JPH08138060A - 並列プロセッサを用いる表示処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のスレッドで並列に処理され混在して転
送された描画命令をスレッドが起動した順番と同じ順序
で、画面上に描画命令の処理結果を表示する。 【構成】 ＣＰＵ11〜12で複数のスレッドが順次生成す
るストリーム順序情報及び描画順序情報を有する描画命
令（命令）からなる描画命令ストリームが混在してグラ
フィック・バス・コントローラ（ＧＢＣ）19に転送さ
れ、ＧＢＣは受信した命令を順次メモリ20に格納し、各
命令の描画順序を指定するテーブルを作成し、該テーブ
ルにより描画順に命令を読み出し、命令を処理するプロ
セッサをプロセッサ27〜30からその負荷状態を見て選択
し、その識別子を命令のＩＤの第１プロセッサとして設
定し、ＩＤの第２プロセッサとして次命令を処理するプ
ロセッサの識別子を設定し、ラスターコンバータ21はプ
ロセッサから命令を読み込み処理し、次の描画命令をＩ
Ｄの第２プロセッサのプロセッサから読み込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、並列実行可能な複数の
プロセッサを備えた並列処理装置に係り、特に、動画の
ように滑らかな表示画面変更処理を必要とするグラフィ
ックスシステムにおける並列プロセッサを用いる表示装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ・グラフィックスの応用分
野がビジュアルシミュレーションや科学技術計算結果の
可視化などに広がるとともに、表示性能に対する高速描
画の要求がさらに高まっている。従来、このような高速
化の要求に答える技術としては、座標変換やクリッピン
グといったジオメトリ処理を専用プロセッサで処理する
ことによって解決してきた。特に高速化の性能が要求さ
れる分野では、特開平２−２７５５８１号公報に記載さ
れるようにジオメトリ処理のための専用プロセッサを複
数のプロセッサで構成し、個々のプロセッサをパイプラ
イン状に接続する方式が知られている。また、Ｃｏｍｐ
ｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ（ＳＩＧＧＲＡＰＨ’９３
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ）、
Ｖｏｌ． ２７、ｐｐ９３〜１００や、日経エレクトロ
ニクス、Ｎｏ． ５７８、ｐｐ１３７〜１５４、あるい
は日経ＣＧ、Ｎｏ．７３、ｐｐ１４３〜１５３には、ジ
オメトリ処理を並列に処理するグラフィックスシステム
が記載されている。さらに、グラフィックスシステムへ
の近年のもう一つの要求として高品質化が上げられ、そ
の代表的な方法に透明感のある物体の重なり表現があ
る。この分野では、Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒａｐｈｉｃ
ｓ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄＰｒａｃｔｉｃｅ、
ｐｐ７５５７〜５６３や、３次元コンピュータグラフィ
ックス、ＡＳＣＩＩ出版、ｐｐ２８８〜２９７に記載さ
れているように、描画順序によって異なる品質の図形を
生成できることが知られている。一方、上記のグラフィ
ックスシステムを利用する応用プログラム側においても
複数の中央演算装置（ＣＰＵ）を用いる並列プログラミ
ングが普及してきている。応用プログラムの並列プログ
ラミングは、並列化コンパイラを用いて並列化を支援す
るものや、スレッドと呼ばれるＯＳ（オペレーティング
システム）が支援する機能を用いて応用プログラムを複
数の並列処理可能な処理に分割する方法などが知られて
いる。スレッドについてはＵＮＩＸ ＭＡＧＡＺＩＮ
Ｅ、Ｖｏｌ．５、Ｎｏ．２、ｐｐ．４６〜５２に紹介さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高性能なグラフィック
スシステムを備えた計算機において、グラフィックスシ
ステムの性能を十分に引き出すためには、応用プログラ
ムが動作するＣＰＵ側も必要な描画命令データの供給量
を満たす必要がある。前記で述べたようにグラフィック
スシステムおよび応用プログラム（ＣＰＵで実行）は並
列化の手法によりそれぞれ性能の向上が可能である。し
かし、グラフィックスシステムへの描画命令データ供給
の点から、ＣＰＵ側の並列化を行なうと、従来のグラフ
ィックスシステムはＣＰＵで動作する応用プログラムが
複数のスレッドとして動作することを考慮していないた
め不都合が起こる。特に複数のＣＰＵでスレッドを動作
させると、各スレッドを実行するＣＰＵの負荷により応
用プログラムがスレッドを起動した順番と異なる順序で
