３次元グラフィックス描画装置、その方法及びプログラム
【課題】ジオメトリ処理等を行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置において、実行可能な演算の種類の追加や変更を容易に行えるようにする。
【解決手段】描画命令・データ発生装置１が、演算種別情報が設定された命令フィールド及び演算対象データが設定された複数のデータフィールドからなる描画命令・データを出力し、接続構成切替パターン生成器２が、命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを接続構成切替器３に出力する。接続構成切替器３は、マトリクススイッチを有しており、接続構成切替パターン生成器２からの接続構成切替パターンに従って、マトリクススイッチの交点のオンオフ状態を制御し、レジスタ群４、演算器群５の接続構成を変更することにより、命令フィールドに設定されている演算種別情報に従った演算を行う。描画器６は、接続構成切替器３から出力される演算結果に従った描画処理を行う。
【解決手段】描画命令・データ発生装置１が、演算種別情報が設定された命令フィールド及び演算対象データが設定された複数のデータフィールドからなる描画命令・データを出力し、接続構成切替パターン生成器２が、命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを接続構成切替器３に出力する。接続構成切替器３は、マトリクススイッチを有しており、接続構成切替パターン生成器２からの接続構成切替パターンに従って、マトリクススイッチの交点のオンオフ状態を制御し、レジスタ群４、演算器群５の接続構成を変更することにより、命令フィールドに設定されている演算種別情報に従った演算を行う。描画器６は、接続構成切替器３から出力される演算結果に従った描画処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジオメトリ処理などを行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元グラフィックス描画装置では、ジオメトリ処理などを行うために、積和演算などの各種の演算を行っている。従来の一般的な３次元グラフィックス描画装置では、ＣＰＵに演算プログラムを実行させることにより各種演算を行ったり、或いは、処理のフローに合わせて複数の演算器やレジスタ等を組み合わせた、接続構成が固定的な専用のハードウェアを用いて各種演算を行っていた。
【０００３】
しかし、ＣＰＵを用いる従来の技術は、専用のハードウェアを用いる場合に比較して演算速度が遅く、高速な描画処理を行うことができないという問題がある。一方、専用のハードウェアを用いる従来の技術は、演算速度が速く、高速な描画処理を行うことができる。しかし、演算器とレジスタとの接続構成が固定されているため、部品点数が多くなり、コストがかかってしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、このような問題を解決するため、複数の演算器と複数のレジスタとを有する演算回路において、演算器とレジスタとの間に制御回路によって制御されるセレクタを設けることにより、演算器とレジスタとの接続構成を動的に変更できるようにした演算回路が提案された（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０２９６４号公報
【特許文献２】特開２００４−１１８７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１、２に記載されている従来の技術によれば、セレクタによって接続構成を変更することにより、同一の演算器およびレジスタを使用して異なる演算（例えば、内積演算と行列演算）を実行ができるため、部品数を削減し、コストを抑えることができる。しかし、この従来の技術は、セレクタを利用して演算器とレジスタとの接続構成を変更するようにしているため、実行可能な演算の種類を追加したり変更することが容易でないという問題がある。即ち、実行可能な演算の種類を追加する場合には、セレクタを追加することが必要になり、また、実行可能な演算の種類を変更する場合には、セレクタの配置位置を変更することが必要になるため、実行可能な演算の種類を追加、変更することが容易でないという問題がある。
【０００７】
〔発明の目的〕
そこで、本発明の目的は、ジオメトリ処理などを行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置において、実行可能な演算の種類の追加や変更を容易に行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる第１の３次元グラフィックス描画装置は、
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データを出力する描画命令・データ発生装置と、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
前記描画命令・データ発生装置から出力される各データフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
前記描画命令・データ発生装置から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、前記接続構成切替器に対して出力する接続構成切替パターン生成器と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる第２の３次元グラフィックス描画装置は、第１の３次元グラフィックス描画装置において、
前記接続構成切替パターン生成器が、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンが登録された接続構成切替パターン記憶部と、
該接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの中から、前記描画命令・データ発生装置が出力した命令フィールドに設定されている演算種別情報と対応する接続構成切替パターンを選択し、該選択した接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力する選択手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる第３の３次元グラフィックス描画装置は、第１の３次元グラフィックス描画装置において、
前記接続構成切替パターン生成器が、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する複数の接続構成切替パターンがカウント値に対応付けて登録された接続構成切替パターン記憶部と、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンのパターン数が登録されたパターン数テーブルと、
該パターン数テーブルに登録されているパターン数の内の、前記描画命令・データ発生装置から出力された命令フィールド中の演算種別情報に対応するパターン数に応じたカウント動作を行うカウンタと、
前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの内の、前記カウンタのカウント値と、前記描画命令・データ発生装置から出力される命令フィールド中の演算種別情報とによって特定される接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力する選択手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる第４の３次元グラフィックス描画装置は、
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データが複数登録されたメモリと、
該メモリに格納されている各描画命令・データについて、その命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成して前記メモリに登録する処理、前記メモリに登録した接続構成切替パターンを転送する処理、および前記転送した接続構成切替パターンと対応する描画命令・データの複数のデータフィールドをＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送する処理を行うＣＰＵと、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
前記ＤＭＡ転送された複数のデータフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
前記転送された複数の接続構成切替パターンを一時的に保持し、該保持した複数の接続構成切替パターンを、前記接続構成切替器に対して順次出力する接続構成切替パターン出力手段と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる第１の３次元グラフィックス描画方法は、
描画命令・データ発生装置が、演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データを出力し、
接続構成切替パターン生成器が、前記描画命令・データ発生から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、
前記描画命令・データ発生装置から出力される各データフィールドが入力されると共に、複数の演算器および複数のレジスタが接続されるマトリクススイッチを有する接続構成切替器が、前記接続構成切替パターン生成器が生成した接続構成切替パターンに従って前記マトリクススイッチの各交点のオンオフ状態を制御し、
描画器が、前記接続構成切替器から出力される演算結果に従って描画処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる第２の３次元グラフィックス描画方法は、第１の３次元グラフィックス描画方法において、
前記接続構成切替パターン生成器が、演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンが登録された接続構成切替パターン記憶部を有し、前記描画命令・データ発生装置から描画命令・データが出力されたとき、前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの中から、前記描画命令・データ中の命令フィールドに設定されている演算種別情報に対応する接続構成切替パターンを選択し、該選択した接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力することを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかる第３の３次元グラフィックス描画方法は、第１の３次元グラフィックス描画方法において、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する複数の接続構成切替パターンがカウント値に対応付けて登録された接続構成切替パターン記憶部と、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンのパターン数が登録されたパターン数テーブルとを有し、
前記接続構成切替パターン生成器が、
前記描画命令・データ発生装置から描画命令・データが出力されたとき、前記パターン数テーブルに登録されているパターン数の内の、前記描画命令・データのデータフィールドに設定されている演算種別情報に対応したパターン数に従ったカウント動作を行うと共に、前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの内の、前記カウント動作に伴うカウント値と前記演算種別情報とによって特定される接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明にかかるプログラムは、
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データが複数登録されたメモリと、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
ＤＭＡ転送されてきた複数のデータフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
転送されてきた複数の接続構成切替パターンを一時的に保持し、該保持した複数の接続構成切替パターンを、前記接続構成切替器に対して順次出力する接続構成切替パターン出力手段と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたコンピュータに、
前記メモリに格納されている各描画命令・データについて、その命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成して前記メモリに登録する処理、
前記メモリに登録した接続構成切替パターンを前記接続構成切替パターン出力手段へ転送する処理、
