一種面向OpenGL API的圖形處理器的制造方法
【專利摘要】一種面向OpenGL API的圖形處理器是一款多功能、通用化、小型化的GPU芯片，內(nèi)部集成硬件3D圖形加速引擎，兼容OpenGL 3D圖形處理API，提供構(gòu)建3D圖形的加速處理能力；本發(fā)明在片上實現(xiàn)了面向3D圖形加速處理的存儲子系統(tǒng)，包括像素Cache、存儲控制與管理單元，以及高速雙通道DDR2控制器。另外，圖形處理器集成了顯示控制模塊，其中包括為實現(xiàn)疊加功能提供視頻源的視頻輸入模塊(VIP)，以及兩路獨立的顯示控制器，提供數(shù)字顯示輸出接口。圖形處理器還集成了符合PCI2.2標(biāo)準(zhǔn)的總線接口模塊，GPIO單元和I2C總線接口，能夠為提供PCI主機接口的計算機系統(tǒng)提供圖形加速處理功能。
【專利說明】 一種面向OpenGL API的圖形處理器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機硬件【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種面向OpenGL API的圖形處理器。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著圖形化應(yīng)用的不斷增加，早期單靠CPU進行圖形繪制的解決方案已經(jīng)難以滿足成績和技術(shù)增長的圖形處理需求，圖形處理器(Graphic Processing Unit，GPU)應(yīng)運而生。從1999年Nvidia發(fā)布第一款GPU產(chǎn)品至今，GPU技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了固定功能流水線階段、分離染色器架構(gòu)階段、統(tǒng)一染色器架構(gòu)階段，其圖形處理能力不斷提升，應(yīng)用領(lǐng)域也從最初的圖形繪制逐步擴展到通用計算領(lǐng)域。GPU流水線高速、并行的特征和靈活的可編程能力，為圖形處理和通用并行計算提供了良好的運行平臺。
[0003]目前，我國GPU研制能力薄弱，各領(lǐng)域顯示控制系統(tǒng)中大量采用國外進口的商用GPU芯片。尤其是在軍用領(lǐng)域中，國外進口商用GPU芯片存在安全性、可靠性、保障性等方面的隱患，無法滿足軍用環(huán)境的需求；而且，出于政治、軍事、經(jīng)濟等原因，國外對我國實行技術(shù)“封鎖”和產(chǎn)品“壟斷”，難以獲得GPU芯片的底層技術(shù)資料，如寄存器資料、詳細(xì)內(nèi)部微架構(gòu)、核心軟件源碼等，導(dǎo)致GPU功能、性能無法充分發(fā)揮，且移植性較差；上述問題嚴(yán)重制約了我國顯示系統(tǒng)的獨立研制和自主發(fā)展，突破圖形處理器關(guān)鍵技術(shù)、研制圖形處理器芯片迫在眉睫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種面向OpenGL API的圖形處理器，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對基于OpenGL API的圖形處理加速。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
[0006]一種面向OpenGL API的圖形處理器，其特殊之處在于:包括主機接口模塊、3D引擎模塊、存儲控制與管理模塊、顯示控制模塊；
[0007]所述主機接口模塊與主機進行OpenGL圖形命令和數(shù)據(jù)傳輸，其包括PCI總線接口、命令處理器、DMA控制器、通用輸入輸出模塊、兩路I2C總線控制器
