使用多线程架构的视觉和图形数据处理制造技术

可将活动和／或主动信标机制和线程同步技术应用于各种视觉和图形处理技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及视觉和图形数据处理。本专利技术尤其涉及使用活动信标机制来执行 视觉和图形数据处理操作。
技术介绍
信标(也称作临界段或互斥(mutex))是硬件和软件结构，它 允许其中多进程争夺共享资源(例如，存储器，文件)的操作的协调或同步。 一般， 信标是存储在操作系统存储器中的指定位置中的值。基于信标的值使得进程可以检 查和改变，进程可访问共享资源或等待一段时间并再次检査该信标。常规计算机系统中的信标通常实现为使用原子测试和设定或类似类型的 指令(例如，锁定、位测试、位测试和置位、位测试和复位)的硬件支持的软件例 程。使用该信标实现，可通过共享(例如，全局)数据和一个或多个信标建立生产 者-消费者通信关系。信标允许共享数据由尝试修改该数据的多个进程中的选定一 个进行修改，信标提供了数据的一致性。该信标结构是消极的，因为线程必须执行轮询操作以获取一信标。该轮 询需要消耗了可另外地用于其它用途的处理器和系统资源。因此，常规的信标会导 致效率低下。附图说明附图中，作为示例而非限制地示出本专利技术，其中相同的标号表示相似的元件。图1是大量多线程处理器架构的一个实施例的框图。图2a-2d是其中信标可用于同步线程执行的从属关系的概念性示图。图3是其中光线从光源跟踪到观察者的简单示例场景。图4是使用活动信标的光线跟踪的一个实施例的流程图。图5是使用主动有序信标的基于Z缓冲的三维图形渲染的一个实施例的流程图6是使用活动和/或主动信标的视频解码的一个实施例的流程图。具体实施方式描述了用于使用活动信标的视觉和/或图形数据处理的方法和装置。在以下的 描述中，出于说明的目的，列出了大量特定细节以提供本专利技术的透彻理解。但本领 域熟练技术人员显见的是，本专利技术可以在没有这些特定细节的情况下实施。在其它 实例中，按框图形式示出结构和装置以清晰表达本专利技术。活动信标的示例性使用的概述这里所述的是一种架构和有关方法，其中指令的多个并行被动线程(以下称 作线程)利用活动信标协调对共享资源的访问。信标被称作活动的，因为 信标实体发送消息给执行和/或控制电路以引起线程状态改变。例如，线程调度器 可以响应于未解决的从属关系将一线程置于休眠(或不活动)模式，这可以由信标 指示。与从属关系相对应的线程状态变量被用于指示该线程处于休眠模式。当解决从属关系时，将消息传递给控制电路(例如，线程调度器)，它使得 从属关系变量被清除。响应于该被清除的从属关系变量，该线程被置于活动(或唤 醒)状态。在活动状态中，执行可以在线程上进行。继续以上示例，如果一线程尝试获得信标而不能得到，则该线程被置于不活 动状态。因为该线程是不活动的，所以它不能轮询信标以确定信标所指示的从属关 系何时被解决，如现有技术中所要求的。该线程保持于不活动状态，直到接收到指 示从属关系已被消解的消息(例如从信标实体)。响应于该消息，将该线程置于允 许执行进行的活动状态。图1是大量多线程处理器架构的一个实施例的框图。如这里所使用的，标签 大量多线程架构表示包括可以支持多线程执行的多个处理器的架构。在一个实 施例中，每个处理器都可以支持一个或多个线程。通过允许活动线程被执行同时其 它线程处于不活动状态，单个处理器上的多线程实现了高执行效率。信标上未决的 不活动状态中的线程不消耗/浪费处理器资源。尽管描述相对于大量多线程架构， 信标结构和有关方法可应用于任何多线程架构而不管所支持的线程的数量。大量多线程系统100包括存储器分层结构110，它存储在一个或多个处理核心执行期间要使用的数据和指令。存储器分层结构110可按本领域已知的任何方式包括动态随机存取存储器(DRAM)， 一级或多级的指令高速缓存， 一级或多级数据 高速缓存，和/或一级或多级共享指令和数据高速缓存。线程分配器120与存储器 分层结构110耦合，接收诸如与新线程相关联的指令指针和数据和/或数据指针的 信息。线程分配器120还经由消息总线125与处理核心耦合。在一个实施例中，线 程分配器120负责管理处理核心的线程资源。在接收到新的未决线程时，线程分配 器120选择具有用于执行该未决线程的资源的一个处理核心并将该线程分配到选 定的处理核心。在一个处理核心上现有线程完成时，通知线程分配器120，使得该 处理核心上的线程资源可用于将来的未决线程。