および前記転送した接続構成切替パターンに対応する描画命令・データの複数のデータフィールドをＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送する処理を行わせる。
【００１６】
〔作用〕
描画命令・データ発生装置が、演算種別情報が設定された命令フィールド及び演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データを出力すると、接続構成切替パターン生成器が、命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、生成した接続構成切替パターンを接続構成切替器に出力する。
【００１７】
接続構成切替器は、マトリクススイッチを備えており、このマトリクススイッチには、描画命令・データ発生装置が出力したデータフィールドが入力されると共に、複数個のレジスタ及び複数個の演算器が接続されている。接続構成切替器は、接続構成切替パターン生成器から出力された接続構成切替パターンに従って、マトリクススイッチの交点のオンオフ状態を制御し、演算器とレジスタとの接続構成を変更することにより、演算器及びレジスタを使用して命令フィールドに設定されている演算種別情報に従った演算を行う。描画器は、接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ジオメトリ処理などを行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置において、実行可能な演算の種類の追加や変更を容易に行うことが可能になる。
【００１９】
その理由は、描画命令・データ発生装置から出力されるデータフィールドが入力されると共に、複数の演算器および複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を接続構成切替パターン生成器から出力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、描画命令・データ発生装置から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、接続構成切替器に対して出力する接続構成切替パターン生成器とを備えているからである。つまり、接続構成切替パターン生成器から出力する接続構成切替パターンの種類を追加、変更するだけで、実行可能な演算の種類を追加したり、変更することができ、従来の技術のように、セレクタの追加、セレクタの配置位置の変更といったハードウェアの変更を行う必要がないからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
〔第１の実施の形態の構成の説明〕
図１は、本発明にかかる３次元グラフィックス描画装置の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。同図を参照すると、本実施の形態は、描画命令・データ発生装置１と、接続構成切替パターン生成器２と、接続構成切替器３と、複数のレジスタからなるレジスタ群４と、複数の演算器からなる演算器群５と、描画器６と、ＬＣＤ等の表示装置７とから構成されている。
【００２２】
描画命令・データ発生装置１は、演算種別を示す演算種別情報が設定された命令フィールドと、それぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドとから構成される描画命令・データを出力する機能を有する。図２は、描画命令・データの一例を示すものであり、最上位ビット側から順に、命令フィールド、第１〜第４のデータフィールドが配置されている。なお、命令フィールドは、接続構成切替パターン生成器２に供給され、データフィールドは接続構成切替器３に供給される。また、各フィールドのサイズは任意のサイズで良いが、本実施の形態では、各フィールドのサイズは８ビットであるとする。
【００２３】
接続構成切替パターン生成器２は、描画命令・データ発生装置１から出力される描画命令・データの命令フィールドを入力し、接続構成切替器３に対して接続構成切替パターンを出力する機能を有する。
【００２４】
図３は、接続構成切替パターン生成器２の構成例を示すブロック図であり、命令フィールド検出器２１と、セレクタ２２と、Ｄフリップフロップ（ＤＦＦ）２３と、パターン数テーブル２４と、カウンタ２５と、選択手段２６と、接続構成切替パターン記憶部２７とを備えている。
【００２５】
命令フィールド検出器２１は、描画命令・データ発生装置１が出力する命令フィールドを検出し、描画命令・データ発生装置１が描画命令・データを出力している間、命令フィールド検出信号ａを“１”とする機能を有する。
【００２６】
セレクタ２２は、命令フィールド検出信号ａが“１”の場合は、描画命令・データ発生装置１が出力する命令フィールドに設定されている演算種別情報を選択し、“０”の場合はＤフリップフロップ２３から出力されている演算種別情報を選択する。
【００２７】
Ｄフリップフロップ２３は、セレクタ２２から出力される演算種別情報を保持する機能を有する。Ｄフリップフロップ２３から出力される演算種別情報は、セレクタ２２、パターン数テーブル２４及び選択手段２６に供給されている。
【００２８】
パターン数テーブル２４は、例えば、書き換え可能な不揮発性メモリなどによって実現されるものであり、各演算種別情報“00000001”〜“11111111”に対応する接続構成切替パターンのパターン数が登録されている。また、パターン数テーブル２４には、Ｄフリップフロップ２３の出力（演算種別情報）がリードアドレスとして入力されている。また、パターン数テーブル２４の内容は、図示を省略した書き換え手段によって変更可能なものである。つまり、実行可能な演算の種類を追加、変更する場合には、上記書き換え手段を用いてパターン数テーブル２４の内容を変更すれば良い。
【００２９】
図４は、パターン数テーブル２４の一例を示した図であり、アドレス“00000001”〜“11111111”には、それぞれ演算種別情報“00000001”〜“11111111”の接続構成切替パターンのパターン数が登録されている。従って、Ｄフリップフロップ２３から例えば演算種別情報“00000001”が出力されている場合には、アドレス“00000001”に格納されている、演算種別情報“00000001”に対応する接続構成切替パターンのパターン数「４」が出力され、また、例えばＤフリップフロップ２３から演算種別情報“11111111”が出力されている場合には、アドレス“11111111”に格納されている、演算種別情報“11111111”に対応する接続構成切替パターンのパターン数「５」が出力される。
【００３０】
カウンタ２５は、命令フィールド検出信号ａが“１”のとき、システムクロックＣＫの立ち上がりでカウント値が「０」にリセットされ、カウント値がパターン数テーブル２４から出力されるパターン数より「１」小さな値となるまで、システムクロックＣＫの立ち上がりでカウント値をインクリメントする。カウント値が（パターン数−１）になった後は、システムクロックＣＫが立ち上がっても現在のカウント値を保持する。カウンタ２５のカウント値は、選択手段２６に供給されている。なお、本実施の形態では、カウンタ２５の出力は４ビットであるとする。
【００３１】
選択手段２６は、接続構成切替パターン記憶部２７に登録されている接続構成切替パターンの内の、Ｄフリップフロップ２３から供給されている演算種別情報とカウンタ２５から供給されているカウント値とに対応する接続構成切替パターンを、接続構成切替器３に対して出力する機能を有する。具体的には、選択手段２６は、Ｄフリップフロップ２３から供給される８ビット構成の演算種別情報と、カウンタ２５から供給される４ビット構成のカウント値とを合成した１２ビット構成のリードアドレス（演算種別情報が最上位ビット側に配置されている。図５参照）を接続構成切替パターン記憶部２７に供給することにより、該当する接続構成切替パターンを接続構成切替パターン記憶部２７から読み出し、接続構成切替器３に供給する。
【００３２】
接続構成切替パターン記憶部２７は、例えば、書き換え可能な不揮発性メモリによって実現されるものであり、各演算種別情報に対応する複数の接続構成切替パターンが、カウント値に対応付けて登録されている。また、接続構成切替パターン記憶部２７には、選択手段２６の出力がリードアドレスとして供給されている。また、接続構成切替パターン記憶部２７の内容は、図示を省略した書き換え手段によって書き換えることができる。従って、実行可能な演算の種類を追加、変更する場合には、上記書き換え手段を用いて接続構成切替パターン記憶部２７の内容を書き換えれば良い。
【００３３】
図６は、接続構成切替パターン記憶部２７の一例を示す図であり、アドレス「000000010000」〜「000000011111」、「000000100000」〜「000000101111」、…、「111111110000」〜「111111111111」が、それぞれ演算種別情報「00000001」、「00000010」、…、「11111111」に対応する領域となっている。例えば、演算種別情報「00000001」に対応する領域においては、下位４ビットが「0000」〜「0011」の４個の領域（カウント値が「０」〜「３」に対応する領域）に接続構成切替パターンが登録され、下位４ビットが「0100」〜「1111」の１２個の領域（カウント値が「４」〜「１５」に対応する領域には、接続構成切替パターンは登録されていない。また、演算種別情報「00000001」に対応する４個の接続構成切替パターンの内の、最後の接続構成切替パターン（カウント値「３」に対応する接続構成切替パターン）は、接続構成切替器３に対して演算結果の出力を指示するものでなければ、任意のパターンで良く、その１つ前の接続構成切替パターンは、接続構成切替器３に対して演算結果の出力を指示するパターンでなければならない。なお、接続構成切替パターンについては、後で詳しく説明する。
【００３４】
図７は、接続構成切替器３、レジスタ群４及び演算器群５の構成例を示すブロック図である。
【００３５】
同図を参照すると、接続構成切替器３は１１行×Ｎ列のマトリクススイッチ３１と、ＯＲゲート３２とから構成され、レジスタ群４は、６個のレジスタ４１〜４６から構成され、演算器群５は２個の積和演算器５１、５２から構成されている。
【００３６】
マトリクススイッチ３１のＡ列〜Ｄ列には、それぞれ描画命令・データ発生装置１が出力する第１〜第４のデータフィールドが入力され、第０行、第３行、第４行、第６行、第８行、第９行にはそれぞれレジスタ４１〜４６の入力端子が接続され、第１行、第２行には積和演算器５１の入力端子が接続され、第５行、第７行には積和演算器５２の入力端子が接続されている。更に、Ｅ列〜Ｊ列には、各々レジスタ４１〜４６の出力端子が接続され、Ｋ列、Ｊ列には積和演算器５１の出力端子が接続され、Ｍ列，Ｎ行には積和演算器５２の出力端子が接続されている。
【００３７】
また、マトリクススイッチ３１の各交点のオンオフ状態は、接続構成切替パターン生成器２から出力される接続構成切替パターンによって制御される。本実施の形態では、接続構成切替パターンは、オン状態にする交点を示すものとする。例えば、図６のアドレス「000000010000」に格納されている接続構成切替パターン「Ａ０，Ｂ３，Ｃ４，Ｄ６」は、Ａ列と第０行の交点、Ｂ列と第３行の交点、Ｃ列と第４行との交点、及びＤ列と第６行との交点をオン状態にし、それ以外の交点をオフ状態にすることを指示するものである。
【００３８】
また、ＯＲゲート３２は、第１０行上の交点の内の少なくとも１個がオン状態になったとき、第１０行から出力される演算結果ｃが有効なものであることを示す有効信号ｂを出力する（有効信号ｂを“１”にする）。なお、有効信号ｂ及び演算結果ｃは、描画器６に入力される。
【００３９】
描画器６は、接続構成切替器３から出力される有効信号ｂが“１”となったときの演算結果ｃに基づいて描画処理を行う機能を有する。より具体的には、描画器６は、接続構成切替器３からは、先ず、描画すべき点のＸ座標値が出力され、次にＹ座標値が出力され、その後、Ｚ座標値が出力されると認識しており、認識したＸ，Ｙ，Ｚ座標値に基づいて描画処理を行う。
【００４０】
〔第１の実施の形態の動作の説明〕
次に、本実施の形態の動作について詳細に説明する。
【００４１】
今、例えば、描画命令・データ発生装置１が時刻ｔ２（図８参照）において、命令フィールドに演算種別情報「00000001」を設定し、第１〜第４のデータフィールドにそれぞれ、Ｕ，Ｖ，Ｘ，Ｙを設定した描画命令・データを出力したとする。なお、演算種別情報「00000001」は、Ｕ×Ｖ＋Ｘ×Ｙなる積和演算の実行を指示するものとする。また、描画命令・データ発生装置１は、１システムクロックＣＫ間のみ、描画命令・データを出力するものとする。
【００４２】
接続構成切替パターン生成器２内の命令フィールド検出器２１は、時刻ｔ２において、演算種別情報00000001」が設定された命令フィールドを検出すると、図８のタイムチャートに示すように、命令フィールド検出信号ａを“１”とする。
【００４３】
