嵌入式二維圖形硬件加速引擎研究與設計.pdf

1、在航空、航海、武器裝備、醫(yī)療儀器、測量設備、移動通信等多個領域的嵌入式系統(tǒng)中,圖形顯示大多以二維圖形為主。顯示系統(tǒng)對圖形顯示的分辨率、實時性、圖形質量、畫面真實感、系統(tǒng)功耗等都有較高的要求。因此研究實現一款面向嵌入式二維圖形顯示的功能齊全、性能卓越的硬件加速器具有十分重要的意義和價值。
　　基于對現有嵌入式二維圖形加速器的分析研究,課題開發(fā)了一款二維圖形加速功能完善、性能良好的嵌入式二維圖形硬件加速引擎。在課題設計實現過程中,所做

2、的主要研究及創(chuàng)新性工作有:
　　(1)回顧了圖形加速技術和圖形處理器的發(fā)展歷史;分析了嵌入式圖形加速技術的國內外發(fā)展現狀;闡述了課題研究的意義。
　　(2)定義了一款嵌入式二維圖形硬件加速引擎的總體結構,并根據系統(tǒng)功能進行模塊劃分。
　　(3)采用“自頂向下”的方法完成系統(tǒng)整體設計。內部模塊采用流水線設計以加快系統(tǒng)工作速度。深入研究了二維圖形處理算法,選取或提出合適的算法實現相應的功能。改進了橢圓中點算法,將原算法中的

3、浮點數處理轉為整數處理以便與硬件實現;將算法的像素點輸出改進為水平線段輸出以提高輸出效率。二維圖形的處理都采用水平線段填充的思想以提高數據處理效率。
　　(4)在加速引擎中引入了專用圖形數據Cache作為引擎與DDR2存儲器的數據交互通道,避免引擎對存儲器進行頻繁而瑣碎的訪問,可以有效地提高數據訪問效率和系統(tǒng)工作速度。
　　(5)完成了硬件設計的功能仿真、FPGA驗證及性能評估。
　　仿真和驗證結果表明,該嵌入式二維圖