描画命令データがグラフィックスシステムへ転送される
ことが起こるが、グラフィックスシステムの描画命令デ
ータの受信口はこのことを考慮していないため、受け取
った順に描画命令の処理を行なっていく。また、グラフ
ィックスシステムにおいて描画命令データのジオメトリ
演算部を複数のプロセッサで並列に実行した場合にも、
各プロセッサの負荷の違いにより次の命令データが生成
される順番はプロセッサに配布された順番とは異なると
いう現象が起こる。ところが、透明感のある物体の重な
り表現などを実現する場合、ＡＰＩ（Ａｐｐｌｉｃａｔ
ｉｏｎ Ｐｒｏｇｒａｍ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）の描画
命令の発行順序で描画の品質を制御しているため、ＣＰ
Ｕからグラフィックスシステムへデータを転送する場
合、描画するプリミティブ単位（折れ線列、三角形列な
ど）間の順序を保証する必要がある。このプリミティブ
単位の描画順序保証のためには、応用プログラムの各ス
レッド間でグラフィックスシステムへ転送する際に排他
制御を行なう必要がある。従って並列化を実現しようと
すると、排他制御という新たなオーバヘッドが生じてし
まうという課題が生ずる。本発明の目的は、応用プログ
ラムの各スレッド間でグラフィックスシステムへ転送す
る際に排他制御を行なう必要を無くし、複数の命令スト
リームを構成する個々の命令を混在して同時にグラフィ
ックシステムに転送しても、応用プログラムがスレッド
を起動した順番と同じ順序で表示画面上に描画命令の処
理結果を表示することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、並列動作可能な複数のプロセッサにより
描画命令を処理し、その処理結果に基づき表示画面上に
表示を行なう並列プロセッサを用いる表示装置であり、
上位装置において複数のスレッドからなる応用プログラ
ムの夫々のスレッドが順次生成するストリーム順序情報
及び描画順序情報を有する描画命令からなる描画命令ス
トリームが混在して転送された複数の描画命令ストリー
ムを受信する受信手段と、記憶装置に前記受信した描画
命令を順次格納し、かつ前記ストリーム順序情報及び描
画順序情報に基づき該順次格納した各描画命令の描画順
序を指定するテーブルを作成する手段と、該テーブルを
参照して描画順序にしたがい記憶装置から描画命令を読
み出し、該描画命令に対して該描画命令を処理するプロ
セッサを前記複数のプロセッサの中から割り当てる割当
手段と、プロセッサの処理結果を前記描画順序にしたが
い順次読み込み描画命令ストリーム毎に描画を行なう描
画手段を備えるようにしている。また、前記テーブル
は、描画命令ストリーム順に該ストリーム内の描画命令
の前記記憶装置におけるアドレスを描画順序にしたがい
格納するようにしている。また、前記割当手段は、前記
各描画命令のＩＤ部に該描画命令に割り当てられる第１
のプロセッサの識別子と該描画命令に続く次描画命令に
割り当てられる第２のプロセッサの識別子を設定し、前
記記憶装置から読み出された描画命令の第１のプロセッ
サの識別子として前記複数のプロセッサの中からその負
荷状態に基づき選択したプロセッサのプロセッサ識別子
を設定し、前記第２のプロセッサの識別子としては、次
描画命令が同一描画命令ストリームに属するときは第１
のプロセッサの識別子と同一のプロセッサの識別子を設
定し、次描画命令が他の描画命令ストリームに属すると
きは前記複数のプロセッサの中からその負荷状態に基づ
き選択したプロセッサのプロセッサ識別子を設定するよ
うにしている。また、前記描画手段は、読み込んだ描画
命令にしたがい描画を行ない、該読み込んだ描画命令の
ＩＤ部に設定された第２のプロセッサの識別子で指定さ
れるプロセッサから次の描画命令を読み込むようにして
いる。さらに、並列動作可能な複数のプロセッサにより
描画命令を処理し、その処理結果に基づき表示画面上に
表示を行なう並列プロセッサを用いる表示装置であり、
上位装置において複数のスレッドからなる応用プログラ
ムの夫々のスレッドが順次生成する複数の頂点データか
らなりストリーム順序情報及び頂点数情報を有する描画
命令ストリームが並列して転送された複数の描画命令ス
トリームを受信する受信手段と、記憶装置に前記受信し
た描画命令ストリームを順次格納し、かつ前記ストリー
ム順序情報に基づき該順次格納した各描画命令ストリー
ムの描画順序を指定するテーブルを作成する手段と、該
テーブルを参照して描画順序にしたがい記憶装置から描
画命令を読み出し、該描画命令に対して該描画命令を処
理するプロセッサを前記複数のプロセッサの中から割り
当てる割当手段と、プロセッサの処理結果を前記描画順
序にしたがい順次読み込み描画命令ストリーム毎に描画
を行なう描画手段を備えるようにしている。

