一种用户终端、外接输入设备和外接显卡.pdf

本发明实施例提供一种用户终端、外接输入设备和外接显卡，其中一种用户终端包括CPU和第一接口，所述第一接口的第一端连接所述CPU，所述第一接口的第二端用于连接外接显卡。该用户终端可以通过第一接口连接外接显卡，将外接显卡作为用户终端的一部分来扩展用户终端的计算能力。当用户终端运行对数据计算要求较高的应用时，用户终端的CPU可以通过第一接口调用具有较高计算能力的外接显卡，该计算能力较高的外接显卡的计算速度和计算数据量高于计算能力较低的显卡，所以由外接显卡对应用使用的数据进行处理，可以提高用户终端的计算能力，降低用户终端卡屏的概率。

权利要求书
1.  一种用户终端，包括中央处理器CPU，其特征在于，所述用户终端还包括第一接口，所述第一接口的第一端连接所述CPU，所述第一接口的第二端用于连接外接显卡。

2.  根据权利要求1所述的用户终端，其特征在于，所述用户终端还包括：第二接口，所述第二接口的第一端连接所述CPU，所述第二接口的第二端用于连接外接输入设备。

3.  根据权利要求2所述的用户终端，其特征在于，所述第一接口和所述第二接口位于所述用户终端的同一个侧边。

4.  根据权利要求3所述的用户终端，其特征在于，所述用户终端还包括：第三接口，所述第三接口的第一端连接所述CPU，所述第三接口的第二端用于连接外接4G通信模块。

5.  根据权利要求4所述的用户终端，其特征在于，所述第一接口、所述第二接口和所述第三接口复用同一物理接口。

6.  根据权利要求5所述的用户终端，其特征在于，所述物理接口为通用串行I/O互联标准PCIe类型的接口。

7.  一种用户终端的外接输入设备，包括输入处理单元和输入处理接口，其特征在于，所述外接输入设备还包括显卡，所述显卡包括图形处理单元和图形接口，所述图形接口的第一端连接所述图形处理单元，所述图形接口的第二端用于连接所述用户终端中第一接口的第二端，所述第一接口的第一端连接所述用户终端的中央处理器CPU。

8.  根据权利要求7所述的外接输入设备，其特征在于，所述输入处理接口的第一端连接所述输入处理单元，所述输入处理接口的第二端用于连接所述用户终端中第二接口的第二端，所述第二接口的第二端连接所述用户终端的CPU。

9.  根据权利要求8所述的外接输入设备，其特征在于，所述图形接口和所述输入处理接口位于所述外接输入设备的同一侧边。

10.  根据权利要求9所述的外接输入设备，其特征在于，所述图形接口和所述输入处理接口复用同一物理接口。

11.  根据权利要求10所述的外接输入设备，其特征在于，所述物理接口为通用串行I/O互联标准PCIe类型的接口。

12.  根据权利要求10所述的外接输入设备，其特征在于，所述外接输入设备上具有一个凹槽，所述物理接口位于所述凹槽的一边，且所述凹槽用于嵌入所述用户终端。

13.  根据权利要求12所述的外接输入设备，其特征在于，所述凹槽在所述外接输入设备上形成第一内边、第二内边和第三内边，其中所述第一内边平行于所述第三内边，所述第二内边垂直于所述第一内边，且所述第一内边和所述第三内边将所述外接输入设备中与所述第二内边平行的侧边分割成两个边；
所述物理接口设置在所述第二内边上。

14.  根据权利要求13所述的外接输入设备，其特征在于，所述第一内边和所述第三内边上分别安装有弹性元件。

15.  一种外接显卡，其特征在于，包括图形处理单元和图形接口，所述图形接口的第一端连接所述图形处理单元，所述图形接口的第二端用于连接用户终端中第一接口的第二端，所述第一接口的第一端连接所述用户终端的中央处理器CPU。