セレクタ２２は、命令フィールド検出信号ａが“１”となると、命令フィールドを選択し、そこに設定されている演算種別情報「00000001」をＤフリップフロップ２３にセットする。これにより、パターン数テーブル２４のアドレス「00000001」から演算種別情報「00000001」に対応するパターン数が読み出され、カウンタ２５に供給される。今、例えば、パターン数テーブル２４の内容が図４に示すものであるとすると、パターン数「４」がパターン数テーブル２４から読み出され、カウンタ２５に供給される。
【００４４】
一方、カウンタ２５は、命令フィールド検出信号ａが“１”となると、システムクロックＣＫの立ち上がり（時刻ｔ３）においてリセットされ、そのカウント値を「０」にする。その後、カウンタ２５は、システムクロックＣＫが立ち上がる毎に、そのカウント値を「１」、「２」、…とインクリメントしていく。但し、カウント値がパターン数テーブル２４から出力されているパターン数よりも「１」だけ小さな値（この例の場合は、「３」）となった後は、システムクロックＣＫが立ち上がってもカウント値をインクリメントしない。
【００４５】
選択手段２６は、Ｄフリップフロップ２３から出力される８ビット構成の演算種別情報「00000001」と、カウンタ２５から出力される順次出力される４ビット構成のカウント値「0000」、「0001」、「0010」、「0011」とを合成し、合成結果をリードアドレスとして接続構成切替パターン記憶部２７に供給する。即ち、時刻ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６において、接続構成切替パターン記憶部２７には、リードアドレス「000000010000」，「000000010001」，「000000010010」，「000000010011」が供給される。この結果、接続構成切替パターン記憶部２７からは、時刻ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６において、アドレス「000000010000」，「000000010001」，「000000010010」，「000000010011」に登録されている接続構成切替パターンが順次出力されることになる。
【００４６】
今、例えば、接続構成切替パターン記憶部２７の内容が図６に示すものであるとすると、時刻ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６において、接続構成切替パターン記憶部２７から接続構成切替器３に対して、接続構成切替パターン「Ａ０，Ｂ３，Ｃ４，Ｄ６」，「Ｅ０，Ｅ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｋ８，Ｍ９」，「Ｉ５，Ｉ８，Ｊ７，Ｊ９，Ｎ１０」，「任意の接続構成切替パターン（但し、オン状態にする交点として第１０行上の交点は含まない）」が順次出力されることになる。
【００４７】
接続構成切替器３は、時刻ｔ３において接続構成切替パターン「Ａ０，Ｂ３，Ｃ４，Ｄ６」が入力されると、図９に示すように、マトリクススイッチ３１上のＡ列と第０行との交点、Ｂ列と第３行との交点、Ｃ列と第４行との交点、およびＤ列と第６行との交点をオン状態にする。これにより、第１，第２，第３，第４のデータフィールドに設定されているＵ，Ｖ，Ｘ，Ｙがそれぞれレジスタ４１，４２，４３，４４に格納される。
【００４８】
その後、時刻ｔ４において、接続構成切替パターン「Ｅ０，Ｅ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｋ８，Ｍ９」が入力されると、接続構成切替器３は、図１０に示すように、Ｅ列と第０行との交点、Ｅ列と第１行との交点、Ｆ列と第２行との交点、Ｆ列と第３行との交点、Ｇ列と第４行との交点、Ｇ列と第５行との交点、Ｈ列と第６行との交点、Ｈ列と第７行との交点、Ｋ列と第８行との交点、およびＭ列と第９行との交点をオン状態にする。これにより、積和演算器５１において、レジスタ４１，４２に保持されているＵ，Ｖが乗算され、乗算結果「Ｕ×Ｖ」がレジスタ４５にセットされる。また、これと同時に、積和演算器５２において、レジスタ４３，４４に保持されているＸ，Ｙが乗算され、乗算結果「Ｘ×Ｙ」がレジスタ４６にセットされる。
【００４９】
その後、時刻ｔ５において、接続構成切替パターン「Ｉ５，Ｉ８，Ｊ７，Ｊ９，Ｎ１０」が入力されると、接続構成切替器３は、図１１に示すように、Ｉ列と第５行の交点、Ｉ列と第８行の交点、Ｊ列と第７行との交点、Ｊ列と第９行との交点、およびＮ列と第１０行との交点をオン状態にする。これにより、積和演算器５２において、レジスタ４５に保持されている値「Ｕ×Ｖ」とレジスタ４６に保持されている値「Ｘ×Ｙ」とが加算され、加算結果「Ｕ×Ｖ＋Ｘ×Ｙ」が演算結果ｃとして、第１０行から出力される。このとき、第１０行上の交点がオン状態になるので、ＯＲゲート３２は、有効信号ｃを“１”とする。
【００５０】
描画器６は、有効信号ｂが“１”になると、演算結果ｃ（「Ｕ×Ｖ＋Ｘ×Ｙ」）を取り込み、所定の処理を行う。即ち、上記した演算結果ｃを描画すべき点のＸ或いはＹ座標値と認識している場合には、取り込んだ演算結果を描画すべき点のＸ或いはＹ座標値として内部に保持し、描画すべき点のＺ座標値であると認識している場合には、内部に保持してあるＸ、Ｙ座標値と、今回取り込んだＺ座標値とに基づいて、表示装置７に対する描画処理を行う。
【００５１】
描画命令・データ発生装置１は、上記した描画命令・データを出力後、次の描画命令・データの出力タイミングとなると、次の描画命令・データを出力する。
【００５２】
〔第１の実施の形態の効果〕
本実施の形態によれば、ジオメトリ処理などを行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置において、実行可能な演算の種類の追加や変更を容易に行うことが可能になる。
【００５３】
その理由は、描画命令・データ発生装置１から出力されるデータフィールドが入力されると共に、複数の積和演算器５１、５２および複数のレジスタ４１〜４６が接続され、各交点のオンオフ状態を接続構成切替パターン生成器２から出力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチ３１を有する接続構成切替器３と、描画命令・データ発生装置１から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、接続構成切替器３に対して出力する接続構成切替パターン生成器２とを備えているからである。つまり、接続構成切替パターン生成器２から出力する接続構成切替パターンの種類を追加、変更するだけで、実行可能な演算の種類を追加したり、変更することができ、従来の技術のように、セレクタの追加、セレクタの配置位置の変更といったハードウェアの変更を行う必要がないからである。
【００５４】
〔第２の実施の形態〕
次に本発明にかかる３次元グラフィックス描画装置の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＣＰＵを利用して接続構成切替パターンを生成することを特徴とする。
【００５５】
〔第２の実施の形態の構成の説明〕
図１２は、本発明にかかる３次元グラフィックス描画装置の第２の実施の形態の構成例を示すブロック図である。本実施の形態と図１に示した第１の実施の形態との相違点は、描画命令・データ発生装置１の代わりにＣＰＵ１２０、メモリ１３０およびチップセット１４０を備えている点と、接続構成切替パターン生成器２の代わりに接続構成切替パターン出力手段１５０とを備えている点である。なお、他の図１と同一符号は、同一部分を表している。
【００５６】
メモリ１３０には、描画命令・データが格納される描画命令・データ記憶部１３１と、接続構成切替パターンが格納される接続構成切替パターン記憶部１３２とが設けられている。
【００５７】
ＣＰＵ１２０上には、描画命令・データ生成手段１２１と、接続構成切替パターン生成手段１２２とが設けられている。
【００５８】
描画命令・データ生成手段１２１は、描画命令・データを生成し、描画命令・データ記憶部１３１に格納する機能を有する。
【００５９】
接続構成切替パターン生成手段１２２は、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている描画命令・データの命令フィールドに設定されている演算種別情報に基づいて接続構成切替パターンを生成し、接続構成切替パターン記憶部１３２に格納する機能や、接続構成切替パターン記憶部１３２に格納した接続構成切替パターンを接続構成切替パターン出力手段１５０に転送する機能や、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている描画命令・データのデータフィールドの内容を、チップセット１４０が有しているＤＭＡコントローラ（図示せず）を利用して接続構成切替器３へＤＭＡ転送する機能などを有する。
【００６０】
描画命令・データ生成手段１２１および接続構成切替パターン生成手段１２２は、プログラムによって実現されるものであり、ＣＰＵ１２０は、メモリ１３０或いは図示を省略したディスク等の他の記録媒体に登録されている、描画命令・データ生成手段１２１および接続構成切替パターン生成手段１２２を実現するためのプログラムを読み込み、そのプログラムに従って自身の動作を制御することにより、自ＣＰＵ１２０上に描画命令・データ生成手段１２１および接続構成切替パターン生成手段１２２を実現する。
【００６１】
接続構成切替パターン出力手段１５０は、接続構成切替器３に対して接続構成切替パターンを出力する機能を有する。図１３は、接続構成切替パターン出力手段１５０の構成例を示すブロック図であり、接続構成切替パターン記憶部１５１と、読み出し手段１５２とを備えている。
【００６２】
接続構成切替パターン記憶部１５１には、ＣＰＵ１２０からチップセット１４０を介して送られてきた接続構成切替パターンが格納される。読み出し手段１５２は、接続構成切替パターン記憶部１５１に格納された接続構成切替パターンを順次読み出し、接続構成切替器３に供給する機能を有する。
【００６３】
〔第２の実施の形態の動作の説明〕
次に、本実施の形態の動作について説明する。
【００６４】
先ず、ＣＰＵ１２０上の描画命令・データ生成手段１２１が、表示装置７上に所定の画像を表示するために必要となる一連の描画命令・データを生成し、メモリ１３０上の描画命令・データ記憶部１３１に格納しておく。
【００６５】
その後、ＣＰＵ１２０上の接続構成切替パターン生成手段１２２が図１４のフローチャートに示す処理を実行する。図１５は、接続構成切替パターン生成手段１２２が、図１４のフローチャートに示す処理を行っているときの、データの流れを示す図である。
【００６６】
接続構成切替パターン生成手段１２２は、先ず、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている第１番目の描画命令・データを入力する（ステップＳ１４１）。次いで、接続構成切替パターン生成手段１２２は、上記描画命令・データの命令フィールドに設定されている演算種別情報を解析することにより、上記演算種別情報に対応する接続構成切替パターンを生成し、それを接続構成切替パターン記憶部１３２に登録する（ステップＳ１４３）。
【００６７】
その後、接続構成切替パターン生成手段１２２は、接続構成切替パターン記憶部１３２に登録した接続構成切替パターンを、チップセット１４０を介して接続構成切替パターン出力手段１５０に転送し、更に、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている第１番目の描画命令・データのデータフィールドを、チップセット１４０が有しているＤＭＡコントローラを利用して接続構成切替器３へＤＭＡ転送する（ステップＳ１４４，Ｓ１４５）。
【００６８】
接続構成切替パターン出力手段１５０は、転送されてきた接続構成切替パターンを接続構成切替パターン記憶部１５１に格納し、読み出し手段１５２は、接続構成切替パターン格納部１５１に格納された各接続構成切替パターンをシステムクロックＣＫに従って順次読み出し、接続構成切替器３に供給する。
【００６９】
接続構成切替器３は、接続構成切替パターン出力手段１５０から供給される接続構成切替パターンに従ってマトリクススイッチ３１の交点のオンオフ状態を制御することにより、ＤＭＡ転送されてきたデータフィールド中のデータに対して、第１番目の描画命令・データの命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた演算を行い、演算結果を描画器６に対して出力する。描画器６は、第１の実施の形態で説明した処理と同様の処理を行う。
【００７０】
接続構成切替パターン生成手段１２２は、接続構成切替パターン出力手段１５０および接続構成切替器３において上記した処理が行われている間、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている次の描画命令・データ（第２番目の描画命令・データ）を入力し、そのデータフィールドに設定されている演算種別情報に対応する接続構成切替パターンを生成し、接続構成切替パターン記憶部１３２に格納する処理を行っている（ステップＳ１４１、Ｓ１４２がＹＥＳ、Ｓ１４３）。
【００７１】
