用于存儲器帶寬有效的顯示合成的系統(tǒng)及方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]現(xiàn)代計算機用戶接口利用多個應(yīng)用層以便向用戶呈現(xiàn)較豐富的內(nèi)容。屏幕合成期間所使用的這些應(yīng)用層由主動應(yīng)用程序產(chǎn)生。一個應(yīng)用程序可形成一或多個層。舉例來說，出于審美原因及功能原因兩者，用戶接口設(shè)計者可偏好特定視窗或視窗的部分為半透明的。審美益處的實例為使得用戶能夠經(jīng)由前景層的一部分觀看背景層中的至少一些背景層，此增強了用戶接口的觀看及感受。功能益處的實例為使得用戶能夠經(jīng)由前景層的一部分從背景層觀看信息，所述信息原本將受所述前景層阻擋。
[0002]在這些情形中，用戶接口合成的特定像素(例如，顯現(xiàn)為半透明的像素)包含來自一個以上應(yīng)用程序的像素數(shù)據(jù)。需要由各種系統(tǒng)組件從存儲器讀取并寫入到存儲器的像素數(shù)據(jù)的量隨著有助于特定用戶接口合成的應(yīng)用程序的數(shù)目而增加。另外，對日益增高的刷新速率及屏幕分辨率的期望給從存儲器讀取且寫入到存儲器的像素數(shù)據(jù)的量帶來進一步負擔(dān)。功率消耗根據(jù)需要從存儲器讀取且寫入到存儲器的像素數(shù)據(jù)的量而變化，且因此功率消耗增加且存儲器帶寬變成限制性因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的實施例涉及一種多媒體系統(tǒng)，其包含:處理器，其耦合到存儲器；三維(3D)圖形引擎，其用以產(chǎn)生3D圖形內(nèi)容；及顯示控制器，其用以處理并輸送像素數(shù)據(jù)以供經(jīng)由顯示接口發(fā)射到顯示器。所述處理器、所述3D圖形引擎及所述顯示控制器中的每一者使用公用解壓縮方案來存取存儲于所述存儲器中的像素數(shù)據(jù)。另外，所述處理器、所述3D圖形引擎及所述顯示控制器中的每一者使用公用壓縮方案將像素數(shù)據(jù)存儲于所述存儲器中。
[0004]本發(fā)明的其它實施例涉及一種方法，其包含由三維(3D)引擎存取存儲于存儲器中的像素數(shù)據(jù)且隨后將所述像素數(shù)據(jù)解壓縮。所述方法還包含由所述3D引擎處理所述像素數(shù)據(jù)且由所述3D引擎壓縮所述經(jīng)處理像素數(shù)據(jù)并隨后將所述經(jīng)處理像素數(shù)據(jù)發(fā)射到顯示控制器。此外，所述方法包含由所述顯示控制器將所述經(jīng)處理像素數(shù)據(jù)解壓縮且隨后將所述經(jīng)處理像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合于經(jīng)由顯示接口發(fā)射到顯示器的格式。分別使用公用壓縮方案及公用解壓縮方案來執(zhí)行對數(shù)據(jù)的所述壓縮及所述解壓縮。
【附圖說明】
[0005]圖1展示實例性多媒體系統(tǒng)的框圖；
[0006]圖2展示多媒體系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流框圖；
[0007]圖3展示包含多個層的用戶接口的實例；且
