CN1042678C - 一种图形处理装置的串接装置及方法 - Google Patents

Abstract

图形处理装置的串接装置，包括：一时序产生装置；一像素同步装置；一层次比较装置；一模式选择装置；一串接控制装置；一色码输出装置，其方法为：将复数个图形处理装置串接，设其中之一为主图形、其它为次图形的处理装置，由主图形处理装置提供一像素与图场同步信号给其它次图形处理装置；利用一串接层次码进行层次比较，依其比较结果，再利用一串接控制信号控制各图形处理装置的色码输出次序；使各图形处理装置依序输出的色码都汇集到一色码总线上。

Description

一种图形处理装置的串接装置及方法

本发明涉及一种图形处理装置的串接装置及方法。

通常图形处理装置的图形处理能力会受到其硬件结构的限制，因此当其硬件结构固定后，其图形处理能力就很难再提高。另外，现有技术中的图形处理装置大多无法做到两个以上的串接处理，不然就是串接后无法再做层次上的处理。因此，无法处理系统处理能力以外的特殊图形处理效果。

有鉴于此，本发明的一个目的是在图形处理需求大于硬件的最大处理能力时，提供扩充的空间。

本发明的另一个目的是串接的各图形处理装置的功能可不必相同，如此便不须将各种特殊的处理功能都集中到一晶片上。

本发明的目的是提供一种在不同图形处理装置间的串接方法及装置，将具有这种串接装置的图形处理电路(IC)串接起来，藉以增强整个系统的图形处理能力。

本发明提供的一种图形处理装置的串接装置，用以串接一主图形处理装置及至少一个次图形处理装置，其中包括：

一时序产生装置，用以产生各种图形处理所需的控制时序及同步信号，并且要能产生或接收一像素同步信号及一图场同步信号，使扫描时序可和各图形处理装置同步；

一像素同步装置，用以依据前述像素同步信号，使各图形处理装置的色码及层次码与前述主图形处理装置的像素同步信号同步；

一层次比较装置，用以比较由前述像素同步装置输出的一图形处理装置的层次码和由其后一级图形处理装置输出的层次码的层次并且将经过比较得到的较高层的层次码传送给其前级图形处理装置做比较；

一串接控制装置，用以接收前述层次比较装置，输出的层次码及像素同步装置输出的层次码，并且据以控制色码的输出；

一色码输出装置，用以接收由前述像素同步装置输出的色码资料，并且受到前述串接控制单元输出的一控制信号控制以决定是否输出色码资料。

本发明提供的串接方法，包括了如下的步骤：(1)首先将复数图形处理装置串接，即如图1所示，设定其中一个为主图形处理装置，其它的为次图形处理装置，且由主图形处理装置提供一像素同步信号及一图场同步信号给其它的次图形处理装置；(2)利用一串接的层次码依序由最后两级的图形处理装置开始进行层次码比较，再将层次较高的层次码提供给前一级图形处理装置进行层次比较；(3)依据层次比较的结果，再利用一串接的控制信号来控制各图形处理装置的色码输出次序；(4)使各图形处理装置依序输出的色码都汇集到一色码总线上。

为了更清楚地说明本发明的方法、装置及特点，兹配合附图详细说明较佳实施例如下：

附图的简单说明：

图1是本发明的串接方式的方框图；

图2是一图形处理装置结构的方框图；

图3是一时序产生装置结构的万框图；

图4是时序产生装置内的时序图；

图5是本发明的串接装置的方框图；

图6是本发明的串接装置的一较佳实施例的电路图；

图7是本发明的串接装置的另一较佳实施例的电路图；

图8是本发明的一显示结果的图式；

图9是本发明的另一显示结果的图式。

请参阅图1，本发明的串接方式是将复数个图形处理装置串接起来，并且设定其中一个为主图形处理装置10，其它则分别是第一次图形处理装置20、第二次图形处理装置21等。由主图形处理装置10控制整个系统的扫描时序的同步。其间并利用串接的层次码11、12及13来控制各图形的景深，因此不同图形处理装置所产生的图形的前后顺序可由软件来控制。而当不同图形处理装置所产生的图形的层次码相同时，其基本的排列顺序即由最前级的图形处理装置依序排列至最后级的图形处理装置。同时其利用一串接信号14、15及16来控制各图形处理装置的色码17输出，使各图形处理装置的色码输出可接至同一组总线上，而在一像素时钟18的周期时间内只可以有一图形处理装置的色码输出。且若其色码输出的只是颜色的代码则需再经由一调色盘30来转换成RGB信号。