【０００５】

【作用】上記手段により、応用プログラムの各スレッド
間でグラフィックスシステムへ転送する際に排他制御を
行なう必要が無くなり、排他制御のオーバヘッドが無く
なり、また、複数のスレッドの並列度が上がる。各スレ
ッドが順次生成する描画命令ストリームが混在して転送
されても、並列プロセッサを用いた表示処理装置におい
て応用プログラムが指定して実行した描画順序通りに描
画が行われる。また、応用プログラムから描画順序を明
示的に指示することにより、応用プログラムにおいて実
行順序に縛られたコーディングを行なう必要がなくな
り、ＡＰＩに柔軟性を持たせることができる。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を詳細に説明する。
図１は本発明の概要を示す説明図である。応用プログラ
ム５０は描画命令ストリームを生成するスレッドＡ〜Ｄ
（５１〜５４）で構成されている。各スレッド５１〜５
４はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの順に起動され、各々異なるＣＰＵ
（１１〜１４）で実行される。各スレッド（５１〜５
４）からグラフィックスシステム６３へ転送される描画
命令ストリームの描画命令５５〜５８は、実行されるＣ
ＰＵ（１１〜１４）の負荷の違いにより任意の順で転送
される。各描画命令ストリームの各描画命令（５５〜５
８）には応用プログラムから指定された描画順序情報
（５９〜６２）が付加されている。グラフィックスシス
テム６３は、描画順序を識別する手段６４、座標変換や
クリッピングを行なうジオメトリ演算部６６、識別手段
６４によって識別した順序に従って描画処理を制御する
手段６７、描画データをドットイメージに展開しフレー
ムメモリへ出力するラスター変換部６８がある。また、
グラフィックスシステム用のメモリ２０には識別した描
画順序に関する情報６５を格納する。ジオメトリ演算部
６６で生成された新しいストリーム（６９〜７２）は、
描画制御手段６７と描画順序に関する情報６５を用い応
用プログラム５０が設定した描画順に従ってラスター変
換部６８に渡され処理される。ラスター変換部で生成さ
れたデータはディスプレイ７３に表示される。

【０００７】図２は、本発明による表示制御を実行する
ためのシステム構成のブロック図である。中央演算装置
であるＣＰＵ１１から１４は本システムの主プロセッサ
であり、バス・コントローラ１５を通して接続される主
メモリ１６を共用メモリとして使用する。ＣＰＵ１１か
ら１４は、さらにバス・コントローラ１５とシステムバ
ス１７を通して、ディスク装置やキーボードなどの入出
力装置を制御するためのＩ／Ｏ制御装置１８や、表示を
行なうためのグラフィックスシステム（１９〜３４）に
アクセスが可能とする。

【０００８】グラフィックス・バス・コントローラ１９
は、ＣＰＵから転送されてくる命令ストリームの受信
し、命令ストリームをジオメトリ演算部（２３〜３４）
に割り当てる。メモリ２０はグラフィックス・バス・コ
ントローラ１９が、状態の管理や命令ストリームの一時
的な格納に使用するメモリである。命令ストリームは、
ジオメトリ演算部（２３〜３４）により並列に座標変換
およびクリッピング処理が行われる。処理された命令ス
トリームは、描画処理のため、ラスター変換器２１に送
られ、ドットイメージに展開され、フレームメモリ２２
に書き込みが行われた後、ディスプレイに表示される。