[0008]所述PCI總線接口用于接收PCI主設(shè)備發(fā)送的OpenGL圖形命令和數(shù)據(jù)；
[0009]所述命令處理器用于接收PCI總線接口 OpenGL圖形命令和數(shù)據(jù)并對其進行解釋和預(yù)處理，將預(yù)處理產(chǎn)生的圖形處理命令發(fā)送給3D引擎模塊；向DMA控制器發(fā)送啟動命令；
[0010]所述DMA控制器用于根據(jù)來自命令處理器的啟動命令，實現(xiàn)PCI主設(shè)備與GPU芯片內(nèi)部其它模塊的數(shù)據(jù)傳輸；
[0011]所述通用輸入輸出模塊與PCI總線接口相連，實現(xiàn)與GPU芯片相連的外部設(shè)備的訪問和控制；
[0012]所述兩路I2C總線控制器與PCI總線接口相連，實現(xiàn)與GPU芯片相連的外部A/D芯片和D/A芯片的配置；
[0013]所述3D引擎模塊根據(jù)接收到的圖形處理命令進行3D圖形處理并將處理結(jié)果發(fā)送給存儲控制與管理模塊；3D引擎模塊包括十級功能流水線；所述十級功能流水線按照從前到后的順序包括頂點染色器模塊、圖元裝配模塊、背面消隱模塊、平面剪裁模塊、投影變換模塊、三維剪裁模塊、齊次坐標(biāo)變換模塊、視窗變換模塊、像素染色器模塊和片段處理模塊；
[0014]所述片段處理模塊包括Z-buffer Cache模塊；
[0015]所述存儲控制與管理模塊用于顯示存儲器訪問控制，其包括兩路獨立的第一訪存仲裁與存儲保護單元I和第二訪存仲裁與存儲保護單元2、獨立的第一 DDR2控制器I和第二 DDR2控制器2、像素Cache模塊；
[0016]所述第一訪存仲裁與存儲保護單元I負(fù)責(zé)3D引擎模塊在圖形處理過程中需要存取的圖形命令和圖像數(shù)據(jù)的傳輸，同時將最終處理結(jié)果通過像素Cache模塊發(fā)送到對應(yīng)的第一 DDR2控制器I中；
[0017]所述第二訪存仲裁與存儲保護單元2負(fù)責(zé)接收來自顯示控制模塊的外部圖像數(shù)據(jù)，并發(fā)送給對應(yīng)的第二 DDR2控制器2 ；
[0018]第一 DDR2控制器連接在第一訪問仲裁與存儲保護單元和第一外部DDR2存儲器芯片之間，用于實現(xiàn)第一訪問仲裁與存儲保護單元對第一外部DDR2存儲器芯片的訪問和控制;
[0019]第二 DDR2控制器連接在第二訪問仲裁與存儲保護單元和第二外部DDR2存儲器芯片之間，用于實現(xiàn)第二訪問仲裁與存儲保護單元對第二外部DDR2存儲器芯片的訪問和控制;
[0020]所述像素Cache模塊用來緩沖來自3D引擎模塊的最終處理結(jié)果的顏色數(shù)據(jù)，為3D引擎模塊的顏色緩沖區(qū)訪問提供顏色數(shù)據(jù)，所述Z-buffer Cache模塊用來緩沖3D引擎模塊的最終處理結(jié)果的深度數(shù)據(jù)，為3D引擎模塊的深度測試操作提供深度數(shù)據(jù)；
[0021]所述顯示控制模塊包括數(shù)字視頻輸入接口、至少一個顯示控制單元和圖像數(shù)據(jù)控制單元，
[0022]所述數(shù)字視頻輸入接口用于接收兩路外部視頻信號，并將該兩路視頻信號發(fā)送給第二訪存仲裁與存儲保護單元2 ;
[0023]所述圖像數(shù)據(jù)控制單元用于從第一訪存仲裁與存儲保護單元I和第二訪存仲裁與存儲保護單元2讀取圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶配置分發(fā)給對應(yīng)的顯示控制單元；