[0008]圖4展示實例性方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0009]特定用戶接口合成解決方案以局部化方式利用壓縮及解壓縮以減小像素數(shù)據(jù)的存儲器占用面積。即，較廣泛的多媒體系統(tǒng)中的特定功能塊(例如，三維(3D)引擎、二維(2D)引擎或視頻控制器)在將像素數(shù)據(jù)寫入到存儲器時使用壓縮方案且在從存儲器讀取像素數(shù)據(jù)時使用對應(yīng)解壓縮方案。由于像素數(shù)據(jù)被壓縮，因此此使得所述像素數(shù)據(jù)能夠以減小存儲器占用面積的方式存儲于系統(tǒng)存儲器處。然而，在像素數(shù)據(jù)被發(fā)送到不利用上文所闡釋的壓縮/解壓縮方案的另一功能塊時，像素數(shù)據(jù)必須以非壓縮的方式發(fā)送使得其它功能塊可適當(dāng)?shù)亟庾g數(shù)據(jù)。因此，雖然在由采用壓縮/解壓縮方案的功能塊進行讀取及/或?qū)懭霑r像素數(shù)據(jù)的存儲器占用面積被最小化，但在功能塊之間傳送像素數(shù)據(jù)時所利用的存儲器帶寬無法減小。因此且如上文所闡釋，功率消耗(其根據(jù)所發(fā)射的像素數(shù)據(jù)的量而變化)并不減小且隨著對較高分辨率顯示器及較高刷新速率的需求增加，存儲器帶寬變成限制性因素。這些問題因多層或多應(yīng)用程序合成情景的當(dāng)前趨勢而加重，其中需要來自多個層或應(yīng)用程序的像素數(shù)據(jù)在顯示器上產(chǎn)生對應(yīng)像素。
[0010]根據(jù)各個實施例，在多媒體系統(tǒng)中采用端到端壓縮/解壓縮方案，使得所述系統(tǒng)的每一功能單元利用公用壓縮及/或解壓縮方案，從而使得像素數(shù)據(jù)能夠以經(jīng)壓縮方式在功能單元之間發(fā)射。因此，減小了在功能單元之間或在功能單元與存儲器之間傳送的像素數(shù)據(jù)的量，且因此也減小了總體系統(tǒng)的功率消耗。另外，對于給定量的帶寬可在功能單元之間傳送較多像素數(shù)據(jù)且對于給定量的存儲器帶寬可在功能單元與存儲器之間傳送較多像素數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)其中由多個應(yīng)用程序的像素數(shù)據(jù)產(chǎn)生顯示數(shù)據(jù)的較復(fù)雜用戶接口合成情景。
[0011]圖1展示多媒體系統(tǒng)100。系統(tǒng)100包含中央處理單元(CPU) 102及系統(tǒng)存儲器104。所述系統(tǒng)還包含3D引擎106、成像子系統(tǒng)108、視頻子系統(tǒng)110、2D引擎112及顯示控制器114?？偩€或互連件101將系統(tǒng)100的功能單元耦合以使得數(shù)據(jù)能夠在各種功能單元之間傳送。
[0012]CPU 102與系統(tǒng)存儲器104經(jīng)由互連件101通信。在一些實施例中，CPU 102執(zhí)行操作系統(tǒng)且運行用于多媒體加速器(例如3D引擎106、成像子系統(tǒng)108、視頻子系統(tǒng)110、2D引擎112及顯示控制器114)的各種本機應(yīng)用程序及驅(qū)動程序。CPU 102還負責(zé)將存儲器104分配到運行于包含多媒體系統(tǒng)100的裝置(例如個人電子裝置(例如，蜂窩式電話、便攜式平板計算機或個人數(shù)字助理)或計算機)上的應(yīng)用程序。CPU 102從存儲器104讀取各種數(shù)據(jù)，執(zhí)行對所述數(shù)據(jù)的處理，且將各種數(shù)據(jù)寫回到存儲器104。
[0013]CPU 102與3D圖形引擎106 (其可稱為圖形處理單元(GPU)進行接口連接以從存儲器104存取并操縱的各種像素數(shù)據(jù)。GPU從存儲器104讀取經(jīng)壓縮像素數(shù)據(jù)，使得與如果存儲于存儲器104中的像素數(shù)據(jù)未被壓縮相比減小了經(jīng)由互連件101傳送的數(shù)據(jù)的量。然后GPU可將經(jīng)壓縮像素數(shù)據(jù)解壓縮且將經(jīng)解壓縮數(shù)據(jù)發(fā)射到CPU 102以執(zhí)行對經(jīng)解壓縮像素數(shù)據(jù)的操作。