【０００９】ジオメトリ演算部（２３〜３４）は、複数
個の同じブロックで構成され、ＦＩＦＯ（２３〜２６）
は、グラフィックス・バス・コントローラ１９からの命
令ストリームの格納や、ジオメトリ演算後のラスター変
換器に送るデータを格納するための入出力ＦＩＦＯであ
る。ジオメトリ・プロセッサ（２７〜３０）はジオメト
リ演算を行なうためのプロセッサであり、メモリ（３１
〜３４）に格納されたプログラムおよびデータにより動
作する。また、ＣＰＵ１１から１４で動作するオペレー
ティングシステムおよび応用プログラムは主メモリ１６
に格納されており、このオペレーティングシステムは１
つの応用プログラム（タスク）を複数のスレッドに分割
し、スレッドを各ＣＰＵに割当てる機能を有しているも
のとする。

【００１０】図３に本発明を適用したＣＰＵ（１１〜１
４）から送られ、グラフィックスシステム（１９〜３
４）で処理する命令の形式を示す。１つの命令は３２バ
イトで構成され、命令の種別を示すオペコード部４０、
識別子を示すＩＤ部４１、および１頂点の３次元座標の
座標値を表すｘ座標４２、ｙ座標４３、ｚ座標４４、と
座標の色を赤（Ｒ）／緑（Ｇ）／青（Ｂ）で表すＲ値４
５、Ｇ値４６、Ｂ値４７で構成される。データ４８は必
ず０とする。オペコード部４０は値（１６進数）により
次の意味を持つものとする。 ００００：座標データ ０００１：折れ線の始まり、かつ座標データ ０００２：三角形列の始まり、かつ座標データ ０００ｆ：座標データの終わり 識別子を示すＩＤ部４１には、ＣＰＵからグラフィック
スシステムに渡ってくる時には、応用プログラムが設定
した描画順序情報が設定されている。本実施例はこの情
報を２バイトで表す。このため、２バイトで表せる値を
超えて順番を設定する場合は、再度、１からの数値を使
って順番の設定を行なうことを応用プログラムとグラフ
ィックスシステムとの間で規則として定める。この情報
は識別手段で識別し、ジオメトリ・プロセッサに配分す
るために該当描画命令ストリームおよび次の描画命令ス
トリームを実行するジオメトリ・プロセッサの情報に設
定し直す。ここで、１つの描画命令ストリームとは、１
つの折れ線あるいは三角形列を構成するデータの集まり
を意味する。図４に折れ線の例、図５に三角形列の例を
示す。

【００１１】図６は描画命令ストリームの描画順序管理
テーブルの構成を示したものである。描画順序管理テー
ブル８０は４バイト構成であり項目数は２５６個とす
る。この２５６という数値は描画命令ストリームの中の
描画順序を設定する項目の２バイトのうち１バイトで指
定できる限界値を用いている。これは描画順序情報の１
つとしてストリームを識別するために１バイトを使用す
ることを考慮して設けた数値である。

【００１２】描画順序管理テーブル８０の値は受け取っ
た描画命令をバッファに格納する時に順序情報から描画
順序とストリームを識別する。描画命令格納バッファ８
１に格納する１番目の描画命令８６のストリーム識別子
は２であり、そのストリームでの描画順序は１なので、
描画順序管理テーブル８０の２番目の項目８５に描画命
令格納バッファ８１の格納された描画命令８６の先頭ア
ドレスをキューイング８７する。キューイングバッファ
は描画命令のアドレス格納エリアと次のキューイングバ
ッファへのポインタエリアで構成する。描画命令格納バ
ッファ８１に格納する２番目の描画命令８３のストリー
ム識別子は１であり、そのストリームでの描画順序は１
なので、描画順序管理テーブル８０の１番目の項目８２
に描画命令格納バッファ８１の格納された描画命令８３
の先頭アドレスをキューイング８４する。描画令格納バ
ッファ８１に格納する３番目の描画命令８８のストリー
ム識別子は１であり、そのストリームでの描画順序は２
なので、描画順序管理テーブル８０の１番目の項目８２
のキューに描画命令８８の先頭アドレスをキューイング
８９する。受け付けた描画命令に対して同様の処理を繰
り返し、各情報を格納する。描画順序管理テーブル８０
の各項目の初期値は０とし、各項目が０の場合は該当す
る順番の命令が未受理と判断する。