[0024]根據(jù)用戶配置顯示控制單元對來自圖像數(shù)據(jù)控制單元的圖像數(shù)據(jù)進行處理，并將處理結(jié)果輸出外部顯示設(shè)備；
[0025]所述3D引擎模塊的頂點染色器模塊和片段處理模塊分別與主機接口模塊中的命令處理器相連，所述3D引擎模塊的片段處理模塊與存儲控制與管理模塊中的像素Cache模塊相連；
[0026]所述存儲控制與管理模塊的兩路訪問仲裁與存儲保護單元均與主機接口模塊的命令處理器和DMA控制器相連。
[0027]上述頂點染色器模塊按照從前到后的順序包括接口和任務(wù)分配器、頂點染色器、參數(shù)存儲與管理單元、第一 DDR2存儲訪問控制單元I ;所述第一 DDR2存儲訪問控制單元與第一訪存仲裁與存儲保護單元I相連。
[0028]上述像素染色器模塊按照從前到后的順序包括接口和任務(wù)分配器、多路平行的掃描轉(zhuǎn)換和反走樣單元、片元參數(shù)存儲與管理單元、多路RISC處理器、第二 DDR2存儲訪問控制單元2 ;所述像素染色器模塊還包括圖像處理子集，所述圖像處理子集分別與接口和任務(wù)分配器、片元參數(shù)存儲與管理單元、第二 DDR2存儲訪問控制單元2相連，所述第二 DDR2存儲訪問控制單元2與第一訪存仲裁與存儲保護單元I相連。
[0029]上述圖形處理器還包括用于實現(xiàn)芯片內(nèi)部時鐘和復(fù)位控制的時鐘復(fù)位控制模塊。
[0030]本發(fā)明的技術(shù)效果是:
[0031]1、本發(fā)明提供的圖形處理器體系架構(gòu)，內(nèi)部集成專門3D圖形處理引擎，提供快速3D圖形構(gòu)建能力，能夠?qū)崿F(xiàn)基于OpenGL API的圖形處理加速，包括對各種圖元繪制、紋理貼圖功能的加速。另外，圖形處理器體系架構(gòu)具備可編程能力，3D引擎中集成的頂點染色器模塊和像素染色器模塊為可編程結(jié)構(gòu)，內(nèi)部集成RISC處理器，可以根據(jù)實際應(yīng)用需要，通過對內(nèi)嵌固件程序的重新編程實現(xiàn)對具體頂點染色和像素染色方式的改變，從而實現(xiàn)不同的圖形渲染效果。
[0032]2、圖形處理器基于128Bits高速雙通道顯示存儲器實現(xiàn)了面向3D圖形處理和顯示控制的存儲系統(tǒng)，滿足了圖形處理和顯示控制功能對數(shù)據(jù)存儲和緩沖的要求。
[0033]3、圖形處理器集成了顯示控制模塊，其中包括為實現(xiàn)疊加功能提供視頻源的視頻輸入模塊(VIP)，以及雙路顯示控制器，提供兩路獨立的數(shù)字顯示輸出接口。
[0034]4、圖形處理器實現(xiàn)了基于PCI2.2標(biāo)準(zhǔn)的主機接口，能夠為提供PCI主機接口的計算機系統(tǒng)提供圖形加速處理功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1是本發(fā)明圖形處理器的體系結(jié)構(gòu)框圖；
[0036]圖2是本發(fā)明圖形處理器中3D引擎模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行清楚、完整地表述。顯然，所表述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0038]如圖1所示，一種面向OpenGL API的圖形處理器，包括與主機進行圖形命令和數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鳈C接口模塊；集成了用于3D圖形處理硬件加速的3D引擎模塊；集成了用于實現(xiàn)芯片內(nèi)部時鐘和復(fù)位控制的時鐘復(fù)位控制模塊；集成了用于進行顯示存儲器訪問控制的存儲控制與管理模塊，以及用于實現(xiàn)顯示控制功能的顯示控制模塊。
