JPH06149757A

JPH06149757A - 並列処理装置

Info

Publication number: JPH06149757A
Application number: JP4299550A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kimura; 信二木村; Yumiko Sugita; 由美子杉田; Shoji Nakamura; 昭次中村; Eriko Koda; 恵理子幸田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-11-10
Filing date: 1992-11-10
Publication date: 1994-05-31
Also published as: US5471579A

Abstract

(57)【要約】【目的】複数のプロセッサを備え、並列処理可能なシ
ステム上で、高速な並列処理装置を提供する。【構成】オペレーティング・システム１のプログラム
間通信機能を使い、応用プログラム２から描画プログラ
ム３に送られてくる命令の出現頻度を管理することによ
り、描画プログラム２が使用するプロセッサの数を制御
する。【効果】並列動作が不可能な命令の出現頻度が高い場
合に、使用するプロセッサの数を制限することにより、
同期処理のオーバヘッドを低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、並列実行可能な複数の
プロセッサを備えた並列処理装置に関わり、特に、動画
のように滑らかな表示画面変更処理を必要とするグラフ
ィックスシステムに好適な並列処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ・グラフィックスの応用分
野が、ビジュアルシミュレーションや科学技術計算結果
の可視化などに広がるとともに、表示性能に対する高速
描画の要求がさらに高まっている。

【０００３】従来、このような高速化の要求に答える技
術としては、座標変換やクリッピングといったジオメト
リ処理を専用プロセッサで処理することによって解決し
てきた。特に高速化の性能が要求される分野では、特開
平２−２７５５８１号公報のようにジオメトリ処理のた
めの専用プロセッサを複数のプロセッサで構成し、個々
のプロセッサをパイプライン状に接続する方式や、特開
平２−１５０９７３号公報のようにジオメトリ処理を並
列に処理する方式が知られている。また、最近では「並
列処理シンポジュムＪＳＰＰ’９２平成４年６月
論文集、共催（社）情報処理学会、その他、”ＰＨＩＧ
Ｓの構造体を処理するジオメトリ演算のマルチプロセッ
サ上での実行効率評価”、３７５頁〜３８２頁」に、ジ
オメトリ演算のマルチプロセッサ上での実現方式につい
ての論文が報告されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記で述べた高速化方
式は専用プロセッサあるいは図形処理専用のハードウェ
アで実現しており、一般にオペレーティングシステムや
応用プログラムが動作する汎用のプロセッサと組合せて
利用することが多い。このため汎用プロセッサとグラフ
ィックス専用ハードウェアを備えた計算機はハードウェ
ア物量が多くなり、価格が高価である。また、グラフィ
ックス専用ハードウェアに並列処理を利用している装置
では、ジオメトリ処理などの特定の処理を固定的に各プ
ロセッサに割り振っているため、負荷を動的に変更でき
ない構成になることが多い。

【０００５】一方、描画処理には、直線描画や多角形描
画などの並列処理が可能な描画処理と、各プロセッサが
参照する状態を変更する座標変換値の変更などの並列処
理が不可能な描画処理（属性処理）がある。

【０００６】そのため、描画処理を複数のプロセッサで
並列実行する場合、属性処理の実行では各プロセッサは
同期を取るために時間が費やされ、並列実行の効果は低
下する。特に複数の汎用プロセッサを持つ装置において
描画処理を並列に実現する場合、上記のような属性処理
のための同期処理の時間は、単にプロセッサは同期処理
が終了するまで待ち状態となり、オペレーティングシス
テムや応用プログラムの処理を実行するための時間も奪
うため、システム全体の性能を低下させることになる。

【０００７】この問題点を解決するため前記の論文で
は、属性命令をすべてのプロセッサで実行させることに
よって、同期処理を無くす方法が提案されている。しか
しながら、この方式では、すべてのプロセッサに属性命
令を転送するため、メモリと各プロセッサ間のバスのト
ラヒックの増加が新たな問題となることが述べられてい
る。

【０００８】また、上記問題は、描画命令の並列処理に
関係するのみでなく、一般に命令を複数のプロセッサで
並列実行する並列処理装置でも存在する。

【０００９】本発明の目的は、以上述べた問題点を解決
するための手段を提供し、複数の汎用プロセッサを備え
た装置で、システム全体の稼働率を低下させることな
く、処理を高速化できる柔軟な表示処理装置、または並
列処理装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、描
画命令を特性により、例えば、並列実行可能な命令と並
列実行不可能な命令などにより、複数のグループに分
け、描画命令中の各グループの出現頻度を求める。求め
た出現頻度から各グループの出現確率あるいはグループ
間の依存関係を求め、描画処理に使用するプロセッサの
数を決定する。例えば、並列実行不可能な属性命令が頻
繁に現れるような描画データ（描画命令群）の場合はプ
ロセッサを１つだけ描画処理に割当て、また並列実行可
能な描画命令が連続するような描画デ−タ（描画命令
群）の場合は、描画処理に割当てるプロセッサ数を増や
す。