そして、接続構成切替パターン出力手段１５０および接続構成切替器３における上記した処理が完了すると、接続構成切替パターン１３２に格納しておいた、第２番目の描画命令・データに対応する接続構成切替パターンを接続構成切替パターン出力手段１５０に転送し、更に、チップセット１４０が備えているＤＭＡコントローラを利用して接続構成切替器３に対して、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている第２番目の描画命令・データのデータフィールドの内容をＤＭＡ転送する（ステップＳ１４４，Ｓ１４５）。接続構成切替パターン生成手段１２２は、上記した処理を描画命令・データ記憶部１３１に格納されている各描画命令・データについて行い、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている全ての描画命令・データについて上記した処理を行うと（ステップＳ１４２がＮＯ）、その処理を終了する。
【００７２】
〔第２の実施の形態の効果〕
本実施の形態によれば、ジオメトリ処理などを行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置において、実行可能な演算の種類の追加や変更を容易に行うことが可能になる。
【００７３】
その理由は、メモリ１３０に登録されている各描画命令・データについて、その命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成して上記メモリ１３０に登録する処理、上記メモリ１３０に登録した接続構成切替パターンを転送する処理、および上記転送した接続構成切替パターンと対応する描画命令・データの複数のデータフィールドをＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送する処理を行うＣＰＵ１２０と、ＤＭＡ転送されてきた複数のデータフィールドが入力されると共に、複数の積和演算器５１、５２および複数のレジスタ４１〜４６が接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチ３１を有する接続構成切替器３と、ＣＰＵ１２０から転送されてきた複数の接続構成切替パターンを一時的に保持し、保持した複数の接続構成切替パターンを、接続構成切替器３に対して順次出力する接続構成切替パターン出力手段１５０とを備えているからである。つまり、ＣＰＵ１２０が行う処理（命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成する処理）を変更するだけで、実行可能な演算の種類を追加したり、変更することができ、従来の技術のように、セレクタの追加、セレクタの配置位置の変更といったハードウェアの変更を行う必要がないからである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、ジオメトリ処理を行う３次元グラフィックス描画装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明にかかる３次元グラフィックス描画装置の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】描画命令・データの一例を示す図である。
【図３】接続構成切替パターン生成器２の構成例を示すブロック図である。
【図４】パターン数テーブル２４の一例を示す図である。
【図５】接続構成切替パターン記憶部２７に入力されるリードアドレスの一例を示す図である。
【図６】接続構成切替パターン記憶部２７の構成例を示すブロック図である。
【図７】接続構成切替器３、レジスタ群４および演算器群５の構成例を示すブロック図である。
【図８】接続構成切替パターン生成器２の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図９】接続構成切替器３の動作を説明するための図である。
【図１０】接続構成切替器３の動作を説明するための図である。
【図１１】接続構成切替器３の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明にかかる３次元グラフィックス描画装置の第２の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図１３】接続構成切替パターン出力手段１５０の構成例を示すブロック図である。
【図１４】接続構成切替パターン生成手段１２２の処理例を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施の形態の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…描画命令・データ発生装置
２…接続構成切替パターン生成器
２１…命令フィールド検出器
２２…セレクタ
２３…Ｄフリップフロップ
２４…パターン数テーブル
２５…カウンタ
２６…選択手段
２７…接続構成切替パターン記憶部
３…接続構成切替器
３１…マトリクススイッチ
３２…ＯＲゲート
４…レジスタ群
４１〜４６…レジスタ
５…演算器群
５１、５２…積和演算器
６…描画器
７…表示装置
１２０…ＣＰＵ
１２１…描画命令・データ生成手段
１２２…接続構成切替パターン生成手段
１３０…メモリ
１３１…描画命令・データ記憶部
１３２…接続構成切替パターン記憶部
１４０…チップセット
１５０…接続構成切替パターン出力手段
１５１…接続構成切替パターン記憶部
１５２…読み出し手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジオメトリ処理などを行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３次元グラフィックス描画装置では、ジオメトリ処理などを行うために、積和演算などの各種の演算を行っている。従来の一般的な３次元グラフィックス描画装置では、ＣＰＵに演算プログラムを実行させることにより各種演算を行ったり、或いは、処理のフローに合わせて複数の演算器やレジスタ等を組み合わせた、接続構成が固定的な専用のハードウェアを用いて各種演算を行っていた。
【０００３】
しかし、ＣＰＵを用いる従来の技術は、専用のハードウェアを用いる場合に比較して演算速度が遅く、高速な描画処理を行うことができないという問題がある。一方、専用のハードウェアを用いる従来の技術は、演算速度が速く、高速な描画処理を行うことができる。しかし、演算器とレジスタとの接続構成が固定されているため、部品点数が多くなり、コストがかかってしまうという問題がある。
【０００４】
そこで、このような問題を解決するため、複数の演算器と複数のレジスタとを有する演算回路において、演算器とレジスタとの間に制御回路によって制御されるセレクタを設けることにより、演算器とレジスタとの接続構成を動的に変更できるようにした演算回路が提案された（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０２９６４号公報
【特許文献２】特開２００４−１１８７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１、２に記載されている従来の技術によれば、セレクタによって接続構成を変更することにより、同一の演算器およびレジスタを使用して異なる演算（例えば、内積演算と行列演算）を実行ができるため、部品数を削減し、コストを抑えることができる。しかし、この従来の技術は、セレクタを利用して演算器とレジスタとの接続構成を変更するようにしているため、実行可能な演算の種類を追加したり変更することが容易でないという問題がある。即ち、実行可能な演算の種類を追加する場合には、セレクタを追加することが必要になり、また、実行可能な演算の種類を変更する場合には、セレクタの配置位置を変更することが必要になるため、実行可能な演算の種類を追加、変更することが容易でないという問題がある。
【０００７】
〔発明の目的〕
そこで、本発明の目的は、ジオメトリ処理などを行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置において、実行可能な演算の種類の追加や変更を容易に行えるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる第１の３次元グラフィックス描画装置は、
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データを出力する描画命令・データ発生装置と、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
前記描画命令・データ発生装置から出力される各データフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
前記描画命令・データ発生装置から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、前記接続構成切替器に対して出力する接続構成切替パターン生成器と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる第２の３次元グラフィックス描画装置は、第１の３次元グラフィックス描画装置において、
前記接続構成切替パターン生成器が、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンが登録された接続構成切替パターン記憶部と、
該接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの中から、前記描画命令・データ発生装置が出力した命令フィールドに設定されている演算種別情報と対応する接続構成切替パターンを選択し、該選択した接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力する選択手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる第３の３次元グラフィックス描画装置は、第１の３次元グラフィックス描画装置において、
前記接続構成切替パターン生成器が、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する複数の接続構成切替パターンがカウント値に対応付けて登録された接続構成切替パターン記憶部と、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンのパターン数が登録されたパターン数テーブルと、
該パターン数テーブルに登録されているパターン数の内の、前記描画命令・データ発生装置から出力された命令フィールド中の演算種別情報に対応するパターン数に応じたカウント動作を行うカウンタと、
前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの内の、前記カウンタのカウント値と、前記描画命令・データ発生装置から出力される命令フィールド中の演算種別情報とによって特定される接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力する選択手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる第４の３次元グラフィックス描画装置は、
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データが複数登録されたメモリと、
該メモリに格納されている各描画命令・データについて、その命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成して前記メモリに登録する処理、前記メモリに登録した接続構成切替パターンを転送する処理、および前記転送した接続構成切替パターンと対応する描画命令・データの複数のデータフィールドをＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送する処理を行うＣＰＵと、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
前記ＤＭＡ転送された複数のデータフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
前記転送された複数の接続構成切替パターンを一時的に保持し、該保持した複数の接続構成切替パターンを、前記接続構成切替器に対して順次出力する接続構成切替パターン出力手段と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる第１の３次元グラフィックス描画方法は、
描画命令・データ発生装置が、演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データを出力し、
接続構成切替パターン生成器が、前記描画命令・データ発生から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、