[0039]下面分別詳細(xì)介紹各模塊的具體結(jié)構(gòu)及功能:
[0040]1、主機接口模塊的主要功能是實現(xiàn)客戶端與圖形處理器間的OpenGL命令傳輸，以及模板、紋理等圖形數(shù)據(jù)的傳輸。另外，客戶端主機通過主機接口模塊對圖形處理器內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)寄存器進行配置，從而控制圖形處理器具體實現(xiàn)的圖形處理功能。主機接口模塊包括以下幾個子功能模塊:
[0041]1.1PCI總線接口:實現(xiàn)OpenGL命令和圖形數(shù)據(jù)的傳輸。實現(xiàn)PCI主機對圖形處理器內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)寄存器的配置。
[0042]1.2命令處理器:對PCI主機發(fā)送進圖形處理器的OpenGL命令進行解析，將OpenGL命令分發(fā)至3D圖形處理模塊。通過內(nèi)嵌RISC處理器實現(xiàn)部分圖形數(shù)據(jù)存取相關(guān)的OpenGL 命令。
[0043]1.3DMA控制器:響應(yīng)來自命令處理器、3D模塊的DMA數(shù)據(jù)傳輸請求，實現(xiàn)模板、紋理、圖像等數(shù)據(jù)在主機和圖形處理器內(nèi)部存儲器間的DMA傳輸。
[0044]1.4通用輸入輸出模塊(GP1):根據(jù)應(yīng)用需求，支持在外部連接I/O設(shè)備。
[0045]1.5I2C:支持主從模式，實現(xiàn)對外部AD/DA芯片的配置。
[0046]1.6R0M控制器:支持從外部EEPROM加載命令處理器固件、頂點染色器固件和像素染色器固件，并支持CRC校驗和固件解密功能。
[0047]2,3D引擎模塊是圖形處理器的核心，基于OpenGL 3D圖形API，實現(xiàn)了 3D圖形處理的硬件加速功能，其中包括3D圖形的建立、變換、染色、剪裁、紋理貼圖、深度緩沖、消隱，以及模板、霧化、Alpha混合、抗鋸齒等操作的硬件加速。主要包括以下功能單元:
[0048]2.1頂點染色模塊:完成頂點、紋理坐標(biāo)、光柵位置、法向量、光源位置和聚光燈方向向量的旋轉(zhuǎn)、平移和縮放操作；完成頂點坐標(biāo)的光照計算，最多支持8盞燈的光照計算，同時支持單面和雙面光照計算；完成模型視圖矩陣和紋理矩陣的乘法和逆矩陣變換等基本操作；支持深度為32的模型視圖矩陣堆棧，支持深度為16的紋理矩陣堆棧，支持深度為8的屬性堆棧；
[0049]2.2圖元裝配模塊:根據(jù)輸入的頂點屬性信息(包括坐標(biāo)、顏色、紋理、法向量等信息)和客戶端傳送的mode參數(shù)，按照圖元裝配算法進行裝配，得到點、線和三角形組成的各種圖形，并將所裝配的圖形輸出給下級進行裁剪等一系列的處理。
[0050]2.3平面剪裁模塊:所述圖形處理器支持使用6個用戶自定義剪裁面對空間中的3D圖形進行剪裁。平面裁剪模塊使用客戶指定的剪裁平面對世界空間中的三維物體進行剪裁，不但能夠?qū)崿F(xiàn)用戶想要的特殊效果，還能夠減少計算量。該模塊首先對圖元在平面的內(nèi)外進行判別，如需剪裁還要運用線性插值和SH算法求出圖元與裁剪面的交點，從而生成新的三維物體。
[0051]2.4投影變換模塊:投影變換模塊根據(jù)客戶端定義的視景體(正視視景體矩陣或透視視景體矩陣)，對空間中的三維物體進行變換，從而實現(xiàn)了空間中三維物體到屏幕上的兩種映射方式(即通過透視投影還是正投影)。其次，通過對具體視景體的定義，該模塊還實現(xiàn)了對視野中哪些三維物體可見的定義，物體處于視景體外的部分最終將在三維剪裁模塊中被視景體的六個面剪裁。