系统IOO被示为具有多个处理器核心(130、 131、 139、 150、 151和159)， 它们每一个都包括具有相关控制电路的执行电路。诸处理器核心可以是相同的或者 各处理器核心可具有不同的功能。任何数量的处理器核心都可包含在系统100中。 在一个实施例中，处理器核心按行配置，每行都有一行控制器。例如，行控制器 140可经由行控制总线145与处理器核心130、 131和139耦合。类似地，行控制 器160可经由行控制总线165与处理器核心150、 151和159耦合。处理器核心也经由消息总线125与信标实体170耦合。信标实体170包括存 储器和控制逻辑以提供如这里所述的信标功能。在一个实施例中，信标实体170 通过发送和接收消息与处理器核心交互，如以下更详细地描述的。线程分配器120也经由消息总线125与信标实体170耦合。在一个实施例中， 线程分配器通过发送和接收消息使一线程与信标实体170交互，如以下更详细地描 述的。每个处理核心中的控制电路可包含线程调度电路以管理在同一处理核心上执 行的多个线程的状态，并也可以包含指令调度电路以执行指令的活动线程。在指令 执行期间， 一个或多个处理核心将尝试访问共享的系统资源。为了获得共享系统资 源的控制，一线程通过响应的执行核心必须获得与要访问的共享系统资源相对应的 信标的控制。在一个实施例中，为了获得信标的控制，请求的处理核心在消息总线125上 将一信标请求消息发送给信标实体170。在发送该信标请求消息后，将请求线程置 于不活动状态，其中执行和相关操作(例如，信标的轮询)暂停。响应于接收信标请求消息，信标实体170确定是否将信标的控制授予请求线程。当授予该信标时，信标实体170将一信标确认消息发送给请求线程。响应于信标确认消息，请求线程被恢复到活动状态，其中使用被请求资源的执行继续。当线程完成了对共享资源的使用后，线程将一释放信标消息发送给信标实体170。响应 于该释放信标消息，信标实体170释放该信标并允许其它线程获得对系统资源的访 问。在一个实施例中，信标由处理核心执行的指令(信标指令)以及例如通过消 息总线125上在处理核心和信标实体之间传递的消息(信标消息)支持。在可选实 施例中，可支持不同的和/或附加的消息或指令。基于链接列表的信标实体在一个实施例中，用缓冲池取代常规的经信标队列，所述缓冲池具有用于形 成每个信标的链接列表的条目。因此，每个信标都可以是指向由缓冲池中的条目形 成的链接列表的首部指针。该链接列表可以是双向链接的列表或者是单向链接的列 表。在一个实施例中，信标表包括用于所支持的每个信标的指针。在一个实施例 中，信标表中的指针是首部指针，它指示要用于相应信标的链接列表的首部。空闲 池指针指示缓冲池的首部且不使用的信标实体包括NULL指针。在一个实施例中，每个信标条目都包括释放状态字段、确认抑制字段、线程 标识符字段、前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，包括：执行指令的第一线程以处理要显示的图像的第一图形元素；执行指令的第二线程以处理要显示的图像的第二图形元素；响应于与第一图形元素和第二图形元素之间的关系有关的一组预定条件中至少一个的检测，将指令的第一线程置于不活动状态；将指令的第一线程保持于不活动状态直到从信标实体接收到一消息；以及响应于从信标实体接收到所述消息重新开始指令的所述第一线程的执行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-12-31 10/750,5891. 一种方法，包括执行指令的第一线程以处理要显示的图像的第一图形元素； 执行指令的第二线程以处理要显示的图像的第二图形元素； 响应于与第一图形元素和第二图形元素之间的关系有关的一组预定条件 中至少一个的检测，将指令的第一线程置于不活动状态；将指令的第一线程保持于不活动状态直到从信标实体接收到一消息；以及 响应于从信标实体接收到所述消息重新开始指令的所述第一线程的执行。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一组预定条件包括未解析 的从属关系。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一组预定条件包括缺少来 自指示与该信标相对应的资源不可用的所述信标的响应。