【００１１】

【作用】応用プログラムから生成される描画命令は、そ
の応用プログラムの種類により、その種類（グルー
プ）、順序および出現頻度はほぼ一定であり、たとえ表
示内容に対する視点や視野サイズの変更（立体等の回転
や位置移動に伴うディスプレイ画面上の表示の変更等）
があったとしても図形デ−タそのものの変更は少ないた
め、その種類（グループ）、順序および出現頻度も変動
は少ない。

【００１２】そのため、上記手段より、この描画命令の
グループごとの出現頻度から並列動作に最適なプロセッ
サ数を決定でき、その結果、高速な描画処理を実現でき
る。具体的には、並列実行不可能な属性命令が頻繁に現
われるような描画命令群の場合はプロセッサを１つ割付
けることで同期処理に伴うオーバーヘッドをなくすこと
ができ、並列実行可能な描画命令の場合は、描画処理に
割当てるプロセッサ数を増やすことで処理能力を上げる
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例を詳細に説明する。
図２は、本発明による表示制御を実行するためのシステ
ム構成のブロック図である。図２において、１１から１
４は本システムの主プロセッサであり、バス・コントロ
ーラ１５を通して接続される主メモリ１６を共有メモリ
として使用する。１７はグラフィックス・プロセッサで
あり、プロセッサ１１〜１４から送られてくる描画コマ
ンドを解釈し、画面に表示すべきイメージデータを格納
するフレームメモリ１８にイメージデータを書き込む処
理を行う。

【００１４】図１は主メモリ１６に格納されたプロセッ
サ１１〜１４で動作するプログラムの構成を示したブロ
ック図である。１は各プロセッサ（１１〜１４）へのプ
ログラムの割当て、プログラム間の通信機能、および各
プロセッサ間の排他制御機能などを備えたマルチプロセ
ッサ対応のオペレーティング・システムであり、プロセ
ッサ１１で動作する。オペレーティング・システム１の
上には、応用プログラム２と描画プログラム３が動作
し、応用プログラム２が目的に応じて生成した描画命令
を、描画プログラム３がグラフィックス・プロセッサ１
７の描画コマンドに変換し描画を行なう。

【００１５】応用プログラム２は、図形を描くのに必要
な描画命令を生成する。この描画命令は、並列実行可能
な命令と並列実行不可能な命令の２種類から構成され、
その出現頻度および生成順序は、その応用プログラムの
目的によりほぼ一定である。また、上記描画命令は、実
行中に表示内容に対する視点や視野サイズの変更（立体
等の回転や移動に伴うディスプレイ上の表示の変更）が
あっても描画命令の種類の出現頻度や順序の変更はごく
わずかである。応用プログラム２は、この描画命令を、
オペレーティング・システム１のプログラム間の通信機
能を使用して描画プログラム３へ送信する。この際、応
用プログラム２はプログラム間の通信機能の回数を減ら
すため、複数の描画命令をバッファリングして送信す
る。例えば、応用プログラムが図形を描くのに必要な全
描画命令が２５６０命令、描画命令の長さの平均値が１
６バイト、バッファリングのためのバッファの長さが４
０９６バイトとすると、１回のプログラム間の通信で２
５６命令が送られ、この通信が１０回繰り返されること
になる。プログラム間通信毎のバッファ内の描画命令
は、上記図形を描く一連の描画命令の一部であるから、
それぞれのバッファ内で並列実行可能な命令と並列実行
不可能な命令の出現頻度は、全描画命令の割合とほぼ同
じ割合となる。

【００１６】描画プログラム３の機能ブロックを４から
１０に示す。４は描画プログラムの全体を制御する主制
御部である。主制御４は、応用プログラム２から送られ
てくる描画命令種類ごとの出現頻度及び生成順序を分析
し、描画プログラムを動作させるために最適なプログラ
ムの並列度（即ち汎用プロセッサの並列度（数））を求
める。求めた並列度に従い主制御４は、オペレーティン
グ・システム１の機能により、描画プログラム自身を複
数のプロセスとして生成する。生成された複数の描画プ
ログラムは、オペレーティング・システム１の割当てに
従い、各プロセッサ（１１〜１４）で動作することにな
る。

【００１７】５は描画プログラムのプロセスの数が１つ
の時（即ち１つの汎用プロセッサが動作時）に使用する
ディスパッチャ部、６はプロセスの数が複数の時（即ち
複数の汎用プロセッサが動作時）に使用するディスパッ
チャ部であり、主制御部４から起動される。ディスパッ
チャ部（５、６）は描画命令を解釈し、描画命令に対応
した７から１０の各処理（直線描画処理、多角形描画処
理、属性処理、座標更新処理）を実行する。