[0052]2.5三維剪裁模塊:三維剪裁模塊的功能與平面剪裁類似，差別在與平面剪裁的剪裁面由用戶自定義，而三維剪裁的剪裁面就是投影變換單元所定義視景體的6個面。三維裁剪模塊將位于視景體之外的所有圖元進行裁剪。如果裁剪沒有產(chǎn)生新的頂點，就把輸入頂點的全部信息輸出；如果剪裁產(chǎn)生新的頂點，那么就用CS算法或SH算法計算出新頂點的位置，再經(jīng)過插值算法求出新點的屬性信息，最終將頂點重新裝配后的信息傳給下一級。
[0053]2.6齊次坐標(biāo)變換和視窗變換模塊:本模塊將視景體內(nèi)的物體顯示在二維的視口中。根據(jù)客戶端定義的視口矩陣將三類點(位置性光源的坐標(biāo)、光柵位置坐標(biāo)、圖元頂點坐標(biāo))進行齊次坐標(biāo)變換后，再將所得的坐標(biāo)與視窗變換矩陣相乘，將其窗口中的圖形信息送到視口中，完成視窗變換。
[0054]2.7背面消隱處理模塊:在三維空間中，一個多邊形雖然有兩個面，但我們無法看見多邊形的背面。如果將無法看見的多邊形和可見的多邊形同等對待，將降低圖形處理效率。本模塊可以實現(xiàn)將不可見面剔除的功能。背面消隱模塊主要實現(xiàn)的功能包括設(shè)置三角形的正面和反面，以及消除設(shè)置的面，或者正反面均消除。
[0055]2.8像素染色模塊:本模塊主要根據(jù)直線和多邊形點畫模式、直線寬度、點的大小、著色模型以及用于支持抗鋸齒處理的覆蓋率計算，把頂點連接起來形成直線或者計算填充多邊形的內(nèi)部像素，從而完成三維圖形的光柵化。能夠?qū)崿F(xiàn)基于像素操作的圖像處理，包括對來自幀緩存或主機內(nèi)存的圖像像素數(shù)據(jù)進行的放縮、偏移、截斷、以及整幅圖像反轉(zhuǎn)等操作。另外，還完成像素的光照計算、紋理貼圖以及霧處理操作。
[0056]2.9段處理模塊:段操作是片段在寫入幀緩存之前所要進行的最后的操作，用來選擇要寫入幀緩存中的片段，以及根據(jù)條件改變幀緩存中的值。這些操作主要包括片段測試、混合、邏輯操作、累積緩沖區(qū)以及幀緩存清除和屏蔽等。另外，段處理模塊還實現(xiàn)了空間中三維圖形的深度值緩存。
[0057]3存儲管理模塊，該模塊由以下子模塊構(gòu)成:
[0058]3.12路獨立的訪存仲裁與存儲保護單元:其中一路負(fù)責(zé)圖形處理過程中需要存取的數(shù)據(jù)和圖像，以及從像素Cache寫入的圖形數(shù)據(jù)的對幀緩沖區(qū)訪問的管理；另外一路負(fù)責(zé)完成數(shù)字視頻分量輸入模塊、顯示控制模塊對幀緩存訪問的管理。實現(xiàn)圖形處理和顯示控制對存儲器訪問的分離。
[0059]2.2像素Cache模塊:該模塊實現(xiàn)緩存像素數(shù)據(jù)的功能。像素cache里面存放了經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)，當(dāng)需要頻繁讀相同數(shù)據(jù)的時候能夠提高讀速度；如果是寫像素數(shù)據(jù)，只有接收到繪圖完成信號或者接收到大塊像素數(shù)據(jù)傳送信號時，像素cache才會把所有改寫過的數(shù)據(jù)寫回到幀緩沖區(qū)中，不需要每次讀寫數(shù)據(jù)時啟動幀緩沖區(qū)，減少了片外存儲器的訪問次數(shù)，提升了顯存的有效帶寬。