每一像素可通過執(zhí)行于CPU 102上的程序個別地修改。隨后，CPU 102將經(jīng)處理數(shù)據(jù)發(fā)射到GPU，GPU重新壓縮像素數(shù)據(jù)且將經(jīng)壓縮像素數(shù)據(jù)存儲于存儲器104處。以此方式，減小了經(jīng)由互連件101從存儲器104傳送到GPU及從GPU傳送到存儲器104兩者的數(shù)據(jù)的量。同時，執(zhí)行于CPU 102上的任何程序可執(zhí)行對經(jīng)解壓縮像素數(shù)據(jù)的信號處理操作，從而維持此類信號處理操作的簡單性。
[0014]3D引擎106產(chǎn)生3D圖形內(nèi)容，例如用戶接口內(nèi)容、對本機應(yīng)用程序再現(xiàn)(例如，在web瀏覽器中再現(xiàn)圖形)的加速、3D游戲內(nèi)容等等。3D引擎106可包括可編程硬件塊，例如著色器單元。3D引擎106從存儲器104讀取各種數(shù)據(jù)，執(zhí)行對數(shù)據(jù)的處理，且將各種數(shù)據(jù)寫回到存儲器104。
[0015]3D引擎106從存儲器104讀取經(jīng)壓縮像素數(shù)據(jù)，使得與如果存儲于存儲器104中的像素數(shù)據(jù)未被壓縮相比減小了經(jīng)由互連件101傳送的數(shù)據(jù)的量。然后3D引擎106可將經(jīng)壓縮像素數(shù)據(jù)解壓縮且對經(jīng)解壓縮像素數(shù)據(jù)執(zhí)行信號處理操作，且每一像素可通過執(zhí)行于3D引擎106上的程序個別地修改。隨后，3D引擎106重新壓縮像素數(shù)據(jù)且將經(jīng)壓縮像素數(shù)據(jù)存儲于存儲器104處。以此方式，減小了經(jīng)由互連件101從存儲器104傳送到3D引擎106及從3D引擎106傳送到存儲器104兩者的數(shù)據(jù)的量。
[0016]由CPU 102與3D引擎106兩者使用的壓縮及解壓縮方案是相同的。因此，由于兩個功能單元均能夠?qū)⒘硪还δ軉卧褖嚎s的數(shù)據(jù)解壓縮，因此經(jīng)由互連件101傳送的像素數(shù)據(jù)可總是以經(jīng)壓縮形式傳送，借此減小了多媒體系統(tǒng)100的各種圖像處理任務(wù)所需要的存儲器帶寬。此外，由于針對給定處理任務(wù)(例如，以規(guī)定的刷新速率處理高清晰度圖像流)需要經(jīng)由互連件101發(fā)射的數(shù)據(jù)的量，因此也減小了多媒體系統(tǒng)100的功率消耗。
[0017]顯示控制器114接收像素數(shù)據(jù)且將所述像素數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合于在顯示接口(例如，HDM1、分量視頻、復(fù)合視頻、顯示串行接口(DSI)、顯示端口或其它視頻連接器格式)或無線連接(例如，IEEE 802.1lx)上發(fā)射的格式以供顯示裝置115進行隨后顯示。舉例來說，顯示控制器114從幀緩沖器讀取像素數(shù)據(jù)且經(jīng)由HDMI電纜將所述像素數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示裝置115。在一些實施例中，顯示控制器114可在發(fā)射到顯示器裝置115之前執(zhí)行對像素數(shù)據(jù)的處理。
[0018]顯示控制器114從存儲器104讀取經(jīng)壓縮像素數(shù)據(jù)或從另一功能單元(例如，3D引擎106)接收經(jīng)壓縮像素數(shù)據(jù)，使得與如果像素數(shù)據(jù)未被壓縮相比減小了經(jīng)由互連件101傳送的數(shù)據(jù)的量。然后顯示控制器11