二維圖形加速引擎的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、在現(xiàn)代圖形視頻顯示系統(tǒng)中，將圖形處理任務(wù)從CPU中分離出來交由圖形處理器(Graphics Processing Unit，GPU)加速處理，已成為整個圖形顯控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。隨著計(jì)算機(jī)硬件水平的提升，以及集成電路制造技術(shù)和工藝水平的進(jìn)步，圖形處理器在結(jié)構(gòu)和性能上也有了很大發(fā)展，并在航空、航海、醫(yī)療儀器、測量儀器、移動通信等多個領(lǐng)域的嵌入式終端得到了廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前，圖形處理器技術(shù)主要由一些國際芯片巨頭所壟斷，國內(nèi)對于圖形處理器的應(yīng)用和

2、研究相對國際先進(jìn)水平還有較大差距。因此，研究擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)圖形處理器，尤其是應(yīng)用在嵌入式領(lǐng)域的圖形處理器具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價值。
　　 本文以圖形水平線填充的方式，設(shè)計(jì)了一個2D圖形加速引擎，用于實(shí)現(xiàn)直線、三角形、橢圓等基本2D圖形的繪制。主要工作如下:
　　 首先，研究圖形加速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了2D圖形加速引擎的架構(gòu)，詳細(xì)闡述了各功能模塊之間的聯(lián)系及其實(shí)現(xiàn)方法。
　　 其次，對于二維圖形基

3、本算法進(jìn)行研究，選擇適合于硬件實(shí)現(xiàn)的算法，由Verilog硬件描述語言完成各圖元模塊的代碼設(shè)計(jì)。這些算法包括圖元預(yù)處理單元的裁剪算法、一般直線段生成的Bresenham算法、直線段反走樣的加權(quán)區(qū)域采樣算法、橢圓的中點(diǎn)生成算法、三角形填充算法和塊拷貝等。
　　 最后，在Modelsim環(huán)境下，對各個設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行功能仿真，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的正確性。對于整個2D圖形加速引擎進(jìn)行了FPGA實(shí)物驗(yàn)證，并對其繪圖性能進(jìn)行了分析。驗(yàn)證結(jié)果表明，二維