[0060]2.32路獨立的存儲器控制器模塊:根據(jù)2路存儲管理單元的存儲器訪問仲裁結(jié)果，2路獨立的存儲器控制器分別接收訪存請求，并按照配置寄存器中所對應(yīng)的工作模式訪問片外顯示存儲器。
[0061]4、顯示控制模塊
[0062]4.1圖形數(shù)據(jù)控制單元:實現(xiàn)從顯示存儲器中讀圖像數(shù)據(jù)，并根據(jù)寄存器配置將圖像數(shù)據(jù)分別送入兩路獨立的顯示控制單元中的功能；
[0063]4.2顯示控制單元:對圖像數(shù)據(jù)進行顏色索引、格式轉(zhuǎn)換、縮放、抖動、疊加等處理，最后形成顯示需要的數(shù)字RGB888格式，并通過顯示輸出單元輸出。同時，該模塊還實現(xiàn)硬件光標(biāo)的功能；
[0064]4.3數(shù)字視頻分量輸入接口:接收外部視頻源數(shù)據(jù)，并將接收的視頻數(shù)據(jù)放入顯示存儲器中。
[0065]5、時鐘復(fù)位控制模塊
[0066]時鐘復(fù)位控制模塊接收來自片外晶振的時鐘信號，并通過片內(nèi)集成的PLL進行倍頻或者分配，輸出片內(nèi)不同功能模塊正常工作需要的時鐘信號。另外，還能夠接收來自硬件或者軟件的復(fù)位信號，復(fù)位片內(nèi)部分硬件邏輯或者整個芯片。
[0067] 最后應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解；其依然可以對前述各實施例記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種面向OpenGL API的圖形處理器，其特征在于:包括主機接口模塊、 3D引擎模塊、存儲控制與管理模塊、顯示控制模塊； 所述主機接口模塊與主機進行OpenGL圖形命令和數(shù)據(jù)傳輸，其包括PCI總線接口、命令處理器、DMA控制器、通用輸入輸出模塊、兩路I2C總線控制器 所述PCI總線接口用于接收PCI主設(shè)備發(fā)送的OpenGL圖形命令和數(shù)據(jù)； 所述命令處理器用于接收PCI總線接口 OpenGL圖形命令和數(shù)據(jù)并對其進行解釋和預(yù)處理，將預(yù)處理產(chǎn)生的圖形處理命令發(fā)送給3D引擎模塊；向DMA控制器發(fā)送啟動命令；所述DMA控制器用于根據(jù)來自命令處理器的啟動命令，實現(xiàn)PCI主設(shè)備與GPU芯片內(nèi)部其它模塊的數(shù)據(jù)傳輸； 所述通用輸入輸出模塊與PCI總線接口相連，實現(xiàn)與GPU芯片相連的外部設(shè)備的訪問和控制； 所述兩路I2C總線控制器與PCI總線接口相連，實現(xiàn)與GPU芯片相連的外部A/D芯片和D/A芯片的配置； 所述3D引擎模塊根據(jù)接收到的圖形處理命令進行3D圖形處理并將處理結(jié)果發(fā)送給存儲控制與管理模塊；3D引擎模塊包括十級功能流水線；所述十級功能流水線按照從前到后的順序包括頂點染色器模塊、圖元裝配模塊、背面消隱模塊、平面剪裁模塊、投影變換模塊、三維剪裁模塊、齊次坐標(biāo)變換模塊、視窗變換模塊、像素染色器模塊和片段處理模塊； 所述片段處理模塊包括Z-buffer Cache模塊； 所述存儲控制與管理模塊用于顯示存儲器訪問控制，其包括兩路獨立的第一訪存仲裁與存儲保護單元和第二訪存仲裁與存儲保護單元、獨立的第一 DDR2控制器和第二 DDR2控制器、像素Cache模塊； 所述第一訪存仲裁與存儲保護單元負(fù)責(zé)3D引擎模塊在圖形處理過程中需要存取的圖形命令和圖像數(shù)據(jù)的傳輸，同時將最終處理結(jié)果通過像素Cache模塊發(fā)送到對應(yīng)的第一DDR2控制器中； 