【００１８】図３に描画プログラム３が処理する描画命
令の形式を示す。本実施例では、描画命令を、並列動作
が可能な描画命令（グループＡ）と並列動作が不可能な
命令（グループＢ）に分類する。グループＡには命令１
９、２５、３０があり、グループＢには命令３３があ
る。

【００１９】命令１９は画面上に直線を描画する直線命
令であり、オペコード２０、直線の始点のＸ座標２１と
Ｙ座標２２、および終点のＸ座標２３とＹ座標２４で構
成される。命令２５は画面上に内部を塗り潰した多角形
を描画する多角形命令であり、オペコード２６、頂点の
数を示す頂点数２７、各頂点のＸ座標２８とＹ座標２９
で構成される。命令３０は直線命令１９と多角形命令２
５が画面上に描画する色を指示する色指定命令であり、
オペコード３１と色コード３２で構成される。命令３３
は直線命令１９と多角形命令２５が画面上に描画すると
きの原点を指定するオフセット命令であり、指定された
原点は直線命令１９と多角形命令２５のすべての座標に
加算される。命令はオペコード３４と原点のＸ座標３５
とＹ座標３６で構成される。

【００２０】図４にグラフィックス・プロセッサ１７が
処理する描画コマンドの形式を示す。グラフィックス・
プロセッサ１７が処理するコマンドは、画面上に水平線
を描画するためのコマンド（３７、４０）と描画する色
（４６）を指示するコマンド（４４）である。３７は水
平線のＹ座標（３９）を指示するコマンド、４０は水平
線のＸ座標（４３）とその水平方向の長さ（４２）を指
示するコマンドで、コマンド４０の処理後はＹ座標を自
動的に１だけ加算する。尚、３８、４１、４５はそれぞ
れのコマンドのオペコードである。

【００２１】図１の描画プログラム３は、応用プログラ
ム２で生成された直線命令１９と多角形命令２５を処理
する場合、命令で指定された直線あるいは多角形をラス
タ変換し、水平線の計算を行ないグラフィックス・プロ
セッサのコマンド形式を得る。この並列実行可能な描画
命令のグラフィックス・プロセッサのコマンド形式への
変換処理は、複数のプロセスで並列に行われることにな
る。そのため、各プロセッサ（１１〜１４）からグラフ
ィックス・プロセッサ１７へのコマンドの転送は、コマ
ンドの順序を保証するために図５に示すバッファを利用
する。

【００２２】図５においてバッファは、コマンドの順序
を保持するための順序バッファ４７と、コマンド（３
７、４０、４４）列を格納するためのコマンド・バッフ
ァ４８から構成され、それぞれのバッファ（４７、４
８）にはバッファの未使用の位置を示すインデックス４
９、ポインタ５０がある。ディスパッチャ部（５あるい
は６）は応用プログラム２から送られてくる描画命令の
順序でインデックス４９が示す位置の順序バッファ４７
を確保し、各描画処理（７〜９）に渡すととも、インデ
ックス４９を更新する。各描画処理（７〜９）は必要な
コマンドバッファの大きさだけ、ポインタ５０が示す位
置からコマンドバッファ４８を確保し、確保したコマン
ドバッファ４８のアドレスをディスパッチャ部（５ある
いは６）から渡された順序バッファ４７に登録する。コ
マンドバッファ４８へのコマンドの書き込みは複数のプ
ロセスで並列に行なうため、描画の順序と異なる順番で
書き込まれることがありえるが、順序バッファ４７を設
けることより描画の順序を保証する。

【００２３】次に図６から図１２を参照して、描画プロ
グラム３の各処理（４〜１０）の詳細な手順を説明す
る。尚、図６から図１２の記述で用いている記号名称
は、主メモリ１６内に格納する描画プログラム３のデー
タであり、以下に示すように、各プロセスが共通に使用
するデータと、各プロセスごとに確保するデータの２種
類がある。

【００２４】（１）各プロセスが共通に使用するデータＰＭＡＸ：描画プログラム３が利用可能なプロセッサ
の最大数ＰＣ：描画プログラム３の現在のプロセス数ＰＮ：描画プログラム３の最適なプロセス数ＳＴ：状態フラグ（０は入力待ち、１は描画処理
実行中を表す）ＳＹＮＣ１：各プロセスが同期のために使う変数ＳＹＮＣ２：各プロセスが同期のために使う変数ＴＯＴＡＬ：描画命令の処理数ＢＯＰ：描画命令のうち、グループＢの命令の処理
数その他：描画処理の原点座標など（２）各プロセスごとに確保するデータＮＯ：プロセス自身を識別するための番号（本実施
例では０から３まで）ＳＥＱ：そのプロセスが使用できる順序バッファのイ
ンデックスその他：ラスタ変換用のワークバッファなど各プロセスごとの上記データは、各プロセスごとのエリ
アであることを表すためＮＯ（ｉ）あるいはＳＥＱ
（ｉ）と記述する。また、上記のうちＰＭＡＸ、ＰＣＰ
Ｎ、ＴＯＴＡＬ、ＢＯＰ、ＳＹＮＣ１、ＳＹＮＣ２には
値”１”が、ＳＴには値”０”が初期値として代入され
ているものとする。

