[发明专利]用于中央处理单元和图形处理单元之间通信的设备和方法

权利要求书

1.一种数据处理设备，包括：

用来执行指令流的中央处理单元；

用来代表该中央处理单元执行图形处理操作的图形处理单元；

可被该中央处理单元和该图形处理单元访问的共用存储器，经由 所述共用存储器，数据结构可在该中央处理单元和该图形处理单元之 间共用；

总线，该中央处理单元、该图形处理单元和该共用存储器通过所 述总线进行通信，该中央处理单元经由作为用来控制该图形处理单元 的第一机构的该总线来路由控制信号；以及

在中央处理单元和图形处理单元之间的接口，该中央处理单元通 过作为用来控制该图形处理单元的附加机构的该接口提供控制信号，

其中，所述中央处理单元被配置为利用所述第一机构控制图形处 理单元以执行图形处理操作，所述图形处理操作与由该中央处理单元 执行的操作宽松耦合；并且

其中，所述中央处理单元被配置为利用所述附加机构控制图形处 理单元以执行与由该中央处理单元执行的操作紧密耦合的处理操作。

2.如权利要求1所述的数据处理设备，其中当采用该附加机构时 通过该接口提供的控制信号包括将由该图形处理单元执行的一个或 多个指令。

3.如权利要求2所述的数据处理设备，其中所述一个或多个指令 被包含在所述指令流内并且被该中央处理单元识别为将被该图形处 理单元处理的指令。

4.如权利要求2所述的数据处理设备，其中在通过所述接口提供 所述一个或多个指令之前，该中央处理单元执行切换指令以从被该中 央处理单元使用的指令集切换到被该图形处理单元使用的指令集，使 得在所述流中的随后的指令被理解为将被该图形处理单元处理的指 令。

5.如权利要求2所述的数据处理设备，其中所述一个或多个指令 中的至少一个是将指针提供给所述共用存储器中的一个或多个数据 结构的指令。

6.如权利要求2所述的数据处理设备，其中所述一个或多个指令 中的至少一个是当被执行时使数据在中央处理单元的寄存器文件和 图形处理单元的寄存器文件之间传送的指令。

7.如权利要求2所述的数据处理设备，其中所述一个或多个指令 中的至少一个指定将由图形处理单元执行的数据处理操作。

8.如权利要求1所述的数据处理设备，其中当采用该附加机构时 通过该接口提供的控制信号由所述中央处理单元执行至少一个指令 而产生。

9.如权利要求8所述的数据处理设备，其中所述控制信号将指针 提供给所述共用存储器中的一个或多个数据结构，以限定将由图形处 理单元执行的处理操作。

10.如权利要求1所述的数据处理设备，其中中央处理单元和图 形处理单元被布置成共用寄存器文件，并且当采用该附加机构时通过 该接口提供的所述控制信号指定当执行由所述控制信号限定的处理 操作时将被图形处理单元使用的共用寄存器文件中的一个或多个寄 存器。

11.如权利要求10所述的数据处理设备，其中中央处理单元被布 置成在记分板电路中识别控制信号中被指定为由图形处理单元使用 的那些寄存器，以防止当图形处理单元执行由所述控制信号限定的处 理操作时那些寄存器被中央处理单元使用。

12.如权利要求1所述的数据处理设备，其中当图形处理单元执 行由根据该附加机构通过该接口提供的所述控制信号限定的处理操 作时，中央处理单元连续执行不依赖于由图形处理单元执行的所述处 理操作的结果的指令。

13.如权利要求1所述的数据处理设备，其中在根据该附加机构 通过该接口提供所述控制信号之后，中央处理单元停止其指令执行直 到由图形处理单元响应于所述控制信号执行的处理操作的结果被中 央处理单元可用为止。