【００１３】図７は描画順序に従った転送を制御する転
送制御情報の構成である。転送順序カウンタ９０は、次
に描画順の何番目のデータをジオメトリ・プロセッサに
転送するかを管理する。初期値は１とし、ジオメトリ・
プロセッサに該当順序のデータの転送を行なうと値をイ
ンクリメントする。テーブルインデックス９１は描画順
序管理テーブル８０の何番目の項目のデータをジオメト
リ・プロセッサに転送するかを管理する。例えば、２５
６番目のストリームの時、転送順序カウンタ９０の順序
情報の値は２５６、テーブルインデックス９１の値は２
５６であり、２５７番目のストリームの時、転送順序カ
ウンタ９０の順序情報の値は２５７、テーブルインデッ
クス９１の値は１となる。

【００１４】次に、図８と図９により、図３の描画命令
のＩＤ部の情報変更処理の流れを説明する。グラフィッ
クス・バス・コントローラ１９は、転送制御情報（９
０，９１）を利用し、次にジオメトリ・プロセッサに送
るべき描画命令を決定し、その情報があるかを見る（１
１１）。なければ図３の形式の描画命令ストリーム（１
００〜１０２）がＣＰＵ（１１〜１４）から転送されて
くると（１１２）、グラフィックス・バス・コントロー
ラ１９は、各描画命令ストリームの描画順序情報（ＩＤ
部）４１を識別し、図６に示した情報を生成（１１
３）、メモリ２０に一時的に格納する（１１４）。次に
ジオメトリ・プロセッサに送るべき描画命令情報があれ
ば、ＣＰＵの負荷状態からその描画命令ストリームおよ
び次の描画命令ストリームを実行するジオメトリ・プロ
セッサを割り当て決定し（１１５）、その情報を各命令
のＩＤ部に設定（１１６）、命令（１０３〜１０５）を
該当プロセッサへ転送する（１１７）。本制御は描画処
理終了の情報きたら終了する（１１０）。順番がきて処
理した描画順序管理テーブルの項目の値は０を再設定
し、項目を全部使用した場合には、このすでに処理され
空きとなった項目を再利用する。上記方法でジオメトリ
・プロセッサに送る順序を制御して付加した情報は、ジ
オメトリ・プロセッサから取り出される順序情報として
利用する。

【００１５】グラフィックスシステム内では図３に示し
た命令形式がジオメトリ部（２３〜３４）およびラスタ
ー変換器２１で処理され、描画を行なう。このとき命令
形式（１０３〜１０５）のＩＤ部４１は複数あるジオメ
トリ・プロセッサへの宛先の意味を表す。図２の４つあ
るジオメトリ・プロセッサ（２７〜３０）の宛先にそれ
ぞれ１、２、３、４という番号を割当てる。ＩＤ部４１
は２バイトのうち上位１バイトをその命令を処理するジ
オメトリ・プロセッサの宛先、下位１バイトをその次の
命令を処理するジオメトリ・プロセッサの宛先とする。
例えば、ＩＤ＝（１、１）ならばそのＩＤを持つ命令と
その次に処理する命令はジオメトリ・プロセッサ２７で
処理し、ＩＤ＝（１、２）ならばそのＩＤを持つ命令は
ジオメトリ・プロセッサ２７で、その次に処理する命令
はジオメトリ・プロセッサ２８で処理するものとする。

【００１６】グラフィックス・バス・コントローラ１９
は、ジオメトリ・プロセッサ（２７〜３０）の負荷状態
により、その命令を処理するジオメトリ・プロセッサと
その次の命令を処理するジオメトリ・プロセッサを決定
し、ＩＤ部を計算する。１つの命令ストリームは同じジ
オメトリ・プロセッサで処理するため、ＩＤ部の２つの
値が異なる命令は、オペコード部が０００ｆの値を持つ
座標の終了命令のみに付加することになる。尚、初期状
態において一番最初の命令を処理するジオメトリ・プロ
セッサは必ずジオメトリ・プロセッサ２７（宛先は１）
とする。

【００１７】グラフィックス・バス・コントローラ１９
はＩＤ部の計算を行い、命令を処理するジオメトリ・プ
ロセッサのＦＩＦＯ（２３〜２６）に命令を送る。命令
を送られたジオメトリ・プロセッサは、命令の種別に従
いジオメトリ演算を行い、再びＦＩＦＯに演算後の命令
を書き込む。ラスター変換器２１は、ジオメトリ・プロ
セッサ２７から演算後の命令を読み込み、ドットイメー
ジを生成し、フレームメモリ２２を更新する。同時にラ
スター変換器２１は命令のＩＤ部４１の下位１バイトの
値から次に読み込むジオメトリ・プロセッサ（２７〜３
０）のＦＩＦＯ（２３〜２６）を決定し、処理を繰り返
す。以上の手順により、グラフィックス・バス・コント
ローラ１９が計算した命令のＩＤ部４１の値の順序に従
って、ラスター変換器２１が命令を受け取るため、必ず
描画の順序は保証される。