【００２５】まず、図６を参照して直線描画７および多
角形描画８の処理の概略を説明する。図６において、応
用プログラム２からの送られてくる描画命令の座標はオ
フセット命令３３で指定される原点座標からの相対座標
であるため、描画命令の座標に原点座標を加算し画面上
の絶対座標を計算する（５１）。次に、画面の外にある
図形の部分をクリッピングし（５２）、座標のＹ座標の
最小値と最大値から生成する水平線の数を求め、必要な
コマンドバッファ４８のサイズを求める（５３）。コマ
ンドバッファ４８は各プロセスが共通にアクセスするた
め、動作している描画プログラム３のプロセスが１より
大きければ、即ち複数の汎用プロセッサが動作している
場合は（５４）、コマンドバッファ４８の取得の処理
（５５）の前後でオペレーティング・システム１の排他
制御機能であるロック処理５６とアンロック処理５７を
コールする。得られたコマンドバッファ４８のアドレス
にラスタ変換処理５８の結果であるグラフィックス・プ
ロセッサへのコマンドを書き込み処理を終了する。

【００２６】図７、図８は主制御４の詳細な処理手順で
ある。まず、図７を説明する。描画プログラム３は複数
個のプロセスが動作している場合があるため、１つのプ
ロセスだけが応用プログラム２からの入力を待ち、他の
プロセスは入力があるまで停止する。まず、プロセスの
番号が０ならば（５９）、描画命令の入力待ちを行い
（６０）、他のプロセスはＳＴが１になるまで停止する
（２００）。応用プログラム２からの入力（バッファリ
ングされて送られる複数の描画命令群）があると入力待
ち（６０）は解除され、オペレーティング・システム１
から描画プログラム３が利用できるプロセッサの数ＰＭ
ＡＸを得る（６１）。ＰＭＡＸは各プロセッサの稼働率
から求めるなどの方法があるが、本実施例ではハードウ
ェアに接続されたプロセッサの数である４が得られたと
して以下説明する。次にＰＭＡＸとＰＮを比較し（６
２）、ＰＭＡＸが小さければＰＮにＰＭＡＸの値を代入
する（６３）。ＳＹＮＣ１とＳＹＮＣ２にＰＮの値を代
入し、ＳＴに値”１”を代入することによって（６
４）、他のプロセスの停止（２００）を解除する。

【００２７】処理６５から処理６９は各プロセスごとに
異なる。ＰＣとＰＮを比較し（６５）、現在のプロセス
の数が最適なプロセスの数よりも少なければ、プロセス
の番号が０のプロセスが（６６）、ＰＮとＰＣの差の個
数のプロセスを新たに生成し、ＰＣの値を更新する（６
７）。現在のプロセスの数が最適なプロセスの数よりも
多ければ、プロセスの番号が大きいプロセスがプロセス
を終了させる（６８、６９）。

【００２８】現在のプロセスの数が１つなら（７０）、
１プロセッサ用のディスパッチャ処理をコールし（７
１）、１より大きければ複数プロセッサ用のディスパッ
チャ処理をコールする（７２）。ディスパッチャ処理
後、最適なプロセス数の更新を行い（７３）、応用プロ
グラムからの入力を待つ処理を繰り返す。

【００２９】図８は、ＰＮの更新処理７３の詳細を示し
たものである。ディスパッチャ処理（７１または７２）
の処理後はＴＯＴＡＬとＢＯＰが処理した描画命令の数
により更新されているため、このＴＯＴＡＬとＢＯＰを
用いて最適なプロセスの数を求める。図８の例では処理
した描画命令の数が９以下の時はＰＮを更新しないた
め、ＴＯＴＡＬの値を判定する（７４）。処理した描画
命令に占めるグループＢの命令の数の割合を求め（７
５）、求めた割合が５０％以上ならＰＮに１を（７６、
７７）、３０％から４９％ならＰＮに２を（７８、７
９）、１０％から２９％ならＰＮに３を（８０、８
１）、９％以下ならＰＮに４を設定する（８２）。ＰＮ
の更新後、ＴＯＴＡＬとＢＯＰに値”１”を再設定する
（８３）。なお、この命令の数の割合と最適なプロセス
数の関係は、前記値に拘束されることは無く、また、本
表示装置の初期立ち上げ時等に本表示装置に接続された
入力装置等から入力することも可能とすることができ
る。

