數(shù)據(jù)處理裝置及其操作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)處理裝置及其操作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前圖形處理單元(Graphics Processing Unit,以下稱GPU)的運算能力已經(jīng)到達千兆級，即每秒可以處理數(shù)千兆個繪圖命令。目前計算機繪圖的趨勢是大分辨率圖像(例如4K by 4K)和復(fù)雜的繪制(rendering)。因此,計算能力以及在GPU與系統(tǒng)間的接口傳輸帶寬是越強大越好。然而對一些運算平臺(例如手持式電子裝置)而言，擁有強大的計算能力(伴隨極大的耗電量)和大的傳輸帶寬是不實際的。因此在手持式電子裝置的GPU內(nèi)可能配置了區(qū)塊化引擎(tiling engine)，以便將一個畫面分割成多個區(qū)塊。以區(qū)塊為基礎(chǔ)的繪制架構(gòu)(tile-based rendering architecture)有助于更好地利用本地內(nèi)存存取，使傳輸帶寬的使用可以更有效率。
[0003]如何降低GPU和系統(tǒng)之間的傳輸帶寬，及/或減少在GPU中繪圖管線的計算量，是本領(lǐng)域的課題。一些現(xiàn)有技術(shù)利用自適應(yīng)可擴展紋理壓縮(Adaptive Scalable TextureCompress,以下稱ASTC)和事務(wù)處理消除(Transact1n Eliminat1n)來減少GPU和系統(tǒng)之間的傳輸帶寬，進而降低了功耗。ASTC是一種利用紋理顏色照度的壓縮技術(shù)。「事務(wù)處理消除」可以比較目前幀(frame)的某一個經(jīng)繪制像素和先前幀中相同位置的一個經(jīng)繪制像素，以節(jié)省傳輸帶寬?，F(xiàn)有技術(shù)是像素在完成繪制后，也就是在完成光柵化(Rasterizat1n)階段后，才進行事務(wù)處理消除。也就是說，像素必須經(jīng)過繪制計算后才進行事務(wù)處理消除，因此現(xiàn)有技術(shù)在繪圖管線中減少計算量的效果有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)處理裝置與其操作方法，以在數(shù)據(jù)處理管線中盡早地節(jié)省區(qū)塊計算。
[0005]本發(fā)明的實施例中提供一種數(shù)據(jù)處理裝置。數(shù)據(jù)處理裝置包括區(qū)塊化電路以及后段處理電路。區(qū)塊化電路經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)。區(qū)塊化電路可以將輸入數(shù)據(jù)的目前幀劃分為至少一區(qū)塊，以及檢查所述至少一區(qū)塊中的目前區(qū)塊的移動狀況。后段處理電路耦接至區(qū)塊化電路，以接收該目前區(qū)塊。后段處理電路可以依據(jù)目前區(qū)塊的移動狀況，而決定將目前區(qū)塊進行包括光柵化的后段處理而產(chǎn)生目前幀的經(jīng)處理目前區(qū)塊，或是決定取先前幀的經(jīng)處理對應(yīng)區(qū)塊作為目前幀的該經(jīng)處理目前區(qū)塊。
[0006]本發(fā)明的實施例中提供一種數(shù)據(jù)處理裝置的操作方法，包括:由區(qū)塊化模塊將輸入數(shù)據(jù)的目前幀劃分為至少一區(qū)塊；由區(qū)塊化模塊檢查所述至少一區(qū)塊中的目前區(qū)塊的移動狀況；以及依據(jù)該目前區(qū)塊的移動狀況，決定由后段處理模塊將目前區(qū)塊進行包括光柵化的后段處理而產(chǎn)生目前幀的經(jīng)處理目前區(qū)塊，或是由后段處理模塊取先前幀的經(jīng)處理對應(yīng)區(qū)塊作為目前幀的該經(jīng)處理目前區(qū)塊。
[0007]基于上述，本發(fā)明實施例所述數(shù)據(jù)處理裝置與其操作方法，其可以在進行后段處理之前，依據(jù)該目前區(qū)塊的移動狀況，決定是否取先前幀的經(jīng)處理對應(yīng)區(qū)塊作為目前幀的經(jīng)處理目前區(qū)塊，以節(jié)省目前幀的所述經(jīng)處理目前區(qū)塊的后段處理(即節(jié)省區(qū)塊計算/繪制)。因此，所述數(shù)據(jù)處理裝置與其操作方法可以在進行后段處理之前，盡早地節(jié)省區(qū)塊計笪
[0008]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0009]圖1是依照本發(fā)明一實施例的一種數(shù)據(jù)處理裝置的模塊方塊示意圖。
[0010]圖2是依照本發(fā)明一實施例的一種數(shù)據(jù)處理裝置的操作方法的流程示意圖。
[0011]圖3示意照本發(fā)明一實施例說明圖2所示步驟S250的操作示意圖。
[0012]圖4是依照本發(fā)明一實施例說明圖1所示數(shù)據(jù)處理裝置的模塊方塊示意圖。
[0013]圖5是依照本發(fā)明一實施例說明圖2所示操作方法的流程示意圖。
[0014]圖6是依照本發(fā)明一實施例說明像素進行不同空間轉(zhuǎn)換的示意圖。
[0015]圖7是依照本發(fā)明一實施例說明轉(zhuǎn)換矩陣的不同轉(zhuǎn)換類型的示意圖。
[0016]圖8是依照本發(fā)明一實施例說明圖5所示步驟S510的判斷操作范例示意圖。
【具體實施方式】
