包括可以附加地触发它的定时器设备(未示出)。优选地,该定时器是低功率类型的。用户可以以任何传统的方式设置定时器。定时器可以支持以下的任何项:
-触发AP-2的启动(或如果这样希望的话,触发AP-1的启动)
-触发由AP-1或AP-2控制的应用的起动。这可能牵涉到启动AP-1或AP-2,如果它们还没有活动的话。优选地,定时器被预先计划为具有AP-1和/或AP-2的启动延迟,这样,所述启动可以及时地开始以便让应用在计划的时间起动。
-选择想要的AV源(例如,视频调谐器、音频调谐器、音频CD、DVD等等)和/或在适用的场合下选择信道。这也可以覆盖互联网无线电台、互联网视频和其它互联网AV源,诸如播客(Podcasting)。
-在用户计划的时间关断***。
还将会认识到,代替构建一种‘组合’设备来提供两个实际上不同的功能性的组合,诸如是PC和TV的组合,也有可能构建一个保持提供类似的功能性的模块设备,虽然是以不同的质量和/或可靠性来进行的。例如,AP-1大体上可以覆盖基本TV或基本CE设备的处理。主模块然后可包括AP-2、以及AP-4和AP-3(的一部分)。这个模块可以提供TV接收机和任选地提供基本的光存贮器功能性,诸如音频CD的回放,在硬盘或光存贮器上的传统的记录。另加的模块可以以部件AP-1形式添加更先进的处理器,以及任选地添加一个或多个附加***设备,诸如互联网接入或第二调谐器。在共享模式下,另加的模块可以提供附加的功能,诸如双窗口电视、PIP(画中画)、在观看电视的同时在窗口中进行互联网浏览、时间滑移(time-slip)记录等等。如果这样希望的话,另加的模块还可以提供典型地与PC相关联的应用,诸如玩游戏。优选地,另加的模块还支持更先进的图像处理功能,诸如Philips(飞利浦)Pixel Plus和自然活动视频处理功能。
将会认识到,本发明还扩展到适合于把本发明付诸实践的计算机程序,特别是在载体上或载体中的计算机程序。该程序可以具有源代码、目标代码、在源代码和目标代码中间的代码的形式,诸如部分汇编的形式,或具有适合于在按照本发明的方法的实现中使用的任何其它形式。所述载体可以是能够承载程序的任何实体或设备。例如,载体可包括存贮媒体,诸如ROM,例如CD ROM或半导体ROM,或磁记录媒体,例如软盘或硬盘。而且,载体可以是可传输的载体,诸如电信号或光信号,其可以经由电缆或光缆或通过无线电或其它手段被输送。当程序被嵌入到这样的信号中时,载体可以由这样的线缆或其它设备或装置构成。替换地,载体可以是其中嵌入所述程序的集成电路,该集成电路适合于执行相关的方法或在执行相关的方法时使用。
应当指出,上述的实施例是说明而不是限制本发明,本领域技术人员将能够设计出许多替换实施例,而不背离所附权利要求的范围。在权利要求中,放置在括号之间的任何参考符号不应当被解释为限制权利要求。动词“包括”和它的动词变化的使用并不排除与在权利要求中所阐述的那些不同的单元或步骤的存在。在单元前面的冠词“一”或“一个”并不排除多个这样的单元的存在。本发明可以藉助于包括几个不同单元的硬件和藉助于被适当编程的计算机来实施。在枚举几个装置的设备权利要求中,这些装置中的几个可以由同一个硬件项目来体现。仅仅是某些措施在互相不同的从属权利要求中被陈述的事实并不表示这些措施的组合不能被使用来获益。

Claims (16)

1.一种设备,包括至少第一硬件部件(AP1)和第二硬件部件(AP2),其中第一部件和第二部件的每一个包括各自的处理单元(CPU-1,CPU-2)和连到各自存储单元(MEM-1,MEM-2)的各自的信号连接,所述存储单元用于提供程序代码到各自部件的处理单元;
该设备还包括:第三硬件部件(AP3),包括至少一个***单元,充当数据的源和/或目的地;以及第四硬件部件,包括一个I/O网络(AP-4),用于使得能够在第一配置数据的控制下进行第一和第三部件的单元之间的通信,以及用于使得能够在不同的第二配置数据的控制下进行第二和第三部件的单元之间的通信。