前記描画命令・データ発生装置から出力される各データフィールドが入力されると共に、複数の演算器および複数のレジスタが接続されるマトリクススイッチを有する接続構成切替器が、前記接続構成切替パターン生成器が生成した接続構成切替パターンに従って前記マトリクススイッチの各交点のオンオフ状態を制御し、
描画器が、前記接続構成切替器から出力される演算結果に従って描画処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる第２の３次元グラフィックス描画方法は、第１の３次元グラフィックス描画方法において、
前記接続構成切替パターン生成器が、演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンが登録された接続構成切替パターン記憶部を有し、前記描画命令・データ発生装置から描画命令・データが出力されたとき、前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの中から、前記描画命令・データ中の命令フィールドに設定されている演算種別情報に対応する接続構成切替パターンを選択し、該選択した接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力することを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかる第３の３次元グラフィックス描画方法は、第１の３次元グラフィックス描画方法において、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する複数の接続構成切替パターンがカウント値に対応付けて登録された接続構成切替パターン記憶部と、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンのパターン数が登録されたパターン数テーブルとを有し、
前記接続構成切替パターン生成器が、
前記描画命令・データ発生装置から描画命令・データが出力されたとき、前記パターン数テーブルに登録されているパターン数の内の、前記描画命令・データのデータフィールドに設定されている演算種別情報に対応したパターン数に従ったカウント動作を行うと共に、前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの内の、前記カウント動作に伴うカウント値と前記演算種別情報とによって特定される接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力することを特徴とする。
【００１５】
本発明にかかるプログラムは、
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データが複数登録されたメモリと、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
ＤＭＡ転送されてきた複数のデータフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
転送されてきた複数の接続構成切替パターンを一時的に保持し、該保持した複数の接続構成切替パターンを、前記接続構成切替器に対して順次出力する接続構成切替パターン出力手段と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたコンピュータに、
前記メモリに格納されている各描画命令・データについて、その命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成して前記メモリに登録する処理、
前記メモリに登録した接続構成切替パターンを前記接続構成切替パターン出力手段へ転送する処理、
および前記転送した接続構成切替パターンに対応する描画命令・データの複数のデータフィールドをＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送する処理を行わせる。
【００１６】
〔作用〕
描画命令・データ発生装置が、演算種別情報が設定された命令フィールド及び演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データを出力すると、接続構成切替パターン生成器が、命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、生成した接続構成切替パターンを接続構成切替器に出力する。
【００１７】
接続構成切替器は、マトリクススイッチを備えており、このマトリクススイッチには、描画命令・データ発生装置が出力したデータフィールドが入力されると共に、複数個のレジスタ及び複数個の演算器が接続されている。接続構成切替器は、接続構成切替パターン生成器から出力された接続構成切替パターンに従って、マトリクススイッチの交点のオンオフ状態を制御し、演算器とレジスタとの接続構成を変更することにより、演算器及びレジスタを使用して命令フィールドに設定されている演算種別情報に従った演算を行う。描画器は、接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ジオメトリ処理などを行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置において、実行可能な演算の種類の追加や変更を容易に行うことが可能になる。
【００１９】
その理由は、描画命令・データ発生装置から出力されるデータフィールドが入力されると共に、複数の演算器および複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を接続構成切替パターン生成器から出力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、描画命令・データ発生装置から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、接続構成切替器に対して出力する接続構成切替パターン生成器とを備えているからである。つまり、接続構成切替パターン生成器から出力する接続構成切替パターンの種類を追加、変更するだけで、実行可能な演算の種類を追加したり、変更することができ、従来の技術のように、セレクタの追加、セレクタの配置位置の変更といったハードウェアの変更を行う必要がないからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
〔第１の実施の形態の構成の説明〕
図１は、本発明にかかる３次元グラフィックス描画装置の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。同図を参照すると、本実施の形態は、描画命令・データ発生装置１と、接続構成切替パターン生成器２と、接続構成切替器３と、複数のレジスタからなるレジスタ群４と、複数の演算器からなる演算器群５と、描画器６と、ＬＣＤ等の表示装置７とから構成されている。
【００２２】
描画命令・データ発生装置１は、演算種別を示す演算種別情報が設定された命令フィールドと、それぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドとから構成される描画命令・データを出力する機能を有する。図２は、描画命令・データの一例を示すものであり、最上位ビット側から順に、命令フィールド、第１〜第４のデータフィールドが配置されている。なお、命令フィールドは、接続構成切替パターン生成器２に供給され、データフィールドは接続構成切替器３に供給される。また、各フィールドのサイズは任意のサイズで良いが、本実施の形態では、各フィールドのサイズは８ビットであるとする。
【００２３】
接続構成切替パターン生成器２は、描画命令・データ発生装置１から出力される描画命令・データの命令フィールドを入力し、接続構成切替器３に対して接続構成切替パターンを出力する機能を有する。
【００２４】
図３は、接続構成切替パターン生成器２の構成例を示すブロック図であり、命令フィールド検出器２１と、セレクタ２２と、Ｄフリップフロップ（ＤＦＦ）２３と、パターン数テーブル２４と、カウンタ２５と、選択手段２６と、接続構成切替パターン記憶部２７とを備えている。
【００２５】
命令フィールド検出器２１は、描画命令・データ発生装置１が出力する命令フィールドを検出し、描画命令・データ発生装置１が描画命令・データを出力している間、命令フィールド検出信号ａを“１”とする機能を有する。
【００２６】
セレクタ２２は、命令フィールド検出信号ａが“１”の場合は、描画命令・データ発生装置１が出力する命令フィールドに設定されている演算種別情報を選択し、“０”の場合はＤフリップフロップ２３から出力されている演算種別情報を選択する。
【００２７】
Ｄフリップフロップ２３は、セレクタ２２から出力される演算種別情報を保持する機能を有する。Ｄフリップフロップ２３から出力される演算種別情報は、セレクタ２２、パターン数テーブル２４及び選択手段２６に供給されている。
【００２８】
パターン数テーブル２４は、例えば、書き換え可能な不揮発性メモリなどによって実現されるものであり、各演算種別情報“00000001”〜“11111111”に対応する接続構成切替パターンのパターン数が登録されている。また、パターン数テーブル２４には、Ｄフリップフロップ２３の出力（演算種別情報）がリードアドレスとして入力されている。また、パターン数テーブル２４の内容は、図示を省略した書き換え手段によって変更可能なものである。つまり、実行可能な演算の種類を追加、変更する場合には、上記書き換え手段を用いてパターン数テーブル２４の内容を変更すれば良い。
【００２９】
図４は、パターン数テーブル２４の一例を示した図であり、アドレス“00000001”〜“11111111”には、それぞれ演算種別情報“00000001”〜“11111111”の接続構成切替パターンのパターン数が登録されている。従って、Ｄフリップフロップ２３から例えば演算種別情報“00000001”が出力されている場合には、アドレス“00000001”に格納されている、演算種別情報“00000001”に対応する接続構成切替パターンのパターン数「４」が出力され、また、例えばＤフリップフロップ２３から演算種別情報“11111111”が出力されている場合には、アドレス“11111111”に格納されている、演算種別情報“11111111”に対応する接続構成切替パターンのパターン数「５」が出力される。
【００３０】
カウンタ２５は、命令フィールド検出信号ａが“１”のとき、システムクロックＣＫの立ち上がりでカウント値が「０」にリセットされ、カウント値がパターン数テーブル２４から出力されるパターン数より「１」小さな値となるまで、システムクロックＣＫの立ち上がりでカウント値をインクリメントする。カウント値が（パターン数−１）になった後は、システムクロックＣＫが立ち上がっても現在のカウント値を保持する。カウンタ２５のカウント値は、選択手段２６に供給されている。なお、本実施の形態では、カウンタ２５の出力は４ビットであるとする。
【００３１】
選択手段２６は、接続構成切替パターン記憶部２７に登録されている接続構成切替パターンの内の、Ｄフリップフロップ２３から供給されている演算種別情報とカウンタ２５から供給されているカウント値とに対応する接続構成切替パターンを、接続構成切替器３に対して出力する機能を有する。具体的には、選択手段２６は、Ｄフリップフロップ２３から供給される８ビット構成の演算種別情報と、カウンタ２５から供給される４ビット構成のカウント値とを合成した１２ビット構成のリードアドレス（演算種別情報が最上位ビット側に配置されている。図５参照）を接続構成切替パターン記憶部２７に供給することにより、該当する接続構成切替パターンを接続構成切替パターン記憶部２７から読み出し、接続構成切替器３に供給する。
【００３２】
接続構成切替パターン記憶部２７は、例えば、書き換え可能な不揮発性メモリによって実現されるものであり、各演算種別情報に対応する複数の接続構成切替パターンが、カウント値に対応付けて登録されている。また、接続構成切替パターン記憶部２７には、選択手段２６の出力がリードアドレスとして供給されている。また、接続構成切替パターン記憶部２７の内容は、図示を省略した書き換え手段によって書き換えることができる。従って、実行可能な演算の種類を追加、変更する場合には、上記書き換え手段を用いて接続構成切替パターン記憶部２７の内容を書き換えれば良い。
【００３３】
図６は、接続構成切替パターン記憶部２７の一例を示す図であり、アドレス「000000010000」〜「000000011111」、「000000100000」〜「000000101111」、…、「111111110000」〜「111111111111」が、それぞれ演算種別情報「00000001」、「00000010」、…、「11111111」に対応する領域となっている。例えば、演算種別情報「00000001」に対応する領域においては、下位４ビットが「0000」〜「0011」の４個の領域（カウント値が「０」〜「３」に対応する領域）に接続構成切替パターンが登録され、下位４ビットが「0100」〜「1111」の１２個の領域（カウント値が「４」〜「１５」に対応する領域には、接続構成切替パターンは登録されていない。また、演算種別情報「00000001」に対応する４個の接続構成切替パターンの内の、最後の接続構成切替パターン（カウント値「３」に対応する接続構成切替パターン）は、接続構成切替器３に対して演算結果の出力を指示するものでなければ、任意のパターンで良く、その１つ前の接続構成切替パターンは、接続構成切替器３に対して演算結果の出力を指示するパターンでなければならない。なお、接続構成切替パターンについては、後で詳しく説明する。