一般而言，要使两个以上的不同图形处理装置可以平行处理，首先就须解决在不同图形处理装置间的同步问题。本发明是利用两个不同性质的同步信号来解决不同图形处理装置间的同步问题，即：一像素同步信号18，用以使色码输出及层次码间同步；和一图场同步信号19，用以使扫描时序同步，各图形处理装置均在每一个图场结束后或开始前做一次同步，因此其可利用跟垂直周期有关的信号来设定每一图场的起始值。前述的像素同步信号18及图场同步信号19都是由主图形处理装置10送出，而各次图形处理装置20及21便依这个同步信号来调整其内部的处理时序。

请参阅图2，通常一个电视游戏机所使用的图形处理装置包括下列几个部分：一时序产生装置40，用以产生一电视所需的同步信号及控制时序信号；一系统控制单元42，用以作为和一控制系统(未图示)间的介面，可控制图形处理装置的操作模式；至少一个图形运算单元44，用以将各种图形参数转换为和扫描时序一致的图形颜色及亮度信号；一权位控制单元46，用以在有复数个图形运算单元时，判断色码输出的顺序。

在本发明中，为了要串接复数个图形处理装置，故必须先使各图形处理装置同步。请参阅图3，本发明中的时序产生装置包括：一时基信号产生器50，用以接收一输入的时钟信号，并藉以产生一图形处理所需的基本时钟信号(dotclck)；一水平计数器51，用以依据前述时基信号产生器50产生的基本时钟信号计算一条水平扫描线的时间；一水平解码器52，用以接收由前述水平计数器51输出的水平计数数据HD，并将水平计数数据解码成各种图形处理所需的水平控制时序HCCK及同步信号HS；一垂直计数器53，用以依据前述水平解码器52输出的水平周期信号HPS计算一个图场的时间；一垂直解码器54，用以接收由前述垂直计数器53输出的垂直计数数据VD，并将垂直计数数据解码成各种图形处理所需的垂直控制时序VCCK及同步信号VS以及一垂直消隐信号(Vblank)；一主副系统同步装置60，用以利用一主副系统选择信号SD来决定一图形处理装置在整个系统中的角色，亦即控制其时基信号产生器50产生的基本时钟信号及垂直解码器54输出的垂直消隐信号(Vblank)的输出与否。其中，前述主副系统同步装置60包括：一像素同步信号输出控制装置57，可为一三态输出入缓冲器(tri-state I/O buffer)，用以受主副系统选择信号控制以决定输出时钟信号产生器50产生的基本时钟信号作为像素同步信号(pixel clock)或自主图形处理装置中输入一像素同步信号；一图场同步信号输出控制装置56，亦可为一三态输出入缓冲器，用以受主副系统选择信号控制以决定输出由前述垂直解码器54输出的垂直消隐信号(Vblank)作为图场同步信号或是自主图形处理装置中输入一图场同步信号；一正缘检知器55，由前述垂直消隐信号((Vblank)的正缘得到一设定信号(prese)以设定前述水平计数器51及垂直计数器53在每一个图场的起始值。其设定的方法是分别利用两个或门58及59来设定水平起始值及垂直起始值，请参阅图4，图4显示图3的电路的时序图。如此，当其为主图形处理装置时，像素同步信号及垂直消隐信号(Vblank)为输出，而当其为次图形处理装置时，像素同步信号及垂直消隐信号(Vblank)为输入。像素同步信号提供给层次比较及色码输出作同步用，而图形处理装置内部所使用的像素的最小时间单位还是采用本身产生的基本时钟信号。