2.如权利要求1中要求的设备,其中第一和第二部件被安排成互相独立地运行,以及其中该设备被安排成选择性地在至少以下模式下运行:
第一模式,其中使用第一部件以及至少部分的第三和第四部件,第四部件在第一配置数据的控制下运行,或
第二模式,其中使用第二部件以及至少部分的第三和第四部件,第四部件在第二配置数据的控制下运行。
3.如权利要求1中要求的设备,其中该设备被安排成在共享模式下运行,其中使用第一部件、第二部件、第三部件和第四部件。
4.如权利要求1中要求的设备,其中第一和第二部件都被安排成提供音频和/或视频功能性,第一部件的处理单元比第二部件的处理单元更强大或更通用。
5.如权利要求2、3和4中要求的设备,其中该设备被安排成:响应于第一触发而起动在第二模式下的运行,以及响应于第二、按序稍后的触发而切换到在第一模式下运行。
6.如权利要求3中要求的设备,其中该设备包括计算机程序指令,用于使得第二部件的处理单元充当第一部件的处理单元的协处理器。
7.如权利要求6中要求的设备,其中所述计算机程序指令是用于使得第二部件的处理单元使用第三部件的至少一个***单元来协助提供协处理功能性。
8.如权利要求3中要求的设备,其中该设备包括计算机程序指令,用于使得第二部件的处理单元充当第一部件的处理单元的看门狗。
9.如权利要求1中要求的设备,其中该设备包括:第一计算机程序指令集,用于由第一部件的处理单元来执行,且在执行后用于使得该设备履行通用计算设备的功能;以及第二计算机程序指令集,用于由第二部件的处理单元来执行,且在执行后用于使得该设备履行特定的AV设备的功能,特别是电视机的功能。
10.如权利要求9中要求的设备,其中该设备包括:
-计算机图形***单元,用于生成给显示器的视频输出图像;该计算机图形***单元是通过I/O网络能访问的,以及由第一部件的计算单元控制;
-视频处理***单元,用于处理电视信号;该视频处理***单元是通过I/O网络能访问的,以及由第二部件的计算单元控制;以及
-计算机程序指令,用于使得第一或第二计算单元指配视频输出图像上的至少一个窗口要由计算机图形***单元生成和指配至少一个另外的窗口要由视频处理***单元生成。
11.如权利要求1中要求的设备,其中该I/O网络是属于分级结构交换I/O网络类型;第四部件包括该网络的主交换单元(S0)。
12.如权利要求11中要求的设备,其中第一和第二体系结构部件包括交换I/O网络的各自单个的第一和第二根单元(RC-1,RC-2);每个根单元直接连接到相应的处理单元(CPU-1,CPU-2)和至少主交换单元(S0)。
13.如权利要求12中要求的设备,其中所述第一和第二配置数据是分别用于配置主交换单元和第一或第二根单元。
14.如权利要求11中要求的设备,其中该I/O网络是PCI Express。
15.如权利要求1中要求的设备,其中所述***单元是以下的至少一项:音频调谐器、视频调谐器、硬盘单元、光存贮单元、固态存储卡、音频和/或视频译码器、广域网或局域网接口、图文电视译码器、USB桥。
16.一种处理组件,包括:第一硬件部件(AP-1),包括第一处理单元(CPU-1)和连到第一存储单元(MEM-1)的信号连接,该第一存储单元用于提供程序代码到第一处理单元;第三硬件部件(AP3),包括至少一个***单元,充当数据的源和/或目的地;以及第四硬件部件,包括被耦合到第一和第三部件的I/O网络(AP-4),用于使得能够在第一配置数据的控制下进行第一和第三部件的单元之间的通信;第四硬件部件还包括信号连接,用于连接到第二硬件部件(AP2),第二硬件部件包括第二处理单元(CPU-2)和连到第二存储单元(MEM-2)的信号连接,第二存储单元用于提供程序代码到第二处理单元;第四部件可操作来经由所述信号连接接收不同的第二配置数据,以使得能够在第二配置数据的控制下进行第二和第三部件的单元之间的通信。
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