【００１８】図１０は描画命令にプロセッサを割り当て
ＩＤ部４１にプロセッサの識別子を設定する計算制御フ
ローである。グラフィックス・バス・コントローラ１９
は、対象命令を処理するジオメトリ・プロセッサの宛先
情報をＩＤ１、その次の命令を処理するジオメトリ・プ
ロセッサの宛先情報をＩＤ２と表現している。描画命令
を受け取ったならば（１４０）、その命令が処理の一番
最初の描画命令かを判断し（１４１）、初めての命令で
あれば該命令を実行するジオメトリ・プロセッサは識別
子（宛先）１のジオメトリ・プロセッサとしＩＤ１に情
報を設定するとともに記憶しておく（１４２）。さらに
その命令が１頂点データ（命令ストリームが１命令で終
わる）であるかを判定し（１４３）、１頂点でなけれ
ば、ＩＤ２にも実行プロセッサの識別子を設定（１４
４）、ＩＤ部の設定が終了したら該当ジオメトリ・プロ
セッサに命令を転送する（１４６）。１頂点の場合は、
全ジオメトリ・プロセッサの負荷を判定して次の命令ス
トリームを割当てるジオメトリ・プロセッサを決定しＩ
Ｄ２に設定し（１４５）、該当ジオメトリ・プロセッサ
に命令を転送する（１４６）。初めての命令でなけれ
ば、すでに任意のジオメトリ・プロセッサが割当てられ
いくつかの命令が処理されているストリームに属する命
令かを判定し（１４７）、該当ストリームがあればその
中の最後の命令かを判定（１４８）、最後の命令であれ
ばＩＤ１に実行ジオメトリ・プロセッサの識別子を設定
し、さらに全ジオメトリ・プロセッサの負荷を判定して
次の命令ストリームを割当てるジオメトリ・プロセッサ
を決定しＩＤ２に設定し（１４９）、該当ジオメトリ・
プロセッサへ転送する（１５５）。該当ストリームの最
後の命令でなければ、ＩＤ１とＩＤ２に実行ジオメトリ
・プロセッサの識別子を設定し（１５０）、該当ジオメ
トリ・プロセッサへ転送する（１５５）。新しいストリ
ームの命令であれば記憶してある次のストリームに割当
てるジオメトリ・プロセッサの識別子をＩＤ１に設定す
る（１５１）。さらにその命令が１頂点データであるか
を判定し（１５２）、１頂点でなければ、ＩＤ２に実行
ジオメトリ・プロセッサの識別子を設定し（１５３）、
該当ジオメトリ・プロセッサに命令を転送する（１５
５）。１頂点の場合は、全ジオメトリ・プロセッサの負
荷を判定して次の命令ストリームを割当てるジオメトリ
・プロセッサを決定しＩＤ２に設定すると共に記憶して
おき（１５４）、該当ジオメトリ・プロセッサに命令を
転送する（１５５）。なお、描画命令がなくなり描画終
了を識別した時（１５６）に本処理を終了する。

【００１９】なお、画順序情報の指定は、本発明で述べ
た描画順序情報の指定を含むプロトコルを応用プログラ
ムに公開し応用プログラム自身が定義する方法の他、応
用プログラムでの実行順序を描画順序情報として応用プ
ログラムでの描画命令ストリームの出現順序を検出して
描画順序情報の指定を含むプロトコルを生成する手段
（ライブラリ・プログラム）を設ける方法がある。

