KR101464619B1

KR101464619B1 - Frame buffer direct access control method for VDI client

Info

Publication number: KR101464619B1
Application number: KR1020130055768A
Authority: KR
Inventors: 손재기; 전기만
Original assignee: 전자부품연구원
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2013-05-16
Publication date: 2014-11-24
Anticipated expiration: 2033-05-16

Abstract

VDI 클라이언트를 위한 프레임 버퍼 직접 액세스 제어 방법이 제공된다. 본 본 발명의 실시예에 따른 프레임 버퍼 액세스 제어 방법은, 그래픽 가속기를 구동시켜 입력되는 그래픽을 가속 처리하고, 가속 처리된 그래픽을 프레임 버퍼에 저장하며, 프레임 버퍼에 저장된 프레임을 사용자 프로그램이 직접 액세스하여 디스플레이로 전달한다. 이에 의해, VDI 클라이언트에서 사용자 프로그램 단이 커널 단을 통하지 않고 프레임 버퍼에 직접 액세스 가능하므로, 고화질의 영상에 대해서도 지연 없이 사용자에게 최적의 화질로 제공할 수 있게 된다.A frame buffer direct access control method for a VDI client is provided. A frame buffer access control method according to an embodiment of the present invention is a method of controlling access to a frame buffer by accelerating graphics input by driving a graphics accelerator, storing the accelerated graphics in a frame buffer, To the display. Thus, since the VDI client can access the frame buffer directly without going through the kernel stage, it is possible to provide the user with an optimal image quality without delay with respect to the high-definition image.

Description

[0001] Frame buffer direct access control method for VDI clients [0002]

본 발명은 클라우드 컴퓨팅에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 클라우드 컴퓨팅에 이용되는 클라이언트의 성능 향상 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to cloud computing, and more particularly, to a method for improving performance of a client used in cloud computing.

IT 패러다임의 변화를 이끈 클라우드 컴퓨팅 서비스의 확대로 다양한 산업분야에서 클라우드 접목이 시도되고 있으며 이에 따라 다양한 산업군의 요구사항에 맞는 섬세하고 고도화된 기술들에 대한 요구가 확대되는 추세이다.With the expansion of cloud computing services that led to changes in the IT paradigm, cloud integration is being attempted in various industrial fields, and the demand for more sophisticated and advanced technologies that meet the needs of various industries is increasing.

컴퓨팅 자원을 빌려 쓰는 클라우드 컴퓨팅의 경우, 클라이언트 단말을 단순 입출력 장치로 활용하게 되면서, 고사양 컴퓨터뿐만이 아니라 저사양 단말까지 클라이언트 범위가 확대되고 있다. PC, 랩 탑 컴퓨터 등 고전적인 제품에서, 스마트폰, 개인용 휴대단말 등의 유동성 컴퓨팅 지원 제품들의 활동도가 높아지고 있으며, 클라우드 컴퓨팅 환경에서의 서비스를 위한 단말은 PC부터 스마트폰까지 다양하게 사용 가능하지만, 중복적인 고성능이 필요하지 않다는 점과 가격적인 장점에 기인하여 Thin Client, Zero Client 등의 제품 또한 각광받고 있다.In the case of cloud computing that borrows computing resources, the range of clients extends not only to high-end computers but to low-end terminals as client terminals are used as simple input / output devices. In the classical products such as PCs and lap top computers, the activities of the liquidity computing supporting products such as the smart phone and the personal portable terminal are increasing, and the terminal for the service in the cloud computing environment can be used variously from the PC to the smart phone , Due to the fact that it does not need redundant high performance, and because of its price advantage, products such as thin client and zero client are also attracting attention.

한편, 이러한 저사양/모바일 단말에서도 고사양 컴퓨터에서 구동하던 HD급 동영상이나 3D 어플리케이션과 같은 무거운 프로그램들에 대한 이용 요구가 함께 확대되고 있다.On the other hand, demand for heavy programs such as HD video and 3D applications, which have been running on high-end computers, is also increasing in these low-end / mobile terminals.

최근 이용 콘텐트의 대부분은 동영상 등의 고용량 데이터들이 점차 확대되는 추세로, 데이터를 클라우드 환경에서 효율적으로 처리하기 위한 방안의 모색이 요청된다.Most of the recently used content has a tendency to expand the high capacity data such as moving images, and it is required to find a way to efficiently process the data in the cloud environment.

