隨著嵌入式系統(tǒng)對計算機繪圖能力要求的不斷提高,完全依靠單一CPU繪制復(fù)雜的三維圖形很難達到交互性的實時要求。因此,在嵌入式系統(tǒng)中加入一塊專用的圖形處理器GPU芯片來提高圖形的繪制速度,將CPU從繁重的圖形計算任務(wù)中解放出來的需求變得越來越迫切。在這種趨勢下,研究和設(shè)計適合嵌入式系統(tǒng)使用的圖形處理器具有重要意義。論文首先回顧了圖形處理器的發(fā)展歷史,分析了圖形系統(tǒng)的構(gòu)成。典型的圖形系統(tǒng)由圖形API、GPU的驅(qū)動程序以及硬件三部分組成。論文采用OpenGL作為系統(tǒng)的圖形API,從中選取23條常用命令,設(shè)計了它們的渲染列表,以此作為嵌入式GPU的設(shè)計規(guī)約。在此基礎(chǔ)上,定義并實現(xiàn)了與所選命令對應(yīng)的GPU驅(qū)動程序,從而將圖形API翻譯為GPU能夠執(zhí)行的渲染列表。論文重點研究了GPU的核心內(nèi)容——圖形管線的組成和關(guān)鍵算法,根據(jù)圖形管線的組成設(shè)計了GPU的體系結(jié)構(gòu),并使用SystemC在事務(wù)級實現(xiàn)了GPU的概念模型,該模型完成了圖形處理任務(wù)里的幾何階段和光柵階段。通過對GPU概念模型的細化,可以得到寄存器傳輸級的GPU IP軟核。GPU概念模型的建立和調(diào)試工作在Visual C++6.0集成開發(fā)環(huán)境下... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

配備VGA顯卡的PC顯示系統(tǒng)

作單純依靠 CPU 來處理是能夠應(yīng)付的。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，人們希望從計算機屏幕上看到更大、更清晰、更逼的畫面。辦公自動化、動畫制作、CAD、排版、印染、氣象預(yù)報以及多媒體應(yīng)等領(lǐng)域，都對計算機的圖形處理能力提出了越來越高的要求[3]，面對這樣的局，CPU 能夠提供的處理能力越來越顯得捉襟見肘、力不從心。為了減輕 CPU負(fù)擔(dān)，使程序能夠流暢地運行，圖形處理器應(yīng)運而生，含有 GPU 的 PC 顯示系如圖 1.3 所示。

圖 1.4 第三代 GPU 架構(gòu)據(jù)繪制的需要，程序員可以決定讓頂點流過傳統(tǒng)的固定管線還是讓頂點著色器以便對之進行特別的處理，開發(fā)人員可以利用 DirectX8 以L 擴展來開發(fā)簡單的頂點著色器(Vertice Shader)程序。但是第三代 GPU段仍然不具備可編程能力，只是提供了更多的配置選項而已。 2002 年至今為第四代 GPU，其代表為 Nvidia 公司的 GeforceFX，ATRadeon9700。這些 GPU 同時提供了頂點級操作和像素級操作的可編程性之前代功能更加完善，如圖 1.5 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于層次化結(jié)構(gòu)粒子系統(tǒng)的實時火焰模擬[J]. 賈彥國,張偉,唐勇.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2006(S1)
[2]基于可編程圖形硬件的實時陰影算法及實現(xiàn)[J]. 沈瀟,石銳.  計算機工程與設(shè)計. 2006(21)
[3]LCD圖形控制器中圖形加速引擎BitBLT的VLSI設(shè)計[J]. 劉政林,陳毅成,鄒雪城,張浩明.  電路與系統(tǒng)學(xué)報. 2006(05)
[4]一種基于GPU的復(fù)雜目標(biāo)電磁散射快速算法[J]. 李蔚清,蘇智勇,楊正龍,吳慧中.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2006(08)
[5]圖形硬件加速的實時水面繪制[J]. 方建文,于金輝,馬文龍.  計算機工程與應(yīng)用. 2006(15)
[6]一種雙目立體視覺算法的GPU實現(xiàn)[J]. 李亞峰,秦開懷.  計算機工程. 2006(10)
[7]基于GPU加速的光線與三角面片求交[J]. 張延紅,周必水.  計算機時代. 2006(05)
[8]一種象素級圖形裁剪的FPGA實現(xiàn)方法[J]. 江修,張煥春,經(jīng)亞枝.  三峽大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2006(02)
[9]片上系統(tǒng)設(shè)計中的事務(wù)級建模方法[J]. 石曉郁.  微計算機信息. 2006(05)
[10]HDTV SoC的圖形引擎設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 顧亮,鄭世寶,朱建清.  電視技術(shù). 2005(11)



本文編號：3400242