【００３０】図９は、１プロセッサ用のディスパッチャ
処理７１の詳細を示したものである。１プロセッサ用の
ディスパッチャ処理の場合、他のプロセスとの排他制御
は不要なため処理は簡単になる。応用プログラム２から
のバッファ内の描画命令を読み込み（８４）、データ
（描画命令）があればＴＯＴＡＬに１を加算し（８５、
８６）、さらにその命令がグループＢの命令ならばＢＯ
Ｐに１を加算する（８７、８８）。次に必要ならば順序
バッファ４７を確保しＳＥＱ（ｉ）に格納後（８９）、
各描画処理をコールする（９０）。データの終わりまで
処理８４から処理９０を繰り返し、グラフィックスハー
ドウェアを起動する（９１）。

【００３１】図１０、図１１は複数プロセッサ用のディ
スパッチャ処理７２の詳細である。複数のプロセッサ用
のディスパッチャ処理の場合、複数のプロセスが共通の
データ（即ち、応用プログラム２からのバッファ内の描
画命令やグラフィック・プロセッサへのコマンドバッフ
ァ等）を参照するため、排他制御と同期制御が必要とな
る。

【００３２】図１０において、複数プロセッサ用のディ
スパッチャ処理では処理の始めにロック処理をコールす
る（２０１）。ロック処理により、他の描画プログラム
３のプロセスをブロックした後、応用プログラム２から
のバッファ内の描画命令を読み込み（９２）、データの
有無を判定する（９３）。データ（描画命令）があれば
描画命令を処理し（９４〜１０７）、なければディスパ
ッチャの終了処理を行う（１０８〜１１５）。

【００３３】描画命令の処理は、他のプロセスがグルー
プＢの命令を処理中には実行できないので、まず、それ
を回避する同期処理（後述、図１１）を行う（９４）。
同期処理後、ＴＯＴＡＬに１を加算し（９５）、描画命
令のグループを判定する（９６）。描画命令がグループ
Ｂに属するならＢＯＰに１を加算し（９７）、他のプロ
セスの停止を待つ処理を行う（９８〜１００）。これは
オフセット命令３３のように各描画処理（７、８）が参
照する原点の座標を更新する場合に必要な同期処理であ
る。同期処理ではＳＹＮＣ１の値から１を減算と、アン
ロック処理のコール（９９）を行い、ＳＹＮＣ１の値が
０になるまで停止する（１００）。停止解除後は、グル
ープＢに属する描画命令の処理を行い（１０１）、排他
制御で同期を取りながら（１０２、１０４）、ＳＹＮＣ
２の値をＳＹＮＣ１の値に再設定する。処理９６におい
て、命令がグループＢに属さないなら、順序バッファ４
７を確保しＳＥＱ（ｉ）に格納後（１０５）、各描画処
理を実行する（１０７）。このとき描画命令は並列動作
可能なため、各描画命令の処理１０７の前で、アンロッ
ク処理をコールする（１０６）。

【００３４】応用プログラム２からのバッファ内のデー
タ（描画命令）の処理をすべて終えると（９３）、各プ
ロセスで終了のための同期処理を行う（１０８〜１１
１）。更にプロセスの番号に０をもつプロセスが（１１
２）、グラフィックスハードウェアの起動（１１３）
と、ＳＴへの値”０”を設定（１１４）を行い、ディス
パッチャ処理を終える。このときプロセスの番号が０以
外のプロセスはＳＴの値が０になるまで停止する（１１
５）。また、終了のための同期処理は、ＳＹＮＣ１とＳ
ＹＮＣ２の値からの１の減算（１０８、１０９）と、ア
ンロック処理１１０の後に、ＳＹＮＣ２の値が０になる
まで停止することによって可能である（１１１）。

【００３５】図１１は、同期処理９４の詳細を示す。Ｓ
ＹＮＣ１とＳＹＮＣ２の値が異なるとき（１１６）、他
のプロセスが同期処理を要求していることを意味してい
るため、ＳＹＮＣ１の値から１を減算し（１１７）、Ｓ
ＹＮＣ１とＳＹＮＣ２の値が等しくなるまで停止するこ
とによって可能であり（１１９）、停止の前には一度ロ
ックを解除する（１１８、１２０）。