특히, 현재의 RDP나 PCoIP의 경우, 인터넷 환경에서 고화질 영상 서비스를 하기에는 대용량의 트래픽을 발생시켜 서비스가 원활하지 않다. 이에, 인터넷 환경, 다양한 클라이언트 단말에서 고화질의 영상 서비스가 가능한 고화질 영상 처리 기술 및 RDP에서 탈피하여, 고화질의 콘텐트 QoS를 보장하는 독자 프로토콜이 요원하다.
In particular, in the case of current RDP or PCoIP, high-quality video service is not smooth due to a large amount of traffic generated in the Internet environment. Therefore, there is a need for a proprietary protocol that guarantees high-quality content QoS by avoiding RDP and high-quality image processing technology capable of providing high-quality video service in various environments, such as the Internet environment.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 클라이언트에서 고화질 프레임에 대한 처리 속도를 높이기 위한 프레임 버퍼 직접 액세스 제어 방법을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a frame buffer direct access control method for increasing a processing speed for a high-quality frame in a client.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 프레임 버퍼 액세스 제어 방법은, 그래픽 가속기를 구동시켜, 입력되는 그래픽을 가속 처리하는 단계; 가속 처리된 그래픽을 프레임 버퍼에 저장하는 단계; 상기 프레임 버퍼에 저장된 프레임을 사용자 프로그램이 직접 액세스하는 단계; 및 상기 프레임을 디스플레이로 전달하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a frame buffer access control method including: driving a graphics accelerator to accelerate input graphics; Storing the accelerated graphics in a frame buffer; Directly accessing a frame stored in the frame buffer by a user program; And transmitting the frame to a display.

그리고, 상기 그래픽은, VDI(Virtual Desktop Infrastructure) 서버로부터 VDI 클라이언트에 수신되는 그래픽일 수 있다.The graphic may be a graphic received from a VDI (Virtual Desktop Infrastructure) server to a VDI client.

또한, 상기 전달단계는, 상기 사용자 프로그램이 커널을 통하지 않고 상기 프레임 버퍼에 직접 액세스할 수 있다.Also, the delivering step may allow the user program to directly access the frame buffer without going through the kernel.

그리고, 상기 가속 처리 단계는, 상기 사용자 프로그램이 실행시킨 라이브러리에 의해 호출된 드라이버가 상기 그래픽 가속기를 구동시킬 수 있다.In the acceleration processing step, a driver called by the library executed by the user program can drive the graphics accelerator.

또한, 상기 라이브러리는, 상기 커널이 상기 프레임 버퍼에 액세스하지 않도록 제어할 수 있다.In addition, the library may control the kernel not to access the frame buffer.

그리고, 상기 가속 처리 단계 및 상기 액세스 단계는, 상기 프레임의 화질이 기준 화질 이상인 경우에 수행될 수 있다.The acceleration processing step and the accessing step may be performed when the image quality of the frame is equal to or higher than the reference image quality.

또한, 상기 프레임의 화질이 기준 화질 미만인 경우, 상기 커널이 상기 프레임 버퍼에 액세스할 수 있다.In addition, when the image quality of the frame is less than the reference image quality, the kernel can access the frame buffer.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 클라이언트는, 그래픽 가속기를 구동시켜, 입력되는 그래픽을 가속 처리하는 프로세서; 및 가속 처리된 그래픽이 저장되는 프레임 버퍼;를 포함하고, 상기 프레임 버퍼에 저장된 프레임은, 상기 프로세서에 의해 실행되는 사용자 프로그램이 직접 액세스하여 디스플레이로 전달한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided a client comprising: a processor for driving a graphics accelerator and accelerating input graphics; And a frame buffer in which an accelerated graphic is stored, wherein a frame stored in the frame buffer is directly accessed by a user program executed by the processor and transferred to a display.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, VDI 클라이언트에서 사용자 프로그램 단이 커널 단을 통하지 않고 프레임 버퍼에 직접 액세스 가능하므로, 고화질의 영상에 대해서도 지연 없이 사용자에게 최적의 화질로 제공할 수 있게 된다.
As described above, according to the embodiments of the present invention, since the user program terminal in the VDI client can directly access the frame buffer without going through the kernel, it is possible to provide the user with an optimal image quality without delay .