【００２０】実施例２として、ＣＰＵから渡されるデー
タが個々の頂点毎ではなく複数の頂点の集合である描画
命令ストリームの場合を考える。図１１は描画命令スト
リームの形式である。１つの命令は、ヘッダ部分の１２
バイトとデータ部分の（２４バイト＊頂点数）バイトで
構成され、ヘッダ部分は命令の種別を示すオペコード部
１２０、描画順序情報を示すＩＤ部１２１、頂点数を示
すカウント部１２８、およびデータ部分は各３次元座標
の座標値を表すｘ座標１２２、ｙ座標１２３、ｚ座標１
２４、と座標の色を赤（Ｒ）／緑（Ｇ）／青（Ｂ）で表
すＲ値１２５、Ｇ値１２６、Ｂ値１２７の任意数の集合
で構成される。オペコード部ｎ１の値の意味は ０００１：折れ線の座標データ ０００２：三角形列の座標データ ＩＤ部１２１の値はグラフィックスシステム内で変化す
ることはない。ジオメトリ演算部で産出した描画命令ス
トリームにおいて、図１２に示す情報（図６の変型）を
生成、図７の手段を用いて描画順序に従ってラスター変
換部に描画命令ストリームを転送することにより、実現
できる。

【００２１】図１２は描画命令ストリームの描画順序管
理テーブルの構成を示したものである。描画順序管理テ
ーブル１３０は図６と同様、４バイト構成であり項目数
は２５６個とする。この２５６という数値は描画命令ス
トリームの中の描画順序を設定する項目の２バイトのう
ち１バイトで指定できる限界値を用いている。これは描
画順序情報の１つとしてプロセス識別子も用いる時に１
バイトを使用することを考慮して設けた数値であるが、
情報の設定方法や設定格納するメモリの容量などによっ
て変更してもよい。描画順序管理テーブル１３０の値は
受け取った描画命令をバッファに格納する時に順序情報
を識別し、描画命令ストリーム格納バッファ１３１に格
納されている１番目の描画命令ストリーム１３５の描画
順序は２なので２番目の項目１３４に描画命令ストリー
ム１３５の先頭アドレスを設定し、２番目の描画命令ス
トリーム１３３の描画順序は１なので１番目の項目１３
２に描画命令ストリーム１３３の先頭アドレスを設定す
る、という対応で各情報を格納する。描画順序管理テー
ブル１３０の各項目の初期値は０とし、各項目が０の場
合は該当する順番のデータが未受理と判断する。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、応用プログラムを複数
のＣＰＵの上で複数のスレッドで並列に処理し、各スレ
ッドが順次生成する描画命令ストリームが混在して転送
されても、応用プログラムが指定もしくは意識して実行
した描画順序通りに描画が行われるので、並列プロセッ
サを用いた表示処理装置においても、正しい品質の描画
が可能となる。また、応用プログラムの各スレッド間で
グラフィックスシステムへ転送する際に排他制御を行な
う必要が無くなり、排他制御のオーバヘッドを無くすこ
とができ、また、複数のスレッドの並列度を上げること
ができ、高速描画が可能になる。また、応用プログラム
から描画順序を明示的に指示することにより、応用プロ
グラムにおいて実行順序に縛られたコーディングを行な
う必要がなくなり、ＡＰＩに柔軟性を持たせることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の概要を説明するための図である。