【００３６】以上の図６から図１１に示した処理手順に
より、マルチプロセッサを利用した描画処理を実現でき
る。この実施例によれば、応用プログラム２から描画プ
ログラム３へ送信されるバッファ内の描画命令の出現頻
度を解析し、並列処理不可能な描画命令の頻度が多い場
合、利用するプロセッサの数を減らすため、応用プログ
ラム２から描画プログラム３へ送信される次からのバッ
ファ内の描画命令の実行に於いて同期処理によるオーバ
ヘッドを低減することができる。逆に、並列処理可能な
描画命令の頻度が多い場合は利用するプロセッサ数を増
やすため、応用プログラム２から描画プログラム３へ送
信される次からのバッファ内の描画命令の処理時間を短
縮できる。

【００３７】上述の実施例では、応用プログラム２から
１回に送られてくるバッファ内のグループＢに所属する
描画命令の出現頻度を求めたが、同じ出現頻度の場合で
も、各グループの描画命令が交互に現れる場合と、各グ
ループの描画命令がそれぞれ連続して現れる場合などの
命令の分布を考慮した出現頻度の管理により、さらにき
め細やかな並列度の制御が可能である。例えば上述の実
施例は、グループＢの出現頻度を、グループＢの描画命
令が連続したときの出現頻度（ＢＢＯＰ）と、グループ
Ａの後にグループＢの描画命令が現れたときの出現頻度
に分けて管理することができる。

【００３８】図１２は上記のように出現頻度を管理した
ときの、図９の処理８８と図１０の処理９７との変更点
を示したものである。図中の記号名称はすべて各プロセ
スに共通のエリアであり、意味は次のとおりである。ＢＢＯＰ：グループＢの描画命令が連続したときの処理
数。ＡＢＯＰ：グループＡの後にグループＢの描画命令が現
れたときの処理数。ＣＯＰ：処理した命令のグループ（０はグループＡ、
１はグループＢ）。

【００３９】図１２において、ＢＯＰに１を加算し（１
２１）、前回処理した命令を比較する（１２２）。前回
処理した命令がグループＡで、かつ現在の命令がグルー
プＢならば（１２３）、ＡＢＯＰに１を加算し（１２
４）、ＣＯＰに１を代入する（１２５）。反対に前回処
理した命令がグループＢで（１１２）、現在もグループ
Ｂならば（１２６）、ＢＢＯＰに１を加算し（１２
７）、反対に現在がグループＡならばＣＯＰに０を代入
する（１２８）。これにより、ＢＢＯＰおよびＡＢＯＰ
にはそれぞれの処理数が保持されることになる。グルー
プＢの描画命令の出現頻度が高い場合でも、グループＢ
の描画命令が連続していれば描画処理の並列化の効果が
期待でき、プロセッサ数を増やすことができる。例えば
この処理は、図８のプロセッサ数の決定における処理７
７で、ＢＢＯＰの割合が多いときＰＮを増やすことによ
り可能である。

【００４０】以上では、描画命令の出現頻度および出現
傾向によって、応用プログラムの全過程に渡ってプロセ
ッサ数を変化させている。しかしながら、前述したよう
に応用プログラムの描画命令の出現頻度および出現傾向
は全過程に渡って一定になる傾向が有るので、応用プロ
グラムの描画命令を一定数又は一定割合だけ実行した時
点までの描画命令の出現頻度および出現傾向を応用プロ
グラムの全過程に渡っるものとして代表させることが可
能である。この場合、プロセッサ数の決定は一度だけで
よく、以後の応用プログラムの描画命令の実行ではオー
バーヘッドであるプロセッサ数を決定するステップを省
くことができる。なお、上記定数や割合は本表示装置の
初期立ち上げ時等に本表示装置に接続された入力装置等
から入力できる。

【００４１】また、上述の実施例では、描画プログラム
３が使用するプロセスの数の初期値を１に固定し、描画
処理のたびに使用するプロセッサの数を求めた。一方、
応用プログラム２の描画用データは、視点や視野サイズ
の変更などでは描画命令の出現頻度が変化することはな
い。したがって、一度表示した描画内容を再表示する場
合には、出現頻度を再計算する必要はなく、前回計算し
た変数ＰＮの値をそのまま再利用でき、描画プログラム
３から最適なプロセッサの並列度（変数ＰＮ）を求める
ことによるオーバーヘッドを省くことができる。

【００４２】これを実現するために、まず応用プログラ
ム２に、描画プログラム３に対し描画命令を初めて実行
させる際に、前記描画命令実行中における変数ＰＮの値
を応用プログラム２へ通知するように命令を出すＰＮ要
求機能、描画プログラム３から通知される変数ＰＮの値
を記録するＰＮ記録機能、および、応用プログラム自身
を再実行する場合、描画命令を送信する際に同時に変数
ＰＮの値を描画プログラム３へ送信するＰＮ指定機能を
設ける。一方、描画プログラム３に、前記ＰＮ要求機能
からの要求に応じて描画プログラム自身の変数ＰＮの値
をプログラム間の通信機能で描画プログラム３に通知す
るＰＮ通知機能、および、前記ＰＮ指定機能から送信さ
れた変数ＰＮの値を設定するＰＮ再設定機能を設ける。
そして、初めて応用プログラム２の描画命令を実行する
場合に、ＰＮ要求機能、ＰＮ通知機能、ＰＮ記録機能が
実行し、２回目以降の応用プログラムの実行の際に、Ｐ
Ｎ指定機能、ＰＮ再設定機能を実行するで、上記目的を
達成することができる。

