基于ARM+FPGA的嵌入式圖形處理系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著嵌入式系統(tǒng)對圖形處理能力要求的不斷提高，嵌入式CPU在處理復雜的三維圖形時因運算負荷過大而導致系統(tǒng)效率降低的局面日趨嚴重，在嵌入式系統(tǒng)中加入一塊專用的圖形處理器（Graphics Processing Unit，GPU）芯片可以提高圖形處理速度，將CPU從繁重的圖形計算任務中解放出來。因此，研究和設(shè)計應用于嵌入式系統(tǒng)的圖形處理器具有重要意義。
　　 論文的主要工作是改進設(shè)計圖形處理器RTL模型，為嵌入式圖形處理器設(shè)計基于AR

2、M和FPGA的硬件平臺，開發(fā)與硬件部分相應的驅(qū)動程序，并編寫圖形應用程序。
　　 論文首先回顧了圖形處理器的發(fā)展歷史，介紹了本文所設(shè)計的嵌入式圖形處理器的總體結(jié)構(gòu)和功能要求。在研究計算機圖形學和相關(guān)算法的基礎(chǔ)上，分析了圖形系統(tǒng)和圖形管線的構(gòu)成，基于圖形管線的幾何與光柵兩個階段，改進了GPU的RTL模型設(shè)計，并給出了圖形處理系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計實現(xiàn)方案。圖形處理系統(tǒng)以ARM9和FPGA為核心，F(xiàn)PGA用以實現(xiàn)GPU RTL模型，選用S

3、3C2410為系統(tǒng)處理器，輔以UART、Ethernet、USB等通信接口，并通過LCD來顯示圖形圖像?；趫D形處理系統(tǒng)硬件平臺與Windows CE的設(shè)備驅(qū)動模型框架，為系統(tǒng)開發(fā)了LCD顯示驅(qū)動和GPU驅(qū)動，并選取23條OpenGL命令作為圖形API，圖形應用程序通過對圖形API的調(diào)用來驗證GPU的功能。
　　 經(jīng)驗證，嵌入式圖形處理器能夠正確繪制三維圖形，完成圖形的平移旋轉(zhuǎn)、投影、光柵化等處理，在性能上接近初代GPU的水平。