도 1은 본 발명이 적용가능한 VDI(Virtual Desktop Infrastructure) 시스템을 도시한 도면,
도 2는 도 1에 도시된 VDI 클라이언트의 상세 블럭도, 그리고,
도 3은 VDI 클라이언트를 위한 프레임 버퍼 직접 액세스 제어 방법의 설명에 제공되는 도면이다.1 is a diagram illustrating a virtual desktop infrastructure (VDI) system to which the present invention can be applied;
FIG. 2 is a detailed block diagram of the VDI client shown in FIG. 1,
3 is a diagram provided in the description of a frame buffer direct access control method for a VDI client.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명이 적용가능한 VDI(Virtual Desktop Infrastructure) 시스템을 도시한 도면이다. 본 발명이 적용가능한 VDI 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, VDI 서버(100), 세션 브로커(200) 및 VDI 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)을 포함하여 구축된다.1 is a diagram illustrating a VDI (Virtual Desktop Infrastructure) system to which the present invention is applicable. The VDI server 100, the session broker 200, and the VDI clients 300-1, 300-2, ..., and 300-n, as shown in FIG. 1, .

VDI 서버(100)는 하드웨어와 소프트웨어 자원을 세션 브로커(200)을 통해 VDI 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)에 제공한다. The VDI server 100 provides hardware and software resources to the VDI clients 300-1, 300-2, ..., 300-n through the session broker 200. [

이에 의해, 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)은 언제 어디서나 동일한 컴퓨팅 환경을 제공받을 수 있음은 물론, 고 사양이 요구되는 무거운 어플리케이션(CAD, CATIA 등)도 원활하게 이용할 수 있다.Accordingly, the clients 300-1, 300-2, ..., and 300-n can receive the same computing environment at any time and place, and can also receive heavy applications (CAD, CATIA, etc.) It can be used smoothly.

이를 가능하게 하는 VDI 서버(100)는, VM(Virtual Machine)들(110-1, 110-2, .. , 110-m), VDI SW(120), H/W 그래픽 가속기(130), S/W 그래픽 가속기(140) 및 어플리케이션(150)을 포함한다.The VDI server 100 that enables this is provided with VMs 110-1, 110-2, .., 110-m, VDI SW 120, H / W graphics accelerator 130, S / W graphics accelerator 140 and an application 150. [

VM들(110-1, 110-2, .. , 110-m)은 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)을 위한 가상 데스크탑 환경을 제공하기 위한 것들로, VDI SW(120)를 구동하여 해당 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)에 서비스를 제공한다.VMs 110-1, 110-2, .., 110-m are for providing a virtual desktop environment for clients 300-1, 300-2, ..., 300-n, VDI SW 120 to provide services to the clients 300-1, 300-2, ..., 300-n.

H/W 그래픽 가속기(130)와 S/W 그래픽 가속기(140)는 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)에 제공할 그래픽들에 대한 가속 연산을 위한 H/W와 S/W에 해당한다.The H / W graphics accelerator 130 and the S / W graphics accelerator 140 are connected to the H / W graphics accelerator 140 for accelerating operations on graphics to be provided to the clients 300-1, 300-2, ..., W and S / W.

H/W 그래픽 가속기(130)의 자원은 여러 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)에 분배되어 사용될 수 있다. 마찬가지로, S/W 그래픽 가속기(140)의 자원 역시 여러 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)에 분배되어 사용될 수 있음은 물론이다.The resources of the H / W graphics accelerator 130 may be used by being distributed to a plurality of clients 300-1, 300-2, ..., 300-n. Similarly, it goes without saying that the resources of the S / W graphics accelerator 140 may be distributed to and used by the plurality of clients 300-1, 300-2, ..., 300-n.

어플리케이션(150)은 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)이 접근하여 이용하는 것으로, 가벼운 어플리케이션은 물론 무거운 어플리케이션이어도 무방하다.The application 150 is accessed by the clients 300-1, 300-2, ..., 300-n and may be a heavy application as well as a light application.

