【摘要】： 消費(fèi)類電子產(chǎn)品的快速發(fā)展使得嵌入式多媒體系統(tǒng)的性能要求隨之提升。隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品性能的不斷增強(qiáng),越來越多的嵌入式多媒體系統(tǒng)希望能夠支持速度快、性能強(qiáng)勁的圖形系統(tǒng),嵌入式圖形加速器在嵌入式多媒體系統(tǒng)中的應(yīng)用開始嶄露頭角,并逐漸在嵌入式多媒體系統(tǒng)中得到廣泛和深入的應(yīng)用。 本文針對ARM體系結(jié)構(gòu)的多媒體應(yīng)用處理平臺,重點(diǎn)研究嵌入式多媒體系統(tǒng)中2D硬件圖形加速器的應(yīng)用,包括嵌入式操作系統(tǒng)平臺的建立、2D硬件圖形加速器驅(qū)動程序和專用圖形庫的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)以及基準(zhǔn)圖形性能的測試(Graphic Benchmark Test)。課題需要解決的關(guān)鍵問題是在嵌入式系統(tǒng)中能夠充分發(fā)揮硬件性能的驅(qū)動程序和友好高效的用戶空間圖形庫的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計和實(shí)現(xiàn)過程中,本文主要完成了以下的工作: (1)設(shè)計了一個自適應(yīng)的無縫軟硬件圖形加速架構(gòu)。該架構(gòu)建立了軟硬件統(tǒng)一的指令執(zhí)行體系,將軟件圖形指令轉(zhuǎn)化為硬件圖形指令相似的格式,因此統(tǒng)一了軟硬件指令界面;同時利用等待事件中斷,實(shí)現(xiàn)了軟硬件加速圖形指令的無縫連接,不但屏蔽了軟硬件加速的細(xì)節(jié),同時也保證了指令按正確順序執(zhí)行。 (2)提出了基于運(yùn)算量的緩沖區(qū)提交策略。該策略首先建立圖形指令執(zhí)行時間的評估模型,并通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求得模型的主要參數(shù)。在模型應(yīng)用上,通過估算緩沖區(qū)的總體執(zhí)行時間,結(jié)合系統(tǒng)計時器來決定緩沖區(qū)提交的時機(jī)。除了進(jìn)一步屏蔽硬件細(xì)節(jié)之外,還能改善高負(fù)荷情況下屏幕的響應(yīng)速度。 (3)在基于Marvell PXA300處理器的硬件平臺之上,完成了嵌入式Linux操作系統(tǒng)上對硬件圖形加速器的軟件支持,包括設(shè)備驅(qū)動程序和專用圖形庫的設(shè)計與實(shí)現(xiàn);同時通過選擇合適基準(zhǔn)圖形測試程序,測試該硬件和軟件系統(tǒng)在嵌入式平臺上的整體的表現(xiàn)。 測試結(jié)果顯示,在集成了2D硬件圖形加速器的嵌入式平臺上,系統(tǒng)圖形性能相對純軟件運(yùn)算有了質(zhì)的飛躍,相對純軟件加速方法,硬件加速技術(shù)使得圖形運(yùn)算速度提升了8-20倍;并且在保持友好用戶界面的基礎(chǔ)之上,大大降低CPU占用率(平均占用率低于20%);同時,由于降低了CPU占用率,使得整體功耗有所降低。由此可見,硬件加速技術(shù)在嵌入式多媒體系統(tǒng)中具有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用價值,同時擁有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br>【圖文】：

整個處理器硬件上就支持六個不同類型的進(jìn)程并行。圖 2- 2 是 VisoMT 處理器的編程模型。當(dāng)一個子線程被創(chuàng)建的時候，就會被分配到一個 M-core 中去，并且擁有一套自己的寄存器。流處理核心來負(fù)責(zé)傳輸數(shù)據(jù)，它通過預(yù)讀，來傳輸成塊的數(shù)據(jù)，從而降低傳輸開銷。主線程和各分支線程分工合作，，可以使整個程序的運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到最佳，并且充分利用到硬件的性能。

瑪里蘭大學(xué)的 SHAOXIONG HUA、Synopsys、GANG QU 和 SHUVRA S.BHATTACHARYYA 提出一種基于概率的嵌入式多媒體系統(tǒng)的整體設(shè)計思路[8]，他認(rèn)為在許多嵌入式多媒體系統(tǒng)中，并不需要嚴(yán)格達(dá)到硬實(shí)時性的要求，偶爾的圖 2- 3 VisoMT 測試結(jié)果Fig 2- 3 Test result of VisoMT
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP332

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 董劍;張源;楊珉;;利用硬件加速層優(yōu)化Android顯示系統(tǒng)[J];小型微型計算機(jī)系統(tǒng);2012年07期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前5條

1 李夢寧;基于機(jī)器視覺的定位算法研究與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2011年

2 董劍;Android顯示系統(tǒng)應(yīng)用硬件加速技術(shù)的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2011年

3 高齊;二維圖形加速器設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D];中國艦船研究院;2011年

4 鄭佳晶;基于ARM的多媒體網(wǎng)絡(luò)通信操作終端的研究[D];東北大學(xué);2011年

5 肖強(qiáng);Android圖形顯示硬件加速和音頻系統(tǒng)的研究與移植[D];武漢理工大學(xué);2012年

本文編號：2616725