摘要：传统的三维图形处理器通过裁剪操作获取三角形的可见区域。然而,裁剪操作的延迟长且硬件开销高,大量的裁剪操作会降低图形处理器的性能。本文设计了一款基于OpenGL ES 2.0标准的三维图形处理器芯片,采用了统一渲染架构。该图形处理器采用高效的无裁剪图形流水线结构,消除了裁剪所带来的硬件开销和性能损耗。此外,本文为该图形处理器设计了一个符合IEEE-754标准的三维向量内积(DP3)计算单元,用于固定功能流水线,以提高图形处理器的性能,并消除图形渲染过程中浮点乘加操作的误差,增强了图形处理器的图形渲染鲁棒性。该三维图形处理器每秒能够处理500 M个顶点和8 G个纹素,功耗为1000 mW,采用了28 nm工艺,面积为7.92 mm^(2)。实现结果表明,与之前的工作相比,本文设计的图形处理器的性能-功耗比提高了27.8%。

摘要：针对3D图形流水线像素处理后期的实时大批量数据处理和存储器读写要求,以及嵌入式系统资源和功耗的特殊性,给出一种像素处理后期的硬件设计方案。设计首先实现所有测试功能,确保各种效果,其次采用了基于屏幕分割渲染的设计思想,减少存储器需求,然后吸收了Early Z算法,尽早抛弃不可见的三角面信息,减少渲染的数据,最后实现了Flip Quad反走样算法,提高图像的质量。模块已经完成了RTL级建模,并在FPGA上通过验证。

摘要：现代GPU通常采用超长图形流水线设计,功能单元众多、结构多样复杂,导致GPU在设计过程中调试难度大、耗时长。在深入研究图形流水线工作原理和在线调试方法的基础上,提出了图形流水线在线调试系统的设计方案。调试系统由信息收集模块、传输模块和显示模块组成,通过对调试信息进行分类收集、批量传输、有序显示,可以实时获取图形流水线的现场信息,实现了对问题的实时定位。系统应用于某款航空嵌入式GPU芯片设计过程中,大幅缩短了GPU的调试周期,显著提高了嵌入式处理器的调试性能。

摘要：现代GPU通常采用超长图形流水线设计,功能单元众多、结构多样复杂,导致GPU在设计过程中故障定位难度大、耗时长、精度低.在深入研究图形流水线工作原理的基础上,提出了一种面向GPU设计的图形流水线故障检测方法.通过对图形流水线分级处理,逐级收集并分析运行状态信息,来达到故障定位的目的.在某款航空军用嵌入式GPU芯片设计过程中采用本方法,大幅提高了故障定位的精确度和速度,使平均定位时间缩短60%以上.

摘要：提出Coarse-Z Filter（CZF）图形流水单元,在像素级深度测试前进行Tile级深度测试,以减少读Z-Buffer的次数,从而有效地降低图形流水线的带宽.CZF提供单缓存和双缓存2种模式,前者由一个低分辨率过滤缓存组成,存储扫描转换后Tile内所有采样点的最大深度值;后者增加了一个辅助缓存和掩码位平面,以获得更高的剔除效率.测试结果表明,在当前渐趋复杂的场景中,使用CZF可降低30%～40%的带宽.

摘要：针对GPU图形处理的特点,分析其应用于通用计算的并行处理机制和数据映射,提出了一种GPU通用计算模式的映射机制和一般性设计方法,并针对GPU的吞吐量、数据流处理能力和基本数学运算能力等进行性能测试,为GPU通用计算的算法设计、实现和性能优化提供参考依据。

摘要：描述了基于浮点处理单元的投影变换的硬件实现。以提高速度为设计目标,采用Verilog语言进行设计和实现,使用ISE进行逻辑综合,并用SystemVerilog进行建模验证。结果表明,本设计极大地提高了图形处理的速度。

摘要：为了提高图形处理器的图形绘制能力,本文设计了一种能够流水处理的图元建立电路,实现了OpenGL定义的9种图元到点、线和三角形简单图形的转换,可有效降低图形流水线后续单元任务的复杂度.提高图形绘制性能.通过虚拟仿真和FPGA原型验证确认,实现了基本图元的建立功能,频率能够达到400MHz以上,三角形建立峰值可达380M/s.