所述第二訪存仲裁與存儲保護單元負(fù)責(zé)接收來自顯示控制模塊的外部圖像數(shù)據(jù)，并發(fā)送給對應(yīng)的第二 DDR2控制器； 第一 DDR2控制器連接在第一訪問仲裁與存儲保護單元和第一外部DDR2存儲器芯片之間，用于實現(xiàn)第一訪問仲裁與存儲保護單元對第一外部DDR2存儲器芯片的訪問和控制；第二 DDR2控制器連接在第二訪問仲裁與存儲保護單元和第二外部DDR2存儲器芯片之間，用于實現(xiàn)第二訪問仲裁與存儲保護單元對第二外部DDR2存儲器芯片的訪問和控制； 所述像素Cache模塊用來緩沖來自3D引擎模塊的最終處理結(jié)果的顏色數(shù)據(jù)，為3D引擎模塊的顏色緩沖區(qū)訪問提供顏色數(shù)據(jù)，所述Z-buffer Cache模塊用來緩沖3D引擎模塊的最終處理結(jié)果的深度數(shù)據(jù)，為3D引擎模塊的深度測試操作提供深度數(shù)據(jù)； 所述顯示控制模塊包括數(shù)字視頻輸入接口、至少一個顯示控制單元和圖像數(shù)據(jù)控制單元， 所述數(shù)字視頻輸入接口用于接收兩路外部視頻信號，并將該兩路視頻信號發(fā)送給第二訪存仲裁與存儲保護單元； 所述圖像數(shù)據(jù)控制單元用于從第一訪存仲裁與存儲保護單元和第二訪存仲裁與存儲保護單元讀取圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶配置分發(fā)給對應(yīng)的顯示控制單元； 根據(jù)用戶配置顯示控制單元對來自圖像數(shù)據(jù)控制單元的圖像數(shù)據(jù)進行處理，并將處理結(jié)果輸出外部顯示設(shè)備； 所述3D引擎模塊的頂點染色器模塊和片段處理模塊分別與主機接口模塊中的命令處理器相連，所述3D引擎模塊的片段處理模塊與存儲控制與管理模塊中的像素Cache模塊相連； 所述存儲控制與管理模塊的兩路訪問仲裁與存儲保護單元均與主機接口模塊的命令處理器和DMA控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向OpenGLAPI的圖形處理器，其特征在于: 所述頂點染色器模塊按照從前到后的順序包括接口和任務(wù)分配器、頂點染色器、參數(shù)存儲與管理單元、第一DDR2存儲訪問控制單元；所述第一DDR2存儲訪問控制單元與第一訪存仲裁與存儲保護單元相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的面向OpenGLAPI的圖形處理器，其特征在于: 所述像素染色器模塊按照從前到后的順序包括接口和任務(wù)分配器、多路平行的掃描轉(zhuǎn)換和反走樣單元、片元參數(shù)存儲與管理單元、多路RISC處理器、第二 DDR2存儲訪問控制單元；所述像素染色器模塊還包括圖像處理子集，所述圖像處理子集分別與接口和任務(wù)分配器、片元參數(shù)存儲與管理單元、第二 DDR2存儲訪問控制單元相連，所述第二 DDR2存儲訪問控制單元與第一訪存仲裁與存儲保護單元相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之任一權(quán)利要求所述的面向OpenGLAPI的圖形處理器，其特征在于: 所述圖形處理器還包括用于實現(xiàn)芯片內(nèi)部時鐘和復(fù)位控制的時鐘復(fù)位控制模塊。
【文檔編號】G06F13/28GK104503950SQ201410752098
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】田澤, 張駿, 許宏杰, 黎小玉, 顏哲, 馬城城 申請人:中國航空工業(yè)集團公司第六三一研究所