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括维持用于指令的第一线 程和用于指令的第二线程的状态指示。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，每个线程的状态指示包括与相 关联线程的从属关系(如果有)相对应的状态变量。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一线程包括第一组光线 跟踪指令，且所述第一图形元素包括第一光线段，其中所述第二线程包括第二 组光线跟踪指令，且所述第二图形元素包括第二光线段。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一线程包括第一组视频 解码指令且所述第一图形元素包括第一图片段，且所述第二线程包括第二组视 频解码指令且所述第二图形元素包括第二图片段。8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一图片段包括第一宏模 块且所述第二图片段包括第二宏模块。9. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一线程包括第一组三维 渲染指令且第一图形元素包括第一渲染基元，且所述第二线程包括第二组三维 渲染指令且第二图形元素包括第二渲染基元。10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一渲染基元包括第一点、 第一线、第一三角形和第一三角带之一，且所述第二渲染基元包括第二点、第 二线、第二三角形和第二三角带之一。11. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括-确定用于所述第一渲染基元的距离值； 确定用于所述第二渲染基元的距离值；比较用于所述第一渲染基元和所述第二渲染基元的距离值以确定所述第 一渲染基元和所述第二渲染基元之间的关系；以及基于所述第一渲染基元和第二渲染基元之间的关系显示所述第一渲染基 元和所述第二渲染基元中的选定一个。12. —种装置，包括执行电路，用于接收并执行与图像的第一图形元素相对应的指令的第一线 程以及与图像的第二图形元素相对应的指令的第二线程，其中所述执行电路发 送一信标请求消息并响应于需要具有相关信标的资源的第一线程将所述第一 线程置于不活动状态；以及与所述执行电路耦合的信标实体，用于从所述执行电路接收信标请求消息 并用于响应于所述信标请求消息通过向所述执行电路发送信标确认消息来选 择性地授予信标的控制，其中所述执行电路响应于接收到所述信标确认消息将 所述指令的线程从不活动状态中去除。13. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述执行电路包括 第一执行电路，用于执行所述指令的第一线程；以及 第二执行电路，用于执行所述指令的第二线程。14. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一线程包括第一组光 线跟踪指令且所述第一图形元素包括第一光线段，以及所述第二线程包括第二 组光线跟踪指令且所述第二图形元素包括第二光线段。15. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一线程包括第一组视 频解码指令且所述第一图形元素包括第一图片段，以及所述第二线程包括第二 组视频解码指令且所述第二图形元素包括第二图片段。16. 如权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一图片段包括第一宏 模块且所述第二图片段包括第二宏模块。17. 如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一线程包括第一组三 维渲染指令且所述第一图形元素包括第一渲染基元，以及所述第二线程包括第 二组三维渲染指令且所述第二图形元素包括第二渲染基元。18. 如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述第一渲染...

【专利技术属性】
技术研发人员：江宏，TA皮亚扎，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]