16.  根据权利要求15所述的外接显卡，其特征在于，所述外接显卡位于所述用户终端的外接输入设备中。

17.  根据权利要求15所述的外接显卡，其特征在于，所述图形接口为通用串行I/O互联标准PCIe类型的接口。

说明书一种用户终端、外接输入设备和外接显卡
技术领域
本发明涉及图形处理器技术领域，特别涉及一种用户终端、外接输入设备和外接显卡。
背景技术
GPU（Graphic Processing Unit，图形处理器）是用户终端中用于专门处理图形的核心处理器，其作为显卡的一部分，为了减少显卡对CPU（Central Processing Unit，中央处理器）的依赖，分担了CPU的部分工作，尤其是三维图形处理任务。
目前GPU可以采用T&L（Transform And Lighting，多边形转换与光源处理）技术对三维图形进行处理，T&L是三维渲染中的一个重要部分，其作用是计算多边形的三维物体位置和处理动态光线效果。对于大多数用户终端来说，处理T&L计算有如下两种方式：
第一种，虽然GPU分担了CPU的部分任务，但T&L计算还是由CPU处理，CPU在进行T&L计算时还同时进行内存管理和输入响应等非三维图像处理应用，因此CPU对T&L计算能力降低。第二种，T&L计算作为GPU计算的一种计算，由GPU处理，但是目前用户终端中GPU并不是针对三维渲染设计，其计算能力有限。
当用户终端中运行游戏等对图形要求较高的应用时，上述两种处理T&L的计算方式会出现显卡等待计算结果的情况，导致显卡卡屏。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种用户终端、所述用户终端可以通过第一接口连接外接显卡，通过外接显卡扩展用户终端的计算能力，使其计算能力增强。
本发明实施例还提供一种与用户终端适配的外接输入设备和外接显 卡，用以扩展用户终端的计算能力。技术方案如下：
本发明实施例提供一种用户终端，包括中央处理器CPU，所述用户终端还包括第一接口，所述第一接口的第一端连接所述CPU，所述第一接口的第二端用于连接外接显卡。
优选地，所述用户终端还包括：第二接口，所述第二接口的第一端连接所述CPU，所述第二接口的第二端用于连接外接输入设备。
优选地，所述第一接口和所述第二接口位于所述用户终端的同一个侧边。
优选地，所述用户终端还包括：第三接口，所述第三接口的第一端连接所述CPU，所述第三接口的第二端用于连接外接4G通信模块。
优选地，所述第一接口、所述第二接口和所述第三接口复用同一物理接口。
优选地，所述物理接口为通用串行I/O互联标准PCIe类型的接口。
本发明实施例还提供一种用户终端的外接输入设备，包括输入处理单元和输入处理接口，所述外接输入设备还包括显卡，所述显卡包括图形处理单元和图形接口，所述图形接口的第一端连接所述图形处理单元，所述图形接口的第二端用于连接所述用户终端中第一接口的第二端，所述第一接口的第一端连接所述用户终端的中央处理器CPU。
优选地，所述输入处理接口的第一端连接所述输入处理单元，所述输入处理接口的第二端用于连接所述用户终端中第二接口的第二端，所述第二接口的第二端连接所述用户终端的CPU。
优选地，所述图形接口和所述输入处理接口位于所述外接输入设备的同一侧边。
优选地，所述图形接口和所述输入处理接口复用同一物理接口。
优选地，所述物理接口为通用串行I/O互联标准PCIe类型的接口。
优选地，所述外接输入设备上具有一个凹槽，所述物理接口位于所述凹槽的一边，且所述凹槽用于嵌入所述用户终端。
优选地，所述凹槽在所述外接输入设备上形成第一内边、第二内边和第三内边，其中所述第一内边平行于所述第三内边，所述第二内边垂直 于所述第一内边，且所述第一内边和所述第三内边将所述外接输入设备中与所述第二内边平行的侧边分割成两个边；
所述物理接口设置在所述第二内边上。
优选地，所述第一内边和所述第三内边上分别安装有弹性元件。
本发明实施例还提供一种外接显卡，包括图形处理单元和图形接口，所述图形接口的第一端连接所述图形处理单元，所述图形接口的第二端用于连接用户终端中第一接口的第二端，所述第一接口的第一端连接所述用户终端的中央处理器CPU。
优选地，所述外接显卡位于所述用户终端的外接输入设备中。