세션 브로커(200)는 VDI 서버(100)와 VDI 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n) 간의 일대다 통신을 위한 인터페이스로 기능한다. 세션 브로커(200)는 유선 인터페이스로 구현함이 일반적이겠지만 무선 인터페이스로 구현하는 것을 배제하지 않는다.The session broker 200 functions as an interface for one-to-many communication between the VDI server 100 and the VDI clients 300-1, 300-2, ..., 300-n. The session broker 200 does not exclude implementation with a wireless interface, although it is generally implemented as a wired interface.

VDI 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)에 대해, 이하에서 도 2를 참조하여 상세히 설명한다. 도 2는, 도 1에 도시된 VDI 클라이언트의 상세 블럭도이다.The VDI clients 300-1, 300-2, ..., 300-n will be described below in detail with reference to FIG. 2 is a detailed block diagram of the VDI client shown in FIG.

표기와 설명의 편의를 위해, 도 2에는 VDI 클라이언트들(300-1, 300-2, ... , 300-n)을 참조부호 "300"으로 대표하여 하나만 도시하였다. 도 2에 도시된 바와 같이, VDI 클라이언트(300)는 모니터(310), 본체(320) 및 사용자 입력부(330)를 포함한다.In FIG. 2, only one VDI client 300-1, 300-2,..., 300-n is represented by reference numeral 300 for convenience of description and explanation. As shown in FIG. 2, the VDI client 300 includes a monitor 310, a main body 320, and a user input unit 330.

모니터(310)는 정보를 디스플레이할 수 있는 장치로 그 종류를 불문하며, 사용자 입력부(330)는 키보드와 마우스로 구성되는 것이 일반적이겠지만 그 밖의 다른 수단들을 더 포함할 수 있다.The monitor 310 is a device capable of displaying information, regardless of the type, and the user input unit 330 may further include other means such as a keyboard and a mouse.

본체(320)는, 서버 인터페이스(321), 모니터 인터페이스(322), 프로세서(323) 및 저장부(324)를 포함한다.The main body 320 includes a server interface 321, a monitor interface 322, a processor 323 and a storage unit 324.

서버 인터페이스(321)는 세션 브로커(200)를 통해 VDI 서버(100)로부터 그래픽을 수신한다. 수신되는 그래픽은, VDI 클라이언트(300)의 사용자 입력부(330)를 통해 입력한 사용자 명령을 VDI 서버(100)가 수행한 결과가 나타난 화면에 해당한다.The server interface 321 receives graphics from the VDI server 100 through the session broker 200. The received graphic corresponds to a screen in which the result of the user command input through the user input unit 330 of the VDI client 300 is displayed by the VDI server 100.

프로세서(323)는 CPU와 GPU의 조합이다. 주요 프로세싱이 VDI 서버(100)에서 이루어지는 관계로, CPU는 저사양으로 구현하여도 무방하다.The processor 323 is a combination of a CPU and a GPU. Since the main processing is performed in the VDI server 100, the CPU may be implemented at a low level.

프로세서(323)의 GPU 부분은 서버 인터페이스(321)를 통해 수신된 그래픽에 대한 가속 처리를 수행한다.The GPU portion of the processor 323 performs acceleration processing on the graphics received via the server interface 321.

저장부(324)는 프로세서(323)가 연산을 수행함에 있어 필요한 저장 공간을 제공한다. 프로세서(323)에 의해 가속 처리된 그래픽은 저장부(324)에 할당된 프레임 버퍼에 임시 저장된다.The storage unit 324 provides storage space necessary for the processor 323 to perform operations. The graphic accelerated by the processor 323 is temporarily stored in the frame buffer allocated to the storage unit 324. [

프로세서(323)는 저장부(324)의 프레임 버퍼에 임시 저장된 그래픽을 모니터 인터페이스(322)를 통해 모니터(310)에 전달한다. 이에, 모니터(310)에는 VDI 서버(100)로부터 수신받은 그래픽이 표시된다.The processor 323 transmits the graphic temporarily stored in the frame buffer of the storage unit 324 to the monitor 310 via the monitor interface 322. [ Accordingly, the graphic received from the VDI server 100 is displayed on the monitor 310.

한편, 고화질 영상에 대해서는 처리 속도를 높이기 위해, VDI 클라이언트(300)의 본체(320)가 사용자 프로그램 단이 프레임 버퍼에 직접 액세스 하도록 제어하는 바, 이하에서 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.Meanwhile, in order to increase the processing speed for the high-quality image, the main body 320 of the VDI client 300 controls the user program terminal to access the frame buffer directly, which will be described below in detail with reference to FIG.