【００４３】さらに、上述の実施例では、画面上に１つ
の応用プログラムだけが描画する場合について述べた
が、画面上の複数のウィンドウを表示するウィンドウシ
ステムへの適用も可能である。ウィンドウシステムで
は、図１の描画プログラム３がウィンドウシステムに相
当し、複数個の応用プログラム２がウィンドウシステム
への描画の要求を行なうことになる。一般に複数のウィ
ンドウが画面に表示されているとき、ウィンドウへの表
示を要求する応用プログラムは異なり、その表示内容も
応用プログラムごとに異なる。よって、応用プログラム
ごとに描画命令の出現頻度を求めることにより、本発明
の適用が可能である。例えば、上述の実施例において、
図７の処理６０（描画命令の入力待ち）で使用する変数
ＰＮの値に、応用プログラムごとに保持しておいた使用
するプロセッサ数を設定する。図７の処理６０以降は１
つの応用プログラムからの描画命令だけを処理し、他の
応用プログラムからの描画要求を処理するときは再度処
理６０を実行することにより、ウィンドウシステムにお
いても本発明は適用可能である。

【００４４】以上、描画を行なう描画命令を例に表示制
御装置における複数プロセッサの並列度を自動的に変更
する手段について説明した。しかしながら、本手順は上
述の描画命令を処理するプロセッサ数の制御に有効なだ
けではなく、一般の命令を複数のプロセッサで実行する
並列処理装置のプロセッサ数の並列度を自動的に変更す
る場合にも有効である。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、命
令の特性により分類したグループ毎の命令の出現頻度に
より、プログラムが使用するプロセッサの数を切り替え
ることで、同期処理のためのオーバヘッドを低減でき、
高速な処理を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】主メモリに格納された制御プログラムの機能ブ
ロック図。