[0017]在本發(fā)明申請文件(包括權(quán)利要求書)中所使用的「耦接」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接于第二裝置，則應(yīng)該被解釋成該第一裝置可以直接連接于該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標(biāo)號的元件/構(gòu)件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標(biāo)號或使用相同用語的元件/構(gòu)件/步驟可以相互參照相關(guān)說明。在圖式及實施方式中所述「模塊」可以被實現(xiàn)為硬件、軟件、韌體、或是從硬件、軟件與韌體中選擇其二者(或更多)的任何組合。
[0018]圖1是依照本發(fā)明一實施例的一種數(shù)據(jù)處理裝置100的模塊方塊示意圖。數(shù)據(jù)處理裝置100包括區(qū)塊化模塊(例如區(qū)塊化電路110)、后段處理模塊(例如后段處理電路120)以及幀內(nèi)存130。圖2是依照本發(fā)明一實施例的一種數(shù)據(jù)處理裝置的操作方法的流程示意圖。請參照圖1與圖2，區(qū)塊化模塊(例如區(qū)塊化電路110)經(jīng)配置以接收輸入數(shù)據(jù)Din(步驟S210)，以及將輸入數(shù)據(jù)Din的目前幀劃分為一個或多個區(qū)塊(tile)(步驟S220)。于不同實施例中，所述區(qū)塊可以是一整個幀或子幀。區(qū)塊的大小可以視實際設(shè)計需求來決定。依據(jù)數(shù)據(jù)處理裝置100的不同應(yīng)用情境，輸入數(shù)據(jù)Din可以包括繪圖數(shù)據(jù)。
[0019]區(qū)塊化電路110經(jīng)配置以檢查目前幀的這些區(qū)塊中的一個目前區(qū)塊的移動狀況。舉例來說，區(qū)塊化電路110可以依據(jù)目前區(qū)塊的移動狀況，來判斷所述目前區(qū)塊是否需要進行后段處理(步驟S230)。后段處理模塊(例如后段處理電路120)耦接至區(qū)塊化電路110，以接收該目前區(qū)塊。當(dāng)區(qū)塊化電路110依據(jù)目前區(qū)塊的移動狀況判斷所述目前區(qū)塊需要進行后段處理時，區(qū)塊化電路110可以決定由后段處理電路120將所述目前區(qū)塊進行后段處理，以便產(chǎn)生目前幀的經(jīng)處理目前區(qū)塊(步驟S240)。在一些實施例中，若將數(shù)據(jù)處理裝置100應(yīng)用于圖形處理單元中，則輸入數(shù)據(jù)Din可以包括繪圖命令，而后段處理電路120進行的所述后段處理可以包含光柵化操作。此光柵化操作為公知技術(shù)，故不再贅述。
[0020]后段處理電路120可以將所述經(jīng)處理目前區(qū)塊存入幀內(nèi)存130。以此類推，目前幀的其他區(qū)塊可以經(jīng)由后段處理電路120處理后，將這些經(jīng)由后端處理電路120處理后的經(jīng)處理區(qū)塊存入幀內(nèi)存130，而獲得完整的目前幀。
[0021]當(dāng)區(qū)塊化電路110依據(jù)目前區(qū)塊的移動狀況判斷所述目前區(qū)塊不需要進行所述后段處理時，區(qū)塊化電路110可以決定去禁能(disable)后段處理電路120的所述后段處理操作。在后段處理電路120的所述后段處理操作被禁能的情況下，后段處理電路120可以從幀內(nèi)存130取先前幀的經(jīng)處理對應(yīng)區(qū)塊，作為目前幀的經(jīng)處理目前區(qū)塊(步驟S250)。
[0022]舉例來說，圖3示意照本發(fā)明一實施例說明圖2所示步驟S250的操作示意圖。圖3左半部繪示一個先前幀F(xiàn)(1-l)，而右半部繪示一個目前幀F(xiàn)(i)。先前幀F(xiàn)(1-l)表示曾經(jīng)于先前時段中已被后段處理電路120處理過后所產(chǎn)生的影像幀。后段處理電路120可以從幀內(nèi)存130存取先前幀F(xiàn)(1-l)。于圖3所示范例中，目前幀F(xiàn)(i)包含區(qū)塊321、322、323與324。在此假設(shè)區(qū)塊322是所述目前區(qū)塊。區(qū)塊化電路110可以檢查目前幀F(xiàn)(i)的目前區(qū)塊322的移動狀況。例如，區(qū)塊化電路110可以依據(jù)目前區(qū)塊322在先前幀F(xiàn)(1-l)中尋找最相似的一個對應(yīng)區(qū)塊312，并獲知移動向量311。因為在先前幀F(xiàn)(1-l)中的對應(yīng)區(qū)塊312相似于目前幀F(xiàn)(i)的目前區(qū)塊322，所以可以節(jié)省目前區(qū)塊322的計算(即所述后段處理)。當(dāng)目前區(qū)塊322被判斷為不需要進行所述后段處理時，后段處理電路120可以依據(jù)移動向量311從幀內(nèi)存130取出先前幀F(xiàn)(1-l)的經(jīng)處理對應(yīng)區(qū)塊312，作為目前幀F(xiàn)(i)的經(jīng)處理目前區(qū)塊322。
[0023]圖1與圖2所示實施例可以被應(yīng)用于多種數(shù)據(jù)處理裝置，例如應(yīng)用于繪圖數(shù)據(jù)處理裝置或是其他數(shù)據(jù)處理裝置。以下將以圖形處理單元作為圖1與圖2所示實施例的應(yīng)用范例。
[0024]圖形處理單元配置有圖形繪制管線。圖形繪制管線被分成兩部分:幾何處理階段和像素處理階段(fragment processing stage)。幾何處理階段包括一個可編程頂點著色器(programmable vertex shader)或可編程統(tǒng)一著色器(programmable unified shader)和一個