【００３４】
図７は、接続構成切替器３、レジスタ群４及び演算器群５の構成例を示すブロック図である。
【００３５】
同図を参照すると、接続構成切替器３は１１行×Ｎ列のマトリクススイッチ３１と、ＯＲゲート３２とから構成され、レジスタ群４は、６個のレジスタ４１〜４６から構成され、演算器群５は２個の積和演算器５１、５２から構成されている。
【００３６】
マトリクススイッチ３１のＡ列〜Ｄ列には、それぞれ描画命令・データ発生装置１が出力する第１〜第４のデータフィールドが入力され、第０行、第３行、第４行、第６行、第８行、第９行にはそれぞれレジスタ４１〜４６の入力端子が接続され、第１行、第２行には積和演算器５１の入力端子が接続され、第５行、第７行には積和演算器５２の入力端子が接続されている。更に、Ｅ列〜Ｊ列には、各々レジスタ４１〜４６の出力端子が接続され、Ｋ列、Ｊ列には積和演算器５１の出力端子が接続され、Ｍ列，Ｎ行には積和演算器５２の出力端子が接続されている。
【００３７】
また、マトリクススイッチ３１の各交点のオンオフ状態は、接続構成切替パターン生成器２から出力される接続構成切替パターンによって制御される。本実施の形態では、接続構成切替パターンは、オン状態にする交点を示すものとする。例えば、図６のアドレス「000000010000」に格納されている接続構成切替パターン「Ａ０，Ｂ３，Ｃ４，Ｄ６」は、Ａ列と第０行の交点、Ｂ列と第３行の交点、Ｃ列と第４行との交点、及びＤ列と第６行との交点をオン状態にし、それ以外の交点をオフ状態にすることを指示するものである。
【００３８】
また、ＯＲゲート３２は、第１０行上の交点の内の少なくとも１個がオン状態になったとき、第１０行から出力される演算結果ｃが有効なものであることを示す有効信号ｂを出力する（有効信号ｂを“１”にする）。なお、有効信号ｂ及び演算結果ｃは、描画器６に入力される。
【００３９】
描画器６は、接続構成切替器３から出力される有効信号ｂが“１”となったときの演算結果ｃに基づいて描画処理を行う機能を有する。より具体的には、描画器６は、接続構成切替器３からは、先ず、描画すべき点のＸ座標値が出力され、次にＹ座標値が出力され、その後、Ｚ座標値が出力されると認識しており、認識したＸ，Ｙ，Ｚ座標値に基づいて描画処理を行う。
【００４０】
〔第１の実施の形態の動作の説明〕
次に、本実施の形態の動作について詳細に説明する。
【００４１】
今、例えば、描画命令・データ発生装置１が時刻ｔ２（図８参照）において、命令フィールドに演算種別情報「00000001」を設定し、第１〜第４のデータフィールドにそれぞれ、Ｕ，Ｖ，Ｘ，Ｙを設定した描画命令・データを出力したとする。なお、演算種別情報「00000001」は、Ｕ×Ｖ＋Ｘ×Ｙなる積和演算の実行を指示するものとする。また、描画命令・データ発生装置１は、１システムクロックＣＫ間のみ、描画命令・データを出力するものとする。
【００４２】
接続構成切替パターン生成器２内の命令フィールド検出器２１は、時刻ｔ２において、演算種別情報00000001」が設定された命令フィールドを検出すると、図８のタイムチャートに示すように、命令フィールド検出信号ａを“１”とする。
【００４３】
セレクタ２２は、命令フィールド検出信号ａが“１”となると、命令フィールドを選択し、そこに設定されている演算種別情報「00000001」をＤフリップフロップ２３にセットする。これにより、パターン数テーブル２４のアドレス「00000001」から演算種別情報「00000001」に対応するパターン数が読み出され、カウンタ２５に供給される。今、例えば、パターン数テーブル２４の内容が図４に示すものであるとすると、パターン数「４」がパターン数テーブル２４から読み出され、カウンタ２５に供給される。
【００４４】
一方、カウンタ２５は、命令フィールド検出信号ａが“１”となると、システムクロックＣＫの立ち上がり（時刻ｔ３）においてリセットされ、そのカウント値を「０」にする。その後、カウンタ２５は、システムクロックＣＫが立ち上がる毎に、そのカウント値を「１」、「２」、…とインクリメントしていく。但し、カウント値がパターン数テーブル２４から出力されているパターン数よりも「１」だけ小さな値（この例の場合は、「３」）となった後は、システムクロックＣＫが立ち上がってもカウント値をインクリメントしない。
【００４５】
選択手段２６は、Ｄフリップフロップ２３から出力される８ビット構成の演算種別情報「00000001」と、カウンタ２５から出力される順次出力される４ビット構成のカウント値「0000」、「0001」、「0010」、「0011」とを合成し、合成結果をリードアドレスとして接続構成切替パターン記憶部２７に供給する。即ち、時刻ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６において、接続構成切替パターン記憶部２７には、リードアドレス「000000010000」，「000000010001」，「000000010010」，「000000010011」が供給される。この結果、接続構成切替パターン記憶部２７からは、時刻ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６において、アドレス「000000010000」，「000000010001」，「000000010010」，「000000010011」に登録されている接続構成切替パターンが順次出力されることになる。
【００４６】
今、例えば、接続構成切替パターン記憶部２７の内容が図６に示すものであるとすると、時刻ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６において、接続構成切替パターン記憶部２７から接続構成切替器３に対して、接続構成切替パターン「Ａ０，Ｂ３，Ｃ４，Ｄ６」，「Ｅ０，Ｅ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｋ８，Ｍ９」，「Ｉ５，Ｉ８，Ｊ７，Ｊ９，Ｎ１０」，「任意の接続構成切替パターン（但し、オン状態にする交点として第１０行上の交点は含まない）」が順次出力されることになる。
【００４７】
接続構成切替器３は、時刻ｔ３において接続構成切替パターン「Ａ０，Ｂ３，Ｃ４，Ｄ６」が入力されると、図９に示すように、マトリクススイッチ３１上のＡ列と第０行との交点、Ｂ列と第３行との交点、Ｃ列と第４行との交点、およびＤ列と第６行との交点をオン状態にする。これにより、第１，第２，第３，第４のデータフィールドに設定されているＵ，Ｖ，Ｘ，Ｙがそれぞれレジスタ４１，４２，４３，４４に格納される。
【００４８】
その後、時刻ｔ４において、接続構成切替パターン「Ｅ０，Ｅ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｇ４，Ｇ５，Ｈ６，Ｈ７，Ｋ８，Ｍ９」が入力されると、接続構成切替器３は、図１０に示すように、Ｅ列と第０行との交点、Ｅ列と第１行との交点、Ｆ列と第２行との交点、Ｆ列と第３行との交点、Ｇ列と第４行との交点、Ｇ列と第５行との交点、Ｈ列と第６行との交点、Ｈ列と第７行との交点、Ｋ列と第８行との交点、およびＭ列と第９行との交点をオン状態にする。これにより、積和演算器５１において、レジスタ４１，４２に保持されているＵ，Ｖが乗算され、乗算結果「Ｕ×Ｖ」がレジスタ４５にセットされる。また、これと同時に、積和演算器５２において、レジスタ４３，４４に保持されているＸ，Ｙが乗算され、乗算結果「Ｘ×Ｙ」がレジスタ４６にセットされる。
【００４９】
その後、時刻ｔ５において、接続構成切替パターン「Ｉ５，Ｉ８，Ｊ７，Ｊ９，Ｎ１０」が入力されると、接続構成切替器３は、図１１に示すように、Ｉ列と第５行の交点、Ｉ列と第８行の交点、Ｊ列と第７行との交点、Ｊ列と第９行との交点、およびＮ列と第１０行との交点をオン状態にする。これにより、積和演算器５２において、レジスタ４５に保持されている値「Ｕ×Ｖ」とレジスタ４６に保持されている値「Ｘ×Ｙ」とが加算され、加算結果「Ｕ×Ｖ＋Ｘ×Ｙ」が演算結果ｃとして、第１０行から出力される。このとき、第１０行上の交点がオン状態になるので、ＯＲゲート３２は、有効信号ｃを“１”とする。
【００５０】
描画器６は、有効信号ｂが“１”になると、演算結果ｃ（「Ｕ×Ｖ＋Ｘ×Ｙ」）を取り込み、所定の処理を行う。即ち、上記した演算結果ｃを描画すべき点のＸ或いはＹ座標値と認識している場合には、取り込んだ演算結果を描画すべき点のＸ或いはＹ座標値として内部に保持し、描画すべき点のＺ座標値であると認識している場合には、内部に保持してあるＸ、Ｙ座標値と、今回取り込んだＺ座標値とに基づいて、表示装置７に対する描画処理を行う。
【００５１】
描画命令・データ発生装置１は、上記した描画命令・データを出力後、次の描画命令・データの出力タイミングとなると、次の描画命令・データを出力する。
【００５２】
〔第１の実施の形態の効果〕
本実施の形態によれば、ジオメトリ処理などを行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置において、実行可能な演算の種類の追加や変更を容易に行うことが可能になる。
【００５３】
その理由は、描画命令・データ発生装置１から出力されるデータフィールドが入力されると共に、複数の積和演算器５１、５２および複数のレジスタ４１〜４６が接続され、各交点のオンオフ状態を接続構成切替パターン生成器２から出力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチ３１を有する接続構成切替器３と、描画命令・データ発生装置１から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、接続構成切替器３に対して出力する接続構成切替パターン生成器２とを備えているからである。つまり、接続構成切替パターン生成器２から出力する接続構成切替パターンの種類を追加、変更するだけで、実行可能な演算の種類を追加したり、変更することができ、従来の技術のように、セレクタの追加、セレクタの配置位置の変更といったハードウェアの変更を行う必要がないからである。
【００５４】
〔第２の実施の形態〕
次に本発明にかかる３次元グラフィックス描画装置の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ＣＰＵを利用して接続構成切替パターンを生成することを特徴とする。
【００５５】
〔第２の実施の形態の構成の説明〕
図１２は、本発明にかかる３次元グラフィックス描画装置の第２の実施の形態の構成例を示すブロック図である。本実施の形態と図１に示した第１の実施の形態との相違点は、描画命令・データ発生装置１の代わりにＣＰＵ１２０、メモリ１３０およびチップセット１４０を備えている点と、接続構成切替パターン生成器２の代わりに接続構成切替パターン出力手段１５０とを備えている点である。なお、他の図１と同一符号は、同一部分を表している。
【００５６】
メモリ１３０には、描画命令・データが格納される描画命令・データ記憶部１３１と、接続構成切替パターンが格納される接続構成切替パターン記憶部１３２とが設けられている。
【００５７】
ＣＰＵ１２０上には、描画命令・データ生成手段１２１と、接続構成切替パターン生成手段１２２とが設けられている。
【００５８】
描画命令・データ生成手段１２１は、描画命令・データを生成し、描画命令・データ記憶部１３１に格納する機能を有する。
【００５９】
接続構成切替パターン生成手段１２２は、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている描画命令・データの命令フィールドに設定されている演算種別情報に基づいて接続構成切替パターンを生成し、接続構成切替パターン記憶部１３２に格納する機能や、接続構成切替パターン記憶部１３２に格納した接続構成切替パターンを接続構成切替パターン出力手段１５０に転送する機能や、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている描画命令・データのデータフィールドの内容を、チップセット１４０が有しているＤＭＡコントローラ（図示せず）を利用して接続構成切替器３へＤＭＡ転送する機能などを有する。
【００６０】
描画命令・データ生成手段１２１および接続構成切替パターン生成手段１２２は、プログラムによって実現されるものであり、ＣＰＵ１２０は、メモリ１３０或いは図示を省略したディスク等の他の記録媒体に登録されている、描画命令・データ生成手段１２１および接続構成切替パターン生成手段１２２を実現するためのプログラムを読み込み、そのプログラムに従って自身の動作を制御することにより、自ＣＰＵ１２０上に描画命令・データ生成手段１２１および接続構成切替パターン生成手段１２２を実現する。
【００６１】
