[发明专利]图像处理单元及图像处理单元执行的方法

说明书

技术领域

本发明的实施例有关于一种图像处理系统的架构。

背景技术

在计算机图像领域，渲染是指将图像对象或模型的描述在显示设备上生成图像的过程。图像处理单元(graphics processing unit，GPU)渲染2D及3D图像对象成为图像元素(像素)，2D及3D图像对象通常由一些例如是点、线、多面体以及更高阶多面体的图元(primitive)的合成表示。

GPU一般包含用于渲染操作的渲染流水线。渲染流水线包含下列主要阶段:(1)顶点处理(vertex processing)，处理及转变顶点(用于描述图元)为投射空间(projection space)，(2)光栅化(rasterization)，这将每个图元转化为一组像素，并与显示器的像素格(pixel grid)对齐，其包含位置，颜色，普通(normal)及纹理(texture)等属性，(3)片断处理(fragment processing)，处理每一组像素，以及(4)输出处理，将所有图元的像素合成进2D显示空间。

为编写GPU执行的高性能的软件已经开发出多种编写架构。举例来说，举例来说，开放计算语言(Open Computing Language)的OpenCL^TM是一种应用程序界面(Application Program Interface，API)，其支持在跨平台硬件上的大量并行代码的执行，以及开放图像库(Open Graphics Library)的(还有其在嵌入式系统上的变形，(OpenGL for Embedded Systems，GLES))，这是一个支持在跨平台上渲染2D与3D图像的API。图像系统通常在处理的不同阶段调用这些API。举例来说，在中央处理器上运行的API能发送命令指挥GPU来执行图像处理及帧合成的内核代码。举例来说，这些API可包含多于一个API类型；也就是说，可以被编写进例如OpenGL与OpenCL等的两种或更多种编程框架。不同API类型的API发出不同命令类型的命令来执行不同内核代码类型的内核代码。举例来说，OpenCL的API发出OpenCL命令来执行OpenCL内核代码；OpenGL的API发出OpenGL命令来执行OpenGL内核代码。在内核代码执行中，从一个框架切换到另一个框架涉及到内容切换(context switching)。而频繁的内容切换会大幅降低每秒帧率(frames per second，FPS)等的系统性能。因此，需要解决这样内容切换引起的性能影响。

发明内容

因此，本发明为了解决GPU中在执行多于一个编程框架编写的代码时需要的内容切换会降低系统性能的技术问题。

本发明提供一种图像处理单元，用于并行执行用多于一个编程框架编写的内核代码，该图像处理单元包含：第一命令解码器，解码由第一应用程序界面发出的第一组命令，以执行第一编程框架的第一内核代码；第二命令解码器，解码由第二应用程序界面发出的第二组命令，以执行第二编程框架的第二内核代码；多个着色器核心；以及流水线管理器，耦接到该第一命令解码器、该第二命令解码器与该些着色器核心，该流水线管理器用于分派第一组着色器核心与第二组着色器核心，来根据解码命令并行地分别执行该第一内核代码与该第二内核代码。

本发明另提供一种图像处理单元执行的方法，用于并行执行用多于一个编程框架编写的内核代码，该方法包含：从驱动模块接收多个命令，用于在并行模式下执行第一编程框架的第一内核代码以及第二编程框架的第二内核代码，其中该些命令包含由第一应用程序界面发出的第一组命令以及由第二应用程序界面发出的第二组命令；用第一命令解码器解码该第一组命令并用第二命令解码器解码该第二组命令；以及根据解码的命令并行地由第一组着色器核心执行该第一内核代码且由该第二组着色器核心执行该第二内核代码。

本发明所提出的图像处理单元及图像处理单元执行的方法能并行处理不同编程框架所编写的内核代码，从而降低了内容切换操作，提升了系统的整体性能。

本发明的这些及其他的目的对于本领域的技术人员来说，在阅读了下述优选实施例的详细说明以后是很容易理解和明白的，所述优选实施例通过多幅图予以揭示。

附图说明

图1显示根据本发明一实施例的图像系统。

图2显示根据本发明一实施例的支持两个并行流程处理的GPU。

图3显示根据本发明一实施例的处理图像应用的时间线。