优选地，所述图形接口为通用串行I/O互联标准PCIe类型的接口。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供的用户终端可以通过第一接口连接外接显卡，将外接显卡作为用户终端的一部分来扩展用户终端的计算能力。当用户终端运行对数据计算要求较高的应用时，用户终端的CPU可以通过第一接口调用具有较高计算能力的外接显卡，该计算能力较高的外接显卡的计算速度和计算数据量高于计算能力较低的显卡，所以由外接显卡对应用使用的数据进行处理，可以提高用户终端的计算能力，降低用户终端卡屏的概率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的用户终端的第一种结构示意图；
图2是本发明实施例提供的用户终端的第二种结构示意图；
图3是本发明实施例提供的用户终端的第三种结构示意图；
图4是本发明实施例提供的用户终端的外接输入设备的第一种结构示意图；
图5是本发明实施例提供的用户终端的外接输入设备的第二种结构示意图；
图6是本发明实施例提供的用户终端与外接输入设备的第一种连接示意图；
图7是本发明实施例提供的用户终端的外接输入设备的第三种结构示意图；
图8是本发明实施例提供的用户终端的外接输入设备的第四种结构示意图；
图9是本发明实施例提供的用户终端与外接输入设备的第二种连接示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明实施例，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的用户终端的第一种结构示意图，其中，1为用户终端，该用户终端1包括CPU和第一接口2。第一接口2的第一端连接CPU，第一接口2的第二端用于连接外接显卡。
当用户终端1运行对数据计算要求较高的应用时，基于图1所示的用户终端1，用户终端1的CPU可以通过第一接口2的第二端调用具有较高计算能力的外接显卡。该外接显卡不属于用户终端1，其可以是一个独立的显卡，也可以是一个位于某个外接输入设备中的显卡，所以用户终端1在运行对图形要求较高的应用，用户可以选取任意一个具有较高计算能力的显卡连接到第一接口2上。
由于外接显卡的计算能力较高，相对于计算能力较低的显卡来说，其计算速率和可计算数据量要高于计算能力较低的显卡，所以本发明实施例提供的用户终端在运行对数据计算要求较高的应用时，可以调用具有较高计算能力的外接显卡，由外接显卡对应用使用的数据进行处理，可以加快数据的计算效率，从而提高用户终端的计算能力，降低用户终端卡屏的概率。
在本发明实施例中，用户终端1的CPU通过第一接口2调用外接显卡进行数据处理的过程如下：
首先，CPU生成第一指令，该第一指令用于指示外接显卡从用户终端1的内存中读取第一数据进行处理，该第一指令通过第一接口2发送至外接显卡中；外接显卡在接收到第一指令后，通过第一接口2从第一指令指示的内存中读取第一数据处理，得到第二数据；然后外接显卡通过第一接口2将第二数据发送至内存中，再由CPU从内存中读取第二数据至对应的应用中。
需要说明的一点是：在本发明实施例中，用户终端1自身可以包括一个显卡，该显卡的计算能力低于连接在第一接口2上的外接显卡的计算能力。当用户终端1的CPU运行对数据计算要求较低的应用时，CPU可以直接调用自身内部的显卡处理数据。由于计算能力较低的显卡，其运行时所消耗的能量小于计算能力较高的显卡消耗的能量，所以用户终端1直接调用内部显卡处理数据，可以降低用户终端1的能耗。
因此本发明实施例提供的用户终端可以包括一个内置显卡和一个外接显卡，当用户终端的CPU运行对数据计算要求较高的应用时，由CPU通过第一接口2调用计算能力较高的显卡，以加快数据的计算效率，提高用户终端的计算能力，降低用户终端卡屏的概率；当用户终端的CPU运行对数据计算要求较低的应用时，由CPU调用用户终端自身的显卡，降低用户终端1的能耗。并且本发明实施这种基于应用对数据计算要求调用不同显卡的方式，还可以提高用户终端对数据处理的灵活性。
本领域技术人员公知的，用户终端1中可供用户操作的区域会由于用户终端1体积受到限制，当用户在用户终端1进行操作时会感觉到操作区域太小，操作不方便。为了解决这一问题，本发明实施例提供的用户终端在图1基础上，还可以包括第二接口3，如图2所示，图2为本发明实施例提供的用户终端的第二种结构示意图，其中第二接口3的第一端连接CPU，第二接口3的第二端用于连接外接输入设备。
在本发明实施例中，外接输入设备是一个可以为用户提供较大操作 区域的设备，如游戏手柄、键盘或者手写板等，这样用户可以在一个较大操作区域上进行操作，使得操作比较方便。并且用户在外接输入设备上进行的操作，可以由外接输入设备生成与操作对应的指令，通过第三接口3发送到用户终端1上执行。