【図２】本発明による表示処理装置を含むシステムの構
成を示すブロック図である。

【図３】描画命令の形式を示す図である。

【図４】描画命令ストリームの例（折れ線）を示す図で
ある。

【図５】描画命令ストリームの例（三角形列）を示す図
である。

【図６】描画順序管理テーブルの構成と該テーブルと描
画命令格納バッファの関係を示す図である。

【図７】転送制御情報の構成を示す図である。

【図８】描画命令のＩＤ部の処理の流れを示すブロック
図である。

【図９】描画命令のＩＤ部の処理のフローチャートを示
す図である。

【図１０】描画命令のＩＤ部の計算制御処理のフローチ
ャートを示す図である。

【図１１】描画命令ストリームの形式を示す図である。

【図１２】描画命令ストリームの描画順序管理テーブル
の構成を示す図である。

【符号の説明】

１１〜１４ 主プロセッサ １５ バス・コントローラ １６ 主メモリ １７ システムバス １８ Ｉ／Ｏ制御装置 １９ グラフィックス・バス・コントローラ ２０ メモリ ２１ ラスター変換器 ２２ フレームメモリ ２３〜２６ 入出力ＦＩＦＯ ２７〜３０ ジオメトリ・プロセッサ ３１〜３４ メモリ ５０ 応用プログラム ５１〜５４ スレッドプログラム ５５〜５８ 描画命令ストリームの描画命令 ５９〜６２ 描画順序情報 ６３ グラフィックスシステム ６４ 順序情報識別手段 ６５ 描画順序情報 ６６ ジオメトリ演算部 ６７ 順序制御手段 ６８ ラスター変換部 ６９〜７２ 新描画命令ストリーム ７３ ＣＲＴ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｇ０６Ｔ 13/00 9365−5Ｈ Ｇ０６Ｆ 15/62 ３４０ Ａ (72)発明者 桑名 利幸 茨城県日立市大みか町五丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 萬田 雅人 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町5030番地 株 式会社日立製作所ソフトウェア開発本部内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列動作可能な複数のプロセッサにより
   描画命令を処理し、その処理結果に基づき表示画面上に
   表示を行なう並列プロセッサを用いる表示装置であっ
   て、 上位装置において複数のスレッドからなる応用プログラ
   ムの夫々のスレッドが順次生成するストリーム順序情報
   及び描画順序情報を有する描画命令からなる描画命令ス
   トリームが混在して転送された複数の描画命令ストリー
   ムを受信する受信手段と、 記憶装置に前記受信した描画命令を順次格納し、かつ前
   記ストリーム順序情報及び描画順序情報に基づき該順次
   格納した各描画命令の描画順序を指定するテーブルを作
   成する手段と、 該テーブルを参照して描画順序にしたがい記憶装置から
   描画命令を読み出し、該描画命令に対して該描画命令を
   処理するプロセッサを前記複数のプロセッサの中から割
   り当てる割当手段と、 プロセッサの処理結果を前記描画順序にしたがい順次読
   み込み描画命令ストリーム毎に描画を行なう描画手段を
   備えることを特徴とする並列プロセッサを用いる表示装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の並列プロセッサを用いる
   表示装置において、 前記テーブルは、描画命令ストリーム順に該ストリーム
   内の描画命令の前記記憶装置におけるアドレスを描画順
   序にしたがい格納することを特徴とする並列プロセッサ
   を用いる表示装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の並列プロセッサを用いる
   表示装置において、 前記割当手段は、前記各描画命令のＩＤ部に該描画命令
   に割り当てられる第１のプロセッサの識別子と該描画命
   令に続く次描画命令に割り当てられる第２のプロセッサ
   の識別子を設定し、 前記記憶装置から読み出された描画命令の第１のプロセ
   ッサの識別子として前記複数のプロセッサの中からその
   負荷状態に基づき選択したプロセッサのプロセッサ識別
   子を設定し、前記第２のプロセッサの識別子としては、
   次描画命令が同一描画命令ストリームに属するときは第
   １のプロセッサの識別子と同一のプロセッサの識別子を
   設定し、次描画命令が他の描画命令ストリームに属する
   ときは前記複数のプロセッサの中からその負荷状態に基
   づき選択したプロセッサのプロセッサ識別子を設定する
   ことを特徴とする並列プロセッサを用いる表示装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の並列プロセッサを用いる
   表示装置において、 前記描画手段は、読み込んだ描画命令にしたがい描画を
   行ない、該読み込んだ描画命令のＩＤ部に設定された第
   ２のプロセッサの識別子で指定されるプロセッサから次
   の描画命令を読み込むことを特徴とする並列プロセッサ
   を用いる表示装置。
5. 【請求項５】 並列動作可能な複数のプロセッサにより
   描画命令を処理し、その処理結果に基づき表示画面上に
   表示を行なう並列プロセッサを用いる表示装置であっ
   て、 上位装置において複数のスレッドからなる応用プログラ
   ムの夫々のスレッドが順次生成する複数の頂点データか
   らなりストリーム順序情報及び頂点数情報を有する描画
   命令ストリームが並列して転送された複数の描画命令ス
   トリームを受信する受信手段と、 記憶装置に前記受信した描画命令ストリームを順次格納
   し、かつ前記ストリーム順序情報に基づき該順次格納し
   た各描画命令ストリームの描画順序を指定するテーブル
   を作成する手段と、 該テーブルを参照して描画順序にしたがい記憶装置から
   描画命令を読み出し、該描画命令に対して該描画命令を
   処理するプロセッサを前記複数のプロセッサの中から割
   り当てる割当手段と、 プロセッサの処理結果を前記描画順序にしたがい順次読
   み込み描画命令ストリーム毎に描画を行なう描画手段を
   備えることを特徴とする並列プロセッサを用いる表示装
   置。