面向Android的SoC圖形系統(tǒng)性能評估與分析.pdf

1、隨著移動智能應(yīng)用的快速演進，三維(three dimensional，3D)圖像渲染對于提升移動智能終端用戶體驗的意義日益增強。片上系統(tǒng)(System on Chip，SoC)性能是影響3D渲染的重要因素，因此定量分析并評估SoC圖形系統(tǒng)的性能是發(fā)現(xiàn)瓶頸，優(yōu)化后續(xù)設(shè)計的第一步。本文面向Android，評估具有代表性的Tegra系列SoC芯片在渲染3D圖像時的性能，構(gòu)建了SoC圖形系統(tǒng)性能經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，并最終完成了針對Android3D渲染場

2、景的SoC圖形系統(tǒng)性能的評估工作。
　　高性能3D渲染場景一般需要SoC集成的CPU、GPU、DDR控制器等硬件模型，以流水化方式完成。本文首先根據(jù)3D渲染流水線的各硬件執(zhí)行單元的不同，將流水線劃分成五個功能階段，并對每個階段的功能進行了詳細(xì)闡述;在此基礎(chǔ)上，通過逐級屏蔽流水線的各功能階段，將3D應(yīng)用對SoC圖形系統(tǒng)整體的壓力分解成對SoC不同模塊的壓力，從而得到了流水線各階段的運行時間和占比情況，并完成了對SoC圖形系統(tǒng)性能瓶頸

3、的分析。結(jié)合性能瓶頸的分析結(jié)論，本文進一步以著色器計算性能、紋理填充率、頂點計算性能為評測對象，以CPU頻率、GPU頻率和DDR頻率為自變量，構(gòu)建SoC圖形系統(tǒng)性能的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，包括通過擬合實驗數(shù)據(jù)和進行回歸分析的方法，分別建立Android3D渲染性能與SoC圖形系統(tǒng)硬件性能之間的關(guān)系趨勢圖和經(jīng)驗公式。
　　實驗結(jié)果表明，所測試SoC在進行3D渲染時的性能瓶頸主要位于流水線的片元著色階段，其運行時間占整個流水線的50％以上;但一旦