【図２】本発明の一実施例を示す装置のブロック図。

【図３】描画命令のフォーマット。

【図４】描画コマンドのフォーマット。

【図５】描画コマンドの格納形式を示す図。

【図６】本発明の一実施例を示す処理手順のフローチャ
ート図。

【図７】本発明の一実施例を示す処理手順のフローチャ
ート図。

【図８】本発明の一実施例を示す処理手順のフローチャ
ート図。

【図９】本発明の一実施例を示す処理手順のフローチャ
ート図。

【図１０】本発明の一実施例を示す処理手順のフローチ
ャート図。

【図１１】本発明の一実施例を示す処理手順のフローチ
ャート図。

【図１２】本発明の一実施例を示す処理手順のフローチ
ャート図。

【符号の説明】

１…オペレーティング・システム、２…応用プログラ
ム、３…描画プログラム、１１、１２、１３、１４…プ
ロセッサ、１５…バス・コントローラ、１６…主メモ
リ、１７…グラフィックス・プロセッサ、１８…フレー
ムメモリ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者幸田恵理子神奈川県川崎市麻生区王禅寺1099番地株式会社日立製作所システム開発研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のプロセッサを備え、前記複数のプロ
セッサが前記各プロセッサ上で動作する命令を並列実行
する並列処理装置において、前記命令の特性に応じて前記命令を複数のグループに分
類する手段と、前記分類した前記命令の出現頻度を得る手段と、前記グループの前記出現頻度に応じて前記命令を実行す
る前記プロセッサの数を決定する手段とを設けたことを
特徴とする並列処理装置。
【請求項２】請求項１記載の並列処理装置において、前
記分類手段は、前記複数のプロセッサ間で並列実行可能な命令のグルー
プと、前記複数のプロセッサ間で並列実行不可能な命令のグル
ープとに分類することを特徴とする並列処理装置。
【請求項３】請求項２記載の並列処理装置において、更
に、前記並列実行可能な命令が連続する頻度を得る手段と、前記並列実行不可能な命令の出現頻度が予め定められた
頻度以上でも前記並列実行可能な命令が連続する頻度が
予め定められた頻度以上の場合は前記決定したプロセッ
サ数を多くする手段とを設けたことを特徴とする並列処
理装置。
【請求項４】請求項２記載の並列処理装置において、更
に、プログラムの命令を処理するプロセッサ数を前記プログ
ラム対応に得る手段と、前記プログラムを再実行する
際、前記得た前記プロセッサ数を使用する手段とを設け
たことを特徴とする並列処理装置。
【請求項５】請求項２記載の並列処理装置において、更
に、予め定められた数のプログラムの命令を実行した時点
で、前記並列実行可能な命令の出現頻度に応じて前記命
令を処理する前記プロセッサの数を決定する手段と、前記決定後は、前記プログラムが終了するまで前記決定
したプロセッサの数を維持する手段とを設けたことを特
徴とする並列処理装置。
【請求項６】請求項２記載の並列処理装置において、更
に、予め定められた割合のプログラムの命令を実行した時点
で、前記並列実行可能な命令の出現頻度に応じて前記命
令を処理する前記プロセッサの数を決定する手段と、前記決定後は、前記プログラムが終了するまで前記決定
したプロセッサの数を維持する手段とを設けたことを特
徴とする並列処理装置。
【請求項７】複数のプロセッサを備え、前記複数のプロ
セッサが、前記各プロセッサ上で動作するプログラムか
らの命令を並列実行しながらウィンドウへの表示を行な
うウィンドウシステムにおいて、前記命令の特性に応じて前記命令を複数のグループに分
類する手段と、前記分類した前記命令の出現頻度を得る手段と、前記グループの前記出現頻度に応じて前記命令を実行す
る前記プロセッサの数を決定する手段とを設け、前記プログラムにより前記ウィンドウへの表示を行う
際、前記分類手段、前記出現頻度を得る手段、および前
記決定手段を実行し、かつ、前記決定した数のプロセッ
サにより前記並列実行を行う手段を設けたことを特徴と
するウィンドウシステム。
【請求項８】複数のプロセッサを備え、前記複数のプロ
セッサが前記各プロセッサ上で動作する描画命令を並列
実行する表示処理装置において、前記描画命令の特性に応じて前記描画命令を複数のグル
ープに分類する手段と、前記分類した前記描画命令の
出現頻度を得る手段と、前記グループの前記出現頻度に応じて前記描画命令を実
行する前記プロセッサの数を決定する手段とを設けたこ
とを特徴とする表示処理装置。
【請求項９】請求項８記載の表示処理装置において、前
記分類手段は、前記複数のプロセッサ間で並列実行可能な描画命令のグ
ループと、前記複数のプロセッサ間で並列実行不可能な描画命令の
グループとに分類することを特徴とする表示処理装置。
【請求項１０】請求項９記載の表示処理装置において、
更に、前記並列実行可能な描画命令が連続する頻度を得る手段
と、前記並列実行不可能な描画命令の出現頻度が予め定めら
れた頻度以上でも前記並列実行可能な描画命令が連続す
る頻度が予め定められた頻度以上の場合は前記決定した
プロセッサ数を多くする手段とを設けたことを特徴とす
る表示処理装置。
【請求項１１】請求項９記載の表示処理装置において、
更に、プログラムの描画命令を処理するプロセッサ数を前記プ
ログラム対応に得る手段と、前記プログラムを再実行する際、前記得た前記プロセッ
サ数を使用する手段とを設けたことを特徴とする表示処
理装置。
【請求項１２】請求項９記載の表示処理装置において、
更に、予め定められた数のプログラムの描画命令を実行した時
点で、前記並列実行可能な描画命令の出現頻度に応じて
前記描画命令を処理する前記プロセッサの数を決定する
手段と、前記決定後は、前記プログラムが終了するまで前記決定
したプロセッサの数を維持する手段とを設けたことを特
徴とする表示処理装置。
【請求項１３】請求項９記載の表示処理装置において、
更に、予め定められた割合のプログラムの描画命令を実行した
時点で、前記並列実行可能な描画命令の出現頻度に応じ
て前記描画命令を処理する前記プロセッサの数を決定す
る手段と、前記決定後は、前記プログラムが終了するまで前記決定
したプロセッサの数を維持する手段とを設けたことを特
徴とする表示処理装置。
【請求項１４】複数のプロセッサを備え、前記複数のプ
ロセッサが、前記各プロセッサ上で動作するプログラム
からの描画命令を並列実行しながらウィンドウへの描画
を行なうウィンドウシステムにおいて、前記描画命令の特性に応じて前記描画命令を複数のグル
ープに分類する手段と、前記分類した前記描画命令の
出現頻度を得る手段と、前記グループの前記出現頻度に応じて前記描画命令を実
行する前記プロセッサの数を決定する手段とを設け、前記プログラムにより前記ウィンドウへの描画を行う
際、前記分類手段、前記出現頻度を得る手段、および前
記決定手段を実行し、かつ、前記決定した数のプロセッ
サにより前記並列実行を行う手段を設けたことを特徴と
するウィンドウシステム。