嵌入式GPU高剔除率裁剪單元與全系統(tǒng)仿真平臺的研究.pdf

1、近年來,隨著嵌入式設(shè)備特別是智能手機的高速發(fā)展,人們對于嵌入式設(shè)備上的圖形顯示品質(zhì)和分辨率要求越來越高,單單依靠嵌入式CPU已經(jīng)很難滿足圖形繪制的要求,因此嵌入式圖形處理器(Graphics Processing Unit,GPU),越來越得到人們的關(guān)注,面向嵌入式移動終端的專用3D圖形處理單元的研究已成為各大廠商和研究機構(gòu)的研究熱點。嵌入式GPU在功能上與面向桌面應(yīng)用的傳統(tǒng)GPU并無區(qū)別,但是介于嵌入式系統(tǒng)在面積和功耗上的嚴(yán)格約束,嵌

2、入式GPU中可編程著色器核心數(shù)量極為有限,這就要求嵌入式GPU在圖形渲染時,最大程度地減少對場景外的三角形的處理,減輕著色器的計算量,提高整體的性能。另一方面,隨著嵌入式GPU體系結(jié)構(gòu)中可集成的功能部件規(guī)模日益龐大,對未來嵌入式GPU硬件結(jié)構(gòu)的設(shè)計帶來了極大的風(fēng)險,導(dǎo)致嵌入式GPU在硬件微結(jié)構(gòu)設(shè)計、系統(tǒng)軟件開發(fā)和軟硬件協(xié)同驗證等階段的設(shè)計時間不斷延長。本文針對上述問題,從嵌入式GPU的裁剪單元和全系統(tǒng)仿真平臺方面展開研究工作,為嵌入式G

3、PU的研究和設(shè)計提供理論和技術(shù)基礎(chǔ)。
　　首先,本文提出了一種高剔除率的嵌入式GPU裁剪單元來剔除場景外的三角形,以減少后續(xù)單元的計算量。裁剪是圖形流水線的一部分,主要目的是剔除場景外的三角形,減少光柵化以及后面步驟的計算量。本文將裁剪分為兩個階段:預(yù)裁剪階段和裁剪階段,在預(yù)裁剪階段,提出了編碼方法和斜率判定相結(jié)合的方法,使得預(yù)裁剪階段的剔除率提高了10％以上,在裁剪階段,利用雙裁剪面同時裁剪,將原來裁剪的過程減少了一半。