面向Android的SoC圖形系統(tǒng)性能評(píng)估與分析.pdf

1、隨著移動(dòng)智能應(yīng)用的快速演進(jìn)，三維(three dimensional，3D)圖像渲染對(duì)于提升移動(dòng)智能終端用戶體驗(yàn)的意義日益增強(qiáng)。片上系統(tǒng)(System on Chip，SoC)性能是影響3D渲染的重要因素，因此定量分析并評(píng)估SoC圖形系統(tǒng)的性能是發(fā)現(xiàn)瓶頸，優(yōu)化后續(xù)設(shè)計(jì)的第一步。本文面向Android，評(píng)估具有代表性的Tegra系列SoC芯片在渲染3D圖像時(shí)的性能，構(gòu)建了SoC圖形系統(tǒng)性能經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停⒆罱K完成了針對(duì)Android3D渲染場(chǎng)

2、景的SoC圖形系統(tǒng)性能的評(píng)估工作。
　　高性能3D渲染場(chǎng)景一般需要SoC集成的CPU、GPU、DDR控制器等硬件模型，以流水化方式完成。本文首先根據(jù)3D渲染流水線的各硬件執(zhí)行單元的不同，將流水線劃分成五個(gè)功能階段，并對(duì)每個(gè)階段的功能進(jìn)行了詳細(xì)闡述;在此基礎(chǔ)上，通過(guò)逐級(jí)屏蔽流水線的各功能階段，將3D應(yīng)用對(duì)SoC圖形系統(tǒng)整體的壓力分解成對(duì)SoC不同模塊的壓力，從而得到了流水線各階段的運(yùn)行時(shí)間和占比情況，并完成了對(duì)SoC圖形系統(tǒng)性能瓶頸

3、的分析。結(jié)合性能瓶頸的分析結(jié)論，本文進(jìn)一步以著色器計(jì)算性能、紋理填充率、頂點(diǎn)計(jì)算性能為評(píng)測(cè)對(duì)象，以CPU頻率、GPU頻率和DDR頻率為自變量，構(gòu)建SoC圖形系統(tǒng)性能的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停ㄍㄟ^(guò)擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和進(jìn)行回歸分析的方法，分別建立Android3D渲染性能與SoC圖形系統(tǒng)硬件性能之間的關(guān)系趨勢(shì)圖和經(jīng)驗(yàn)公式。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所測(cè)試SoC在進(jìn)行3D渲染時(shí)的性能瓶頸主要位于流水線的片元著色階段，其運(yùn)行時(shí)間占整個(gè)流水線的50％以上;但一旦