接続構成切替パターン出力手段１５０は、接続構成切替器３に対して接続構成切替パターンを出力する機能を有する。図１３は、接続構成切替パターン出力手段１５０の構成例を示すブロック図であり、接続構成切替パターン記憶部１５１と、読み出し手段１５２とを備えている。
【００６２】
接続構成切替パターン記憶部１５１には、ＣＰＵ１２０からチップセット１４０を介して送られてきた接続構成切替パターンが格納される。読み出し手段１５２は、接続構成切替パターン記憶部１５１に格納された接続構成切替パターンを順次読み出し、接続構成切替器３に供給する機能を有する。
【００６３】
〔第２の実施の形態の動作の説明〕
次に、本実施の形態の動作について説明する。
【００６４】
先ず、ＣＰＵ１２０上の描画命令・データ生成手段１２１が、表示装置７上に所定の画像を表示するために必要となる一連の描画命令・データを生成し、メモリ１３０上の描画命令・データ記憶部１３１に格納しておく。
【００６５】
その後、ＣＰＵ１２０上の接続構成切替パターン生成手段１２２が図１４のフローチャートに示す処理を実行する。図１５は、接続構成切替パターン生成手段１２２が、図１４のフローチャートに示す処理を行っているときの、データの流れを示す図である。
【００６６】
接続構成切替パターン生成手段１２２は、先ず、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている第１番目の描画命令・データを入力する（ステップＳ１４１）。次いで、接続構成切替パターン生成手段１２２は、上記描画命令・データの命令フィールドに設定されている演算種別情報を解析することにより、上記演算種別情報に対応する接続構成切替パターンを生成し、それを接続構成切替パターン記憶部１３２に登録する（ステップＳ１４３）。
【００６７】
その後、接続構成切替パターン生成手段１２２は、接続構成切替パターン記憶部１３２に登録した接続構成切替パターンを、チップセット１４０を介して接続構成切替パターン出力手段１５０に転送し、更に、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている第１番目の描画命令・データのデータフィールドを、チップセット１４０が有しているＤＭＡコントローラを利用して接続構成切替器３へＤＭＡ転送する（ステップＳ１４４，Ｓ１４５）。
【００６８】
接続構成切替パターン出力手段１５０は、転送されてきた接続構成切替パターンを接続構成切替パターン記憶部１５１に格納し、読み出し手段１５２は、接続構成切替パターン格納部１５１に格納された各接続構成切替パターンをシステムクロックＣＫに従って順次読み出し、接続構成切替器３に供給する。
【００６９】
接続構成切替器３は、接続構成切替パターン出力手段１５０から供給される接続構成切替パターンに従ってマトリクススイッチ３１の交点のオンオフ状態を制御することにより、ＤＭＡ転送されてきたデータフィールド中のデータに対して、第１番目の描画命令・データの命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた演算を行い、演算結果を描画器６に対して出力する。描画器６は、第１の実施の形態で説明した処理と同様の処理を行う。
【００７０】
接続構成切替パターン生成手段１２２は、接続構成切替パターン出力手段１５０および接続構成切替器３において上記した処理が行われている間、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている次の描画命令・データ（第２番目の描画命令・データ）を入力し、そのデータフィールドに設定されている演算種別情報に対応する接続構成切替パターンを生成し、接続構成切替パターン記憶部１３２に格納する処理を行っている（ステップＳ１４１、Ｓ１４２がＹＥＳ、Ｓ１４３）。
【００７１】
そして、接続構成切替パターン出力手段１５０および接続構成切替器３における上記した処理が完了すると、接続構成切替パターン１３２に格納しておいた、第２番目の描画命令・データに対応する接続構成切替パターンを接続構成切替パターン出力手段１５０に転送し、更に、チップセット１４０が備えているＤＭＡコントローラを利用して接続構成切替器３に対して、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている第２番目の描画命令・データのデータフィールドの内容をＤＭＡ転送する（ステップＳ１４４，Ｓ１４５）。接続構成切替パターン生成手段１２２は、上記した処理を描画命令・データ記憶部１３１に格納されている各描画命令・データについて行い、描画命令・データ記憶部１３１に格納されている全ての描画命令・データについて上記した処理を行うと（ステップＳ１４２がＮＯ）、その処理を終了する。
【００７２】
〔第２の実施の形態の効果〕
本実施の形態によれば、ジオメトリ処理などを行うための演算回路を備えた３次元グラフィックス描画装置において、実行可能な演算の種類の追加や変更を容易に行うことが可能になる。
【００７３】
その理由は、メモリ１３０に登録されている各描画命令・データについて、その命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成して上記メモリ１３０に登録する処理、上記メモリ１３０に登録した接続構成切替パターンを転送する処理、および上記転送した接続構成切替パターンと対応する描画命令・データの複数のデータフィールドをＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送する処理を行うＣＰＵ１２０と、ＤＭＡ転送されてきた複数のデータフィールドが入力されると共に、複数の積和演算器５１、５２および複数のレジスタ４１〜４６が接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチ３１を有する接続構成切替器３と、ＣＰＵ１２０から転送されてきた複数の接続構成切替パターンを一時的に保持し、保持した複数の接続構成切替パターンを、接続構成切替器３に対して順次出力する接続構成切替パターン出力手段１５０とを備えているからである。つまり、ＣＰＵ１２０が行う処理（命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成する処理）を変更するだけで、実行可能な演算の種類を追加したり、変更することができ、従来の技術のように、セレクタの追加、セレクタの配置位置の変更といったハードウェアの変更を行う必要がないからである。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、ジオメトリ処理を行う３次元グラフィックス描画装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明にかかる３次元グラフィックス描画装置の第１の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図２】描画命令・データの一例を示す図である。
【図３】接続構成切替パターン生成器２の構成例を示すブロック図である。
【図４】パターン数テーブル２４の一例を示す図である。
【図５】接続構成切替パターン記憶部２７に入力されるリードアドレスの一例を示す図である。
【図６】接続構成切替パターン記憶部２７の構成例を示すブロック図である。
【図７】接続構成切替器３、レジスタ群４および演算器群５の構成例を示すブロック図である。
【図８】接続構成切替パターン生成器２の動作を説明するためのタイムチャートである。
【図９】接続構成切替器３の動作を説明するための図である。
【図１０】接続構成切替器３の動作を説明するための図である。
【図１１】接続構成切替器３の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明にかかる３次元グラフィックス描画装置の第２の実施の形態の構成例を示すブロック図である。
【図１３】接続構成切替パターン出力手段１５０の構成例を示すブロック図である。
【図１４】接続構成切替パターン生成手段１２２の処理例を示すフローチャートである。
【図１５】第２の実施の形態の動作を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７６】
１…描画命令・データ発生装置
２…接続構成切替パターン生成器
２１…命令フィールド検出器
２２…セレクタ
２３…Ｄフリップフロップ
２４…パターン数テーブル
２５…カウンタ
２６…選択手段
２７…接続構成切替パターン記憶部
３…接続構成切替器
３１…マトリクススイッチ
３２…ＯＲゲート
４…レジスタ群
４１〜４６…レジスタ
５…演算器群
５１、５２…積和演算器
６…描画器
７…表示装置
１２０…ＣＰＵ
１２１…描画命令・データ生成手段
１２２…接続構成切替パターン生成手段
１３０…メモリ
１３１…描画命令・データ記憶部
１３２…接続構成切替パターン記憶部
１４０…チップセット
１５０…接続構成切替パターン出力手段
１５１…接続構成切替パターン記憶部
１５２…読み出し手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データを出力する描画命令・データ発生装置と、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
前記描画命令・データ発生装置から出力される各データフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
前記描画命令・データ発生装置から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、前記接続構成切替器に対して出力する接続構成切替パターン生成器と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたことを特徴とする３次元グラフィックス描画装置。
【請求項２】
請求項１記載の３次元グラフィックス描画装置において、
前記接続構成切替パターン生成器が、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンが登録された接続構成切替パターン記憶部と、
該接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの中から、前記描画命令・データ発生装置が出力した命令フィールドに設定されている演算種別情報と対応する接続構成切替パターンを選択し、該選択した接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力する選択手段とを備えたことを特徴とする３次元グラフィックス描画装置。
【請求項３】
請求項１記載の３次元グラフィックス描画装置において、
前記接続構成切替パターン生成器が、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する複数の接続構成切替パターンがカウント値に対応付けて登録された接続構成切替パターン記憶部と、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンのパターン数が登録されたパターン数テーブルと、
該パターン数テーブルに登録されているパターン数の内の、前記描画命令・データ発生装置から出力された命令フィールド中の演算種別情報に対応するパターン数に応じたカウント動作を行うカウンタと、
前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの内の、前記カウンタのカウント値と、前記描画命令・データ発生装置から出力される命令フィールド中の演算種別情報とによって特定される接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力する選択手段とを備えたことを特徴とする３次元グラフィックス描画装置。
【請求項４】
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データが複数登録されたメモリと、
該メモリに格納されている各描画命令・データについて、その命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成して前記メモリに登録する処理、前記メモリに登録した接続構成切替パターンを転送する処理、および前記転送した接続構成切替パターンと対応する描画命令・データの複数のデータフィールドをＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送する処理を行うＣＰＵと、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
前記ＤＭＡ転送された複数のデータフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
前記転送された複数の接続構成切替パターンを一時的に保持し、該保持した複数の接続構成切替パターンを、前記接続構成切替器に対して順次出力する接続構成切替パターン出力手段と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたことを特徴とする３次元グラフィックス描画装置。
【請求項５】