请参阅图5，本发明的图形处理装置的串接装置用以串接一主图形处理装置及至少一个次图形处理装置，其可置于图2所示的权位控制单元46之后做色码输出的控制。此串接装置包括：一时序产生装置40，用以产生各种图形处理所需的控制时序及同步信号，并且要能产生或接收一像素同步信号及一图场同步信号，使扫描时序可和各个图形处理装置同步；一像素同步装置70，用以依据前述时序产生装置40的像素同步信号(pixel clock)，使各图形处理装置的色码及层次码与前述主图形处理装置的像素同步信号同步，其可由一组D型触发器构成；一层次比较装置72，用以比较由前述像素同步装置70输出的一图形处理装置的层次码和由其后一级图形处理装置输出的层次码(level-in)间的层次，并且将经过比较得到的较高层的层次码(level-out)传送给其前级图形处理装置做比较，其中各层次码包含图形的景深层次及透明两种数据；一模式选择装置74，用以接收由前述像素同步装置70输出的层次码TPIC及前述层次比较装置72输出的层次码，再受一模式选择信号CM控制以选择不同图形处理装置间层次重叠的模式(稍后再加以说明)；一串接控制装置76，用以接收由前述模式选择装置74输出的层次比较结果及由前级图形处理装置输出的层次比较结果CASENI，并且据以控制色码的输出；一色码输出装置78，可为一缓冲器，用以接收由前述像素同步装置70输出的色码数据，并且受到前述串接控制单元76输出的一控制信号CCOE控制以决定是否输出色码数据，亦即若前级图形处理装置已有输出，则关闭本身的色码输出并通知后级图形处理装置关闭色码输出，若前级图形处理装置没有输出而本身要输出，则打开前述色码输出装置让色码输出并通知后级图形处理装置不作输出，又若前级图形处理装置及本身均无输出，则通知后级图形处理装置作输出判断。

请参阅图6，图6是本发明的串接装置的一实际电路，其可进行四层景深的处理。其中，像素同步装置70是由两级D型触发器所构成，且第一级的时钟信号DOTCK为其本身的时序产生装置所产生的像素周期信号，而第二级的时钟信号PIXCK则为从主图形处理装置送来的像素同步信号。另外，前述层次比较装置72包括：两组解码装置721及722，用以分别接收一图形处理装置本身的层次码IL[0]、IL[1]及IT和其后一级图形处理装置的层次码EPL[0]、EPL[1]及EPT，并将其解码以便于进行比较，解码装置的真值表如下表所示：TSP      L1        L0       0[3]   0[2]     0[1]     0[0]0        0        0        1        0        0        00        0        1        0        1        0        00        1        0        0        0        1        00        1        1        0        0        0        11        ×               ×                0        0        0        0由于层次码含有透明数据，因此当其为透明时(TSP=1)，解码装置的输出为零；一比较装置723，用以接收前述两个图形处理装置的经解码的层次数据LL[3:0]及EL[3:0]，并加以比较；一选择装置724，用以依据前述比较装置723的比较结果而将层次较高的层次码输出，以提供给其前级图形处理装置再做比较。请参阅图7，在前述层次比较装置72中，亦可使用一减法器725来取代图6中的解码装置721及722和比较装置723，而用正负值来判断大小。

请再参阅图6，其中，串接控制单元76使用模式选择装置74所得的结果及前级图形处理装置输出的层次比较结果CASENI来控制色码的输出，且CASENI即为来自前一级图形处理装置的CASENO。而模式选择装置74是利用由内部程序控制的一模式选择信号CM来选择层次比较前(即其本身的透明数据)或比较后的结果，若选择层次比较后的结果，则是以层次码为主要图形层次排列的依据，若选择比较前本身的透明数据，则是以图形处理装置的串接顺序为主要的图形层次排列依据。两者的结果如图8及图9所示，图8是以层次码为主要图形层次排列的依据，图9则是以图形处理装置的串接顺序为主要图形层次排列的依据。其中，图像91及92为主图形处理装置内两图形运算单元输出的结果，而图像91的层次码为2，图像92的层次码为1；图像93及94则为次图形处理装置内两图形运算单元输出的结果，且图像93的层次码为2，图像94的层次码为1。在图8中，图像95为显示其层次排列的结果，其顺序分别为图像92、图像94、图像91及图像93。而在图9中，其层次排列的结果，图像96的顺序则为图像92、图像91、图像94及图像93。

虽然本发明已以一较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求范围所界定者为准。

Claims (8)