其中外接输入设备生成与操作对应的指令过程，与现有外接输入设备依据用户的操作生成指令的过程相同，对此本发明实施例不再阐述。其与现有技术的不同之处在于，现有外接输入设备生成指令后多数是由外接输入设备运行，而本发明实施例则是由外接输入设备发送到用户终端1上执行。
在本发明实施例中，第一接口2和第二接口3可以位于用户终端1的同一个侧边，如图2所示，这种设置方式可以便于用户手持用户终端1。尤其是外接显卡为外接输入设备中的显卡时，第一接口2和第二接口3复用同一个物理接口，如图3所示。在图3中物理接口4为第一接口2和第二接口3所复用的接口，其可以连接外接显卡或外接输入设备。当外接显卡为外接输入设备的显卡时，外接输入设备中可以设置一个与物理接口4匹配的接口，该物理接口具有两个通信分路，其中一个通信分路连接显卡，另一个通信分路连接外接输入设备中的输入处理单元，该输入处理单元用于生成与用户操作对应的指令。
当然，在本发明实施例中，第一接口2和第二接口3可以是两个不同的接口，且这两个接口位于用户终端1的不同侧边。虽然这种设置方式不利于用户手持用户终端1，但是利于用户选取不同设备连接到用户终端1上。
此外，本发明实施例提供的用户终端1还可以包括第三接口，该第三接口的第一端连接CPU，第三接口的第二端用于连接4G（4th-Generation，第四代移动通信技术）通信模块。当4G通信模块连接到第三接口时，用户终端1可以通过4G通信模块连接4G网络以进行4G通信，即通过将4G通信模块连接到第三接口的方式为用户终端1增加了4G通信功能。
在本发明实施例中，第三接口可以与第一接口位于用户终端1的同 一个侧边，当然第三接口、第一接口2和第二接口3可以复用同一个物理接口，如图3所示的物理接口4。该物理接口4作为第一接口2、第二接口3和第三接口的复用接口，其可以连接外接显卡、外接输入设备或4G通信模块。
当外接显卡和4G通信模块为外接输入设备的显卡时，外接输入设备中可以设置一个与物理接口4匹配的接口，该物理接口4具有三个通信分路，其中第一个通信分路连接显卡，第二个通信分路连接外接输入设备中的输入处理单元，该输入处理单元用于生成与用户操作对应的指令，第三个通信分路则用于连接外接输入设备中的4G通信模块。
其中，物理接口4的类型可以是但不限于PCIe（通用串行I/O互联标准）类型，PCIe类型接口的主要优势就是数据传输速率高，支持端对端的可靠性传输和热插拔等功能。
与上述用户终端相对应，本发明实施例还提供一种用户终端的外接输入设备5，如图4所示，该外接输入设备包括输入处理单元、输入处理接口和显卡，其中显卡包括图形处理单元和图形接口6，图形接口6的第一端连接图形处理单元，图形接口6的第二端用于连接用户终端中第一接口的第二端，第一接口的第一端连接用户终端的CPU。
图形接口6和第一接口在外接输入设备5和用户终端之间形成一个通信通道，外接输入设备5和用户终端可以通过该通信通道进行通信。比如：用户终端在运行对数据计算要求较高的应用时，可以包括具有较高计算能力的显卡的外接输入设备，由外接输入设备中的显卡对应用使用的数据进行处理，其过程如下：
首先，外接输入设备5通过第一接口和图形接口6接收用户终端的CPU发送的第一指令，该第一指令用于指示外接输入设备中的显卡从用户终端1的内存中读取第一数据进行处理；外接输入设备中的显卡在接收到第一指令后，通过图形接口6和第一接口从第一指令指示的内存中读取第一数据处理，得到第二数据；然后外接输入设备中的显卡通过图形接口6和第一接口将第二数据发送至内存中，再由CPU从内存中读取 第二数据至对应的应用中。
由于外接输入设备中的显卡的计算能力较高，相对于计算能力较低的显卡来说，其计算速率和可计算数据量要高于计算能力较低的显卡，所以在用户终端运行对数据计算要求较高的应用时，由本发明实施例提供外接输入设备的显卡对应用使用的数据进行处理，可以加快数据的计算效率，从而提高用户终端的计算能力，降低用户终端卡屏的概率。
此外，在图4所示的外接输入设备的基础上，本发明实施例提供的外接输入设备还包括输入处理接口7，如图5所示。其中，输入处理接口7的第一端连接输入处理单元，输入处理接口7的第二端用于连接用户终端中第二接口的第二端，第二接口的第二端连接所述用户终端的CPU。
在该种结构的外接输入设备中，输入处理单元可以生成与用户操作对应的指令，并通过输入处理接口7和第二接口发送到用户终端的CPU中，由CPU执行指令以响应用户操作，因此基于图5所示的外接输入设备可以实现对用户终端的控制。
并且外接输入设备可以是一个能为用户提供较大操作区域的设备，如游戏手柄、键盘或者手写板等，这样用户可以在一个较大操作区域上进行操作，使得操作比较方便。