描画命令・データ発生装置が、演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データを出力し、
接続構成切替パターン生成器が、前記描画命令・データ発生から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、
前記描画命令・データ発生装置から出力される各データフィールドが入力されると共に、複数の演算器および複数のレジスタが接続されるマトリクススイッチを有する接続構成切替器が、前記接続構成切替パターン生成器が生成した接続構成切替パターンに従って前記マトリクススイッチの各交点のオンオフ状態を制御し、
描画器が、前記接続構成切替器から出力される演算結果に従って描画処理を行うことを特徴とする３次元グラフィックス描画方法。
【請求項６】
請求項５記載の３次元グラフィックス描画方法において、
前記接続構成切替パターン生成器が、演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンが登録された接続構成切替パターン記憶部を有し、前記描画命令・データ発生装置から描画命令・データが出力されたとき、前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの中から、前記描画命令・データ中の命令フィールドに設定されている演算種別情報に対応する接続構成切替パターンを選択し、該選択した接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力することを特徴とする３次元グラフィックス描画方法。
【請求項７】
請求項５記載の３次元グラフィックス描画方法において、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する複数の接続構成切替パターンがカウント値に対応付けて登録された接続構成切替パターン記憶部と、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンのパターン数が登録されたパターン数テーブルとを有し、
前記接続構成切替パターン生成器が、
前記描画命令・データ発生装置から描画命令・データが出力されたとき、前記パターン数テーブルに登録されているパターン数の内の、前記描画命令・データのデータフィールドに設定されている演算種別情報に対応したパターン数に従ったカウント動作を行うと共に、前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの内の、前記カウント動作に伴うカウント値と前記演算種別情報とによって特定される接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力することを特徴とする３次元グラフィックス描画方法。
【請求項８】
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データが複数登録されたメモリと、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
ＤＭＡ転送されてきた複数のデータフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
転送されてきた複数の接続構成切替パターンを一時的に保持し、該保持した複数の接続構成切替パターンを、前記接続構成切替器に対して順次出力する接続構成切替パターン出力手段と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたコンピュータに、
前記メモリに格納されている各描画命令・データについて、その命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成して前記メモリに登録する処理、
前記メモリに登録した接続構成切替パターンを前記接続構成切替パターン出力手段へ転送する処理、
および前記転送した接続構成切替パターンと対応する描画命令・データの複数のデータフィールドをＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送する処理を行わせるためのプログラム。
【請求項１】
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データを出力する描画命令・データ発生装置と、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
前記描画命令・データ発生装置から出力される各データフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
前記描画命令・データ発生装置から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、前記接続構成切替器に対して出力する接続構成切替パターン生成器と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたことを特徴とする３次元グラフィックス描画装置。
【請求項２】
請求項１記載の３次元グラフィックス描画装置において、
前記接続構成切替パターン生成器が、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンが登録された接続構成切替パターン記憶部と、
該接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの中から、前記描画命令・データ発生装置が出力した命令フィールドに設定されている演算種別情報と対応する接続構成切替パターンを選択し、該選択した接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力する選択手段とを備えたことを特徴とする３次元グラフィックス描画装置。
【請求項３】
請求項１記載の３次元グラフィックス描画装置において、
前記接続構成切替パターン生成器が、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する複数の接続構成切替パターンがカウント値に対応付けて登録された接続構成切替パターン記憶部と、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンのパターン数が登録されたパターン数テーブルと、
該パターン数テーブルに登録されているパターン数の内の、前記描画命令・データ発生装置から出力された命令フィールド中の演算種別情報に対応するパターン数に応じたカウント動作を行うカウンタと、
前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの内の、前記カウンタのカウント値と、前記描画命令・データ発生装置から出力される命令フィールド中の演算種別情報とによって特定される接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力する選択手段とを備えたことを特徴とする３次元グラフィックス描画装置。
【請求項４】
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データが複数登録されたメモリと、
該メモリに格納されている各描画命令・データについて、その命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成して前記メモリに登録する処理、前記メモリに登録した接続構成切替パターンを転送する処理、および前記転送した接続構成切替パターンと対応する描画命令・データの複数のデータフィールドをＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送する処理を行うＣＰＵと、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
前記ＤＭＡ転送された複数のデータフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
前記転送された複数の接続構成切替パターンを一時的に保持し、該保持した複数の接続構成切替パターンを、前記接続構成切替器に対して順次出力する接続構成切替パターン出力手段と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたことを特徴とする３次元グラフィックス描画装置。
【請求項５】
描画命令・データ発生装置が、演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データを出力し、
接続構成切替パターン生成器が、前記描画命令・データ発生から出力される命令フィールドの内容に応じた接続構成切替パターンを生成し、
前記描画命令・データ発生装置から出力される各データフィールドが入力されると共に、複数の演算器および複数のレジスタが接続されるマトリクススイッチを有する接続構成切替器が、前記接続構成切替パターン生成器が生成した接続構成切替パターンに従って前記マトリクススイッチの各交点のオンオフ状態を制御し、
描画器が、前記接続構成切替器から出力される演算結果に従って描画処理を行うことを特徴とする３次元グラフィックス描画方法。
【請求項６】
請求項５記載の３次元グラフィックス描画方法において、
前記接続構成切替パターン生成器が、演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンが登録された接続構成切替パターン記憶部を有し、前記描画命令・データ発生装置から描画命令・データが出力されたとき、前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの中から、前記描画命令・データ中の命令フィールドに設定されている演算種別情報に対応する接続構成切替パターンを選択し、該選択した接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力することを特徴とする３次元グラフィックス描画方法。
【請求項７】
請求項５記載の３次元グラフィックス描画方法において、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する複数の接続構成切替パターンがカウント値に対応付けて登録された接続構成切替パターン記憶部と、
演算種別情報毎に、その演算種別情報に対応する接続構成切替パターンのパターン数が登録されたパターン数テーブルとを有し、
前記接続構成切替パターン生成器が、
前記描画命令・データ発生装置から描画命令・データが出力されたとき、前記パターン数テーブルに登録されているパターン数の内の、前記描画命令・データのデータフィールドに設定されている演算種別情報に対応したパターン数に従ったカウント動作を行うと共に、前記接続構成切替パターン記憶部に登録されている接続構成切替パターンの内の、前記カウント動作に伴うカウント値と前記演算種別情報とによって特定される接続構成切替パターンを前記接続構成切替器に対して出力することを特徴とする３次元グラフィックス描画方法。
【請求項８】
演算種別情報が設定された命令フィールド及びそれぞれに演算対象データが設定された複数のデータフィールドから構成される描画命令・データが複数登録されたメモリと、
複数の演算器と、
複数のレジスタと、
ＤＭＡ転送されてきた複数のデータフィールドが入力されると共に、前記複数の演算器および前記複数のレジスタが接続され、各交点のオンオフ状態を入力される接続構成切替パターンに応じたものにするマトリクススイッチを有する接続構成切替器と、
転送されてきた複数の接続構成切替パターンを一時的に保持し、該保持した複数の接続構成切替パターンを、前記接続構成切替器に対して順次出力する接続構成切替パターン出力手段と、
前記接続構成切替器から出力される演算結果に従った描画処理を行う描画器とを備えたコンピュータに、
前記メモリに格納されている各描画命令・データについて、その命令フィールドに設定されている演算種別情報に応じた複数の接続構成切替パターンを生成して前記メモリに登録する処理、
前記メモリに登録した接続構成切替パターンを前記接続構成切替パターン出力手段へ転送する処理、
および前記転送した接続構成切替パターンと対応する描画命令・データの複数のデータフィールドをＤＭＡコントローラによりＤＭＡ転送する処理を行わせるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−１２２２０９（Ｐ２００７−１２２２０９Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１０７０８（Ｐ２００５−３１０７０８）
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【出願人】（３９０００１３９５）ＮＥＣシステムテクノロジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２６日（２００５．１０．２６）
【出願人】（３９０００１３９５）ＮＥＣシステムテクノロジー株式会社 (438)
【Ｆターム（参考）】
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