1．一种图形处理装置的串接装置，用以串接一主图形处理装置及至少一个次图形处理装置，其特征在于，其中包括：

一时序产生装置，用以产生各种图形处理所需的控制时序及同步信号，并且要能产生或接收一像素同步信号及一图场同步信号，使扫描时序可和各图形处理装置同步；

一像素同步装置，用以依据前述像素同步信号，使各图形处理装置的色码及层次码与前述主图形处理装置的像素同步信号同步；

一层次比较装置，用以比较由前述像素同步装置输出的一图形处理装置的层次码和由其后一级图形处理装置输出的层次码的层次，并且将经过比较得到的较高层的层次码传送给其前级图形处理装置做比较；

一串接控制装置，用以接收前述层次比较装置输出的层次码及像素同步装置输出的层次码，并且据以控制色码的输出；

一色码输出装置，用以接收由前述像素同步装置输出的色码数据，并且受到前述串接控制单元输出的一控制信号控制以决定是否输出色码数据。

一模式选择装置，用以接收由前述像素同步装置输出的层次码及前述层次比较装置输出的层次码，再受一模式选择信号控制以选择不同图形处理装置间层次重叠的模式。

2．如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，前述时序产生装置包括：

一时基信号产生器，用以接收一输入的时钟信号，并藉以产生一图形处理所需的基本时钟信号；

一水平计数器，用以依据前述时基信号产生器产生的基本时钟信号计算一条水平扫描线的时间；

一水平解码器，用以接收由前述水平计数器输出的水平计数数据，并将水平计数数据解码成各种图形处理所需的水平控制时序及同步信号；

一垂直计数器，用以依据前述水平解码器输出的水平周期信号计算一个图场的时间；

一垂直解码器，用以接收由前述垂直计数器输出的垂直计数数据，并将垂直计数数据解码成各种图形处理所需垂直控制时序及同步信号；

一主副系统同步装置，用以控制前述时基信号产生器产生的基本时钟信号及前述垂直解码器输出的一垂直消隐信号的输出与否。

3．如权利要求2所述的装置，其特征在于，其中，前述主副系统同步装置包括：

一像素同步信号输出控制装置，用以受一主副系统选择信号控制以决定输出前述时基信号产生器产生的基本时钟信号作为像素同步信号或自前述主图形处理装置中输入像素同步信号；

一图场同步信号输出控制装置，用以受主副系统选择信号控制以决定输出由前述垂直解码器输出的一垂直消隐信号作为图场同步信号或自前述主图形处理装置中输入图场同步信号；

一正缘检知器，从前述垂直消隐信号的正缘得到一设定信号以设定前述水平计数器及垂直计数器在每一个图场的起始值。

4．如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，前述层次比较装置包括：

两组解码装置，用以分别接收一图形处理装置的层次码及其后一级图形处理装置的层次码，并将其解码以便于进行比较；

一比较装置，用以接收前述两图形处理装置的经解码的层次数据，并加以比较；

一选择装置，用以依据前述比较装置的比较结果而将层次较高的层次码输出，以提供给其前级图形处理装置再做比较。

5．如权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，前述层次比较装置包括：

一减法器，用以分别接收一图形处理装置的层次码及其后一级图形处理装置的层次码，并将其相减；

一选择装置，用以依据前述减法器相减的结果，而将层次较高的层次码输出，以提供给其前级图形处理装置再做比较。

6．一种图形处理装置的串接方法，其特征在于，包括如下步骤：

(Ⅰ)将复数个图形处理装置串接，设定其中一个为主图形处理装置，其它为次图形处理装置，且由主图形处理装置提供一像素同步信号及一图场同步信号给其它的次图形处理装置；

(Ⅱ)利用一串接的层次码依序由最后两级的图形处理装置开始进行层次码比较，再将层次较高的层次码提供给前一级图形处理装置进行层次比较；

(Ⅲ)依据层次比较的结果，再利用一串接的控制信号来控制各图形处理装置的色码输出次序；

(Ⅳ)使图形处理装置依序输出的色码都汇集到一色码总线上。

7．如权利要求6所述的方法，其特征在于，其中，前述层次码是用以定义图形的景深，其包含图形层次数据及透明数据。

8．如权利要求6所述的方法，其特征在于，其中，前述串接控制信号的控制顺序是由最前面一级的图形处理装置，依层次比较的结果来判断色码是否要输出，若要输出则需关闭其后一级图形处理装置的色码输出，若不输出则再由后一级的图形处理装置，依层次比较的结果来判断色码是否要输出。

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