在本发明实施例中，外接输入设备中图形接口6和输入处理接口7可以位于同一侧边，如图5所示。当外接输入设备5与用户终端连接时，现有形状的外接输入设备为匹配用户终端的不同接口，需要采用至少一根连接线与用户终端上的接口连接。比如，用户终端的第一接口和第二接口位于相对的两个侧边时，外接输入设备的图形接口6可以直接与第一接口相连，输入处理接口7则需要一跟连接线与第二接口连接。
当然，外接输入设备还可以更改自身形状以匹配用户终端的不同接口，如图6所示外接输入设备，该外接输入设备具有一个凹槽，该凹槽用于嵌入用户终端，且在凹槽的两个平行边上设置图形接口6和输入处理接口7，这样当用户终端的第一接口和第二接口位于不同侧边时，可以放入到图6所示的外接输入设备中，将第一接口与图形接口6相连，第 二接口与输入处理接口7相连。
但是需要注意的一点是：在将用户终端嵌入到凹槽中时，该用户终端的尺寸需要与凹槽的尺寸匹配，并且为了保证第一接口和图形接口6相连、第二接口和输入处理接口7相连，图形接口6和输入处理接口7应该比凹槽的两个侧边突出，这样在用户终端和外接输入设备连接时，可以首先将图形接口6与用户终端匹配的第一接口相连，再将输入处理接口7与用户终端的第二接口相连。
但是这种凹槽的设置方式，设置图形接口6和输入处理接口7的两个侧边之间的距离D不得小于用户终端中设置第一接口和第二接口的两个侧边之间的距离，否则用户终端的某一个接口无法与外接输入设备中匹配的接口相连。并且这种方式会增加安装难度，且不能保证第一接口和图形接口6、第二接口和输入处理接口7完全接触。
为此本发明实施例提供的外接输入设备中图形接口6和输入处理接口7复用同一物理接口，该物理接口可以为但不限于PCIe类型的接口，与用户终端中第一接口和第二接口复用同一个物理接口相对应，这样外接输入接口和用户终端通过一个物理接口即可以连接，以便于用户终端和外接输入设备的连接。
比如在外接输入设备的一个侧边上设置物理接口8，如图7所示，该物理接口8可以直接与用户终端的物理接口相连，用户终端的物理接口为第一接口和第二接口复用的接口。
当然外接输入设备还可以采用图8所示结构，外接输入设备5上具有一个凹槽9，物理接口8位于凹槽9的一边，且凹槽9用于嵌入用户终端以使凹槽9的两个侧边固定用户终端，这样可以使得用户终端与外接输入设备贴合更加紧，固定效果相对于图6所示方式更优。
在本发明实施例中，凹槽9在外接输入设备上形成第一内边91、第二内边92和第三内边93，其中第一内边91平行于第三内边93，第二内边92垂直于第一内边91，且第一内边91和第三内边93将外接输入设备中与第二内边92平行的侧边分割成两个边，物理接口8设置在第二内边92上。当用户终端嵌入到外接输入设备中时，可以以指向第二内边92的 运动轨迹插入外接输入设备中，如图9所示用户终端1完全嵌入到外接输入设备5中。
由于目前不同厂商生产的用户终端的尺寸不同，所以为了提高外接输入设备的通用性，凹槽9的尺寸设置为现有用户终端的最大尺寸，并且在凹槽9的第一内边91和第三内边93上分别安装有弹性元件，这样不同尺寸的用户终端在插入到外接输入设备中时，弹性元件在外力作用下被弹开，在弹性元件的作用下将用户终端紧固在外接输入设备中。
此外，本发明实施例还提供一种外接显卡，该外接显卡包括图形处理单元和图形接口，图形接口的第一端连接图形处理单元，图形接口的第二端用于连接用户终端中第一接口的第二端，第一接口的第一端连接用户终端的CPU。
当用户终端运行需要数据计算的应用，尤其是对数据计算要求较高的应用时，用户终端可以通过第一接口和图形接口调用一个具有较高计算能力的图形处理单元，由图形处理单元对应用使用的数据进行处理。
由于图形处理单元的计算能力较高，相对于计算能力较低的图形处理单元来说，其计算速率和可计算数据量要高于计算能力较低的图形处理单元，所以用户终端在运行对数据计算要求较高的应用时，可以调用具有较高计算能力的图形处理单元，以加快数据的计算效率，从而提高用户终端的计算能力，降低用户终端卡屏的概率。
在本发明实施例中，外接显卡可以位于用户终端的外接输入设备中，这样用户还可以通过外接输入设备控制用户终端。相应的，图形接口可以为但不限于PCIe类型的接口。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有 更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本发明所提供的一种用户终端、外接输入设备和外接显卡进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。