[发明专利]判定存储单元存取请求顺序的方法

说明书

本发明涉及一种判定存储单元存取请求顺序的方法，特别是一种在流水线式(pipeline)结构中判定存储单元存取请求顺序的方法，其为可弹性处理数据，达到减少流水线闲置及拥塞现象。

在目前的集成电路设计中，流水线式的结构设计已经是一种常见的设计方式，借由流水线式的结构，可将信号的处理流程分成数级，每一级都重复固定的动作，此种方法可将好几个动作分开执行，使中央处理器不必为了等待数据的读取、解码而浪费时间，这样，可大大提高中央处理器的效能。

以三维(3D)图像的数字数据处理而言，产生三维图像的处理程序需要相当多的步骤，大致来说，一般是先经由影像拾取后再进行选择，此称为布局阶段，然后再进入几何化阶段，这时的工作是影像旋转，然后，再进入区别明暗，三角形变为扫描线段的构成阶段，最后再进入影像再现阶段，由于在处理上述流程时，常需大量的像素数据搬移及运算处理，为创造一个理想化的数据存取方式，以增进存储单元在下载时的顺畅度，目前的三维加速器也使用流水线结构，如图1所示，其为一个n级流水线式的三维引擎的方块示意图，其包括一个n级三维引擎10、一个控制器11、一个仲裁器110及一个存储单元12，存储单元12存有多笔数据，这些数据包含颜色像素值(R、G、B)，透明像素或阿尔发数值(alphavalue)，深度数值(Z)，网纹影像数据等，一般说来以上数据在下列情况时会被控制器11读出并提取执行，并在需要时再写回存储单元12内：

(1)由于每一级处理或运算的内容不尽相同，因此，有些级的处理会需要读取存储单元12中的影像数据(如有一级需要提取深度数值(Z)做一比对时，就会读取存在存储单元中的深度数值(Z)的数据)，一般而言，为求运作时的顺畅度，一般皆会在此级及前二级(不一定是前二级，可视需要而定)各配置一个数据读取缓冲器130以及一个数据请求缓冲器131，并在一或二级(不一定是前二级，可视需要而定)前就发出一个数据读取请求指令，并先储存在数据请求缓冲器131中，以可使控制器11去存储单元12中提取所欲读取的数据，并将提取的数据先储存在数据读取缓冲器13中，当此级在运作时需要读取该笔数据时，就不用再花时间去存储单元中读取，这种做法可增进引擎10在运作时的顺畅度。以图1而言，在此流水线中的第4级及第n-2级就各配置有一个数据读取缓冲器13，并各在前二级(第2级)及前一级(第n-3级)时就先发出一个读取请求指令，并先预存在数据请求缓冲器131中，并在适当时间传入仲裁器110中，再由控制器11去存储单元12中提取所欲读取的数据，并将该笔数据先储存在数据读取缓冲器13中。

(2)有些级需要将数据存入存储单元中，如图1所示，第n级必须将运算的结果写入，并存至存储单元12中，可是有时存储单元12仍在进行其他运作，无法马上接受写入的数据，因此，为求运作顺畅，一般也会在此级配置一个数据写入缓冲器14，以将要写入的数据先存至此数据写入缓冲器14中，这样，引擎10就可继续运作而不会因无法将数据传出而发生延迟的现象。

另外，有时当两级间的运算相对速度相差太多时，也会在两级间设一个缓冲器，以图1为例，有时第二级的运算速度高出第三级的运算速度很多(或是第三级的运算速度高出第二级的运算速度很多)，为防在运作时第二级运算完毕时要将运算结果数据输出至第三级时，第三级因运作速度较慢，无法马上接收第二级的输出数据，进而导致第二级发生拥塞状况，因此，在第二级及第三级之间也会设置一个像素缓冲器15，以储存由第二级所输出的像素数据，这样，可以继续动作，而不至发生拥塞情形。