도 3은 VDI 클라이언트를 위한 프레임 버퍼 직접 액세스 제어 방법의 설명에 제공되는 도면이다.3 is a diagram provided in the description of a frame buffer direct access control method for a VDI client.

VDI 서버(100)로부터 고화질 그래픽이 수신된 경우, 프로세서(323)에 의해 실행되는 사용자 프로그램인 DirectFB Application은 라이브러리인 DirectFB를 실행시킨다. 그러면, DirectFB는 Chipset Driver를 호출한다.When a high quality graphic is received from the VDI server 100, the DirectFB Application, which is a user program executed by the processor 323, executes the DirectFB library. Then DirectFB calls the Chipset Driver.

Chipset Driver는 Accelerator(그래픽 가속기)를 구동시켜, Accelerator가 수신된 그래픽을 가속 처리하여 Frame Buffer에 저장한다.The Chipset Driver drives the Accelerator, which accelerates the received graphics and stores it in a frame buffer.

DirectFB는 커널 단인 Frame Buffer Driver를 통하지 않고 Frame Buffer에 임시 저장된 그래픽에 직접 액세스하여, 모니터 인터페이스(322)를 통해 모니터(310)에 전달한다.DirectFB directly accesses the graphics temporarily stored in the frame buffer without passing through the kernel-based Frame Buffer Driver, and transfers the graphics to the monitor 310 through the monitor interface 322. [

한편, DirectFB는 Frame Buffer Driver가 타이밍과 모드 설정을 제외한 Frame Buffer 액세스나 Accelerator 구동을 수행하지 않도록 제어한다.On the other hand, DirectFB controls the Frame Buffer Driver not to perform frame buffer access or accelerator operation except timing and mode setting.

VDI 서버(100)로부터 수신된 그래픽이 고화질이 아닌 경우, Accelerator 구동 제어와 Frame Buffer 액세스는 커널 단인 Frame Buffer Driver에 의해 수행되도록 구현가능하다.When the graphic received from the VDI server 100 is not high-quality, Accelerator drive control and frame buffer access can be implemented by a kernel-unit frame buffer driver.

지금까지, VDI 시스템에서 VDI 클라이언트를 위한 프레임 버퍼 직접 액세스 제어 방법에 대해 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였다.Up to now, a frame buffer direct access control method for a VDI client in a VDI system has been described in detail with a preferred embodiment.

위 실시예에서는 VDI 클라이언트가 데스크 탑 환경인 경우를 상정하였으나, 이외에도, 랩 탑 환경이나 모바일 환경인 경우도 본 발명의 기술적 사상 적용될 수 있다.In the above embodiment, it is assumed that the VDI client is a desktop environment. However, the present invention can also be applied to a laptop environment or a mobile environment.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

100 : VDI 서버
200 : 세션 브로커
300-1, 300-2, ... , 300-n : VDI 클라이언트100: VDI server
200: Session Broker
300-1, 300-2, ..., 300-n: VDI client

Claims

Driving a graphics accelerator to accelerate input graphics;
Storing the accelerated graphics in a frame buffer;
Directly accessing a frame stored in the frame buffer by a user program; And
And forwarding the frame to a display.

The method according to claim 1,
The graphics may include,
And a graphics received from the VDI (Virtual Desktop Infrastructure) server to the VDI client.

The method according to claim 1,
Wherein the delivering comprises:
Wherein the user program directly accesses the frame buffer without going through the kernel.

The method of claim 3,
Wherein the acceleration processing step comprises:
And a driver called by the library executed by the user program drives the graphics accelerator.

5. The method of claim 4,
And the library controls to prevent the kernel from accessing the frame buffer.

The method according to claim 1,
Wherein the acceleration processing step and the accessing step comprise:
And when the frame quality of the frame is equal to or higher than the reference image quality.

The method according to claim 6,
And when the image quality of the frame is lower than the reference image quality, the kernel accesses the frame buffer.

A processor that drives the graphics accelerator and accelerates input graphics; And
And a frame buffer in which an accelerated graphic is stored,
Wherein a frame stored in the frame buffer is directly accessed by a user program executed by the processor and transferred to a display.