[发明专利]分析图形控制器性能的系统

说明书

本发明涉及图形控制器领域，特别涉及分析图形控制器性能的系统。

实时观察图形控制器内的事件／操作，给图形硬件的效能以及控制它的软件提供有用的反馈。诸如队列中图形指令的平均数目、一指定图形操作的延迟、纹理超高速缓冲存储器失中的频率、和专用图形资源停止的频率等信息可以由硬件和软件设计师使用来改进系统性能。例如，对纹理超高速缓冲存储器的80％的命中率可能指示该超高速缓冲存储器的大小需要增加，而在图形资源和图形表面例如Z缓冲器之间的数据传输的较高的延迟可能指示需要修改它们之间的通道。

在许多场合，了解性能瓶颈需要较复杂的操作。例如，精确定位错误的操作可能需要在不同图形资源对之间的检测的“握手”信号或者在不同资源对之间的并发的事务处理。在这些并发事务处理之间的冲突可以指示设备或指令的相互作用，这在单独监视各事件时并不明显。延迟实验必须跟踪在请求信号到达和所请求的动作完成之间的时间差。在多个资源共享一个事务处理队列的场合，可能很难分解为不同资源的信号，而可能需要对可用信号的复杂分析来获得希望的信息。

当前可用的监视图形硬件中的事件的方法受可以观察到的信号的类型和可以进行该种观察的容易程度的限制。逻辑分析器是通用设备，其可以设定在检测到特定指令时监视选择的外部信号的状态。这里，外部信号指在总线或其它易于访问的信号线上传输的信号。指令的详情，诸如对图形控制器内的特定资源的影响，对这些分析器来说一般是不可访问的，而更复杂的操作，诸如检测包括非外部信号的并发事件，更将逻辑分析器排除。这些设备还相对昂贵，操作复杂，仅限于设计和测试硬件的工程师使用。

也可以使用各种可编程逻辑设备(PLD)来监视系统硬件的操作。这些通常是为特定硬件设备设计的，使用复杂。另外，像逻辑分析器，PLD只能访问外部信号。

因此，需要一种透明的系统，它能以足够详细的水平监视图形硬件，对设备性能提供有意义的反馈，而不需复杂的接口和分析过程。

本发明是用于监视图形控制器以说明性能瓶颈等的一种装置。可编程该系统，使之实时观察与图形控制器的操作相关的信号。

按照本发明的装置包括一个接收事件监视指令的命令接口和连接到该命令接口上的一个观察模块。观察模块监视由图形控制器产生的信号，并根据接收到的事件监视指令处理这些信号。

在本发明的一个实施例中，事件监视指令通过在图形硬件中的1 一个命令流控制器连接到命令接口。观察模块可以包括一个检测在计算机系统中的指定信号并发的并发逻辑单元(CLU)。分析逻辑可以包括一个加数发生器，其可以编程来从指定信号中提取例如通量、带宽和队列深度数据。

可以参考下面的附图理解本发明，附图中用相同的号码指示相同的元件。提供这些附图来说明本发明选择的实施例，而并不打算限制本发明的范围。

图1是可以实现本发明的计算机系统的方框图。

图2是适合于用本发明分析的图形控制器的一个实施例的方框图。

图3A是按照本发明的一个观察系统的方框图。

图3B是图3A的观察系统的一个实施例的方框图。

图4是图3B的事件发生器的一个实施例的方框图。

图5A、5B是图3B的并发逻辑单元的一个实施例的方框图。

图6是图3A的加数发生器的一个实施例的电路图。

图7是图3A、3B的命令接口的一个实施例的方框图。

图8A-8D是表示为本发明的使用而选择的事件监视指令的方框图。

下面的讨论叙述大量专门的细节以提供对本发明的彻底了解。然而，具有本技术领域一般技能的人在掌握本公开后理解，可以不用这些专门的细节来实现本发明。为强调本发明的特征，没有详细说明各种公知的方法、过程、部件和电路。

本发明是一种通过在图形控制器操作期间产生的信号来监视该图形控制器的性能的观察系统。这些信号例如包括控制图形控制器资源之间的数据流的管道互锁信号。观察系统包括一个观察模块和一个按照一个指令集结构(ISA)控制观察模块的命令接口。命令接口响应ISA的事件监视指令产生对观察模块部件的控制信号，并把由指令产生的信号回连到系统。

观察模块监视图形控制器的资源之间的信号，并产生表征被监视信号的信号(事件输入信号)。处理选择的事件输入信号来识别用户定义的事件(事件信号)，并分析这些事件以提供关于系统运行更高层次的信息。可以响应外部信号诸如导向图形控制器或从其来的总线事务处理(通用信号)，也可以响应对特定图形控制器结构专门的信号(结构专用信号)产生事件输入信号。