[發明專利]一種用于數字微鏡顯示的矢量圖形柵格化方法

在審

• 申請號: 201410660727.2
• 申請日: 2014-11-19
• 公開（公告）號: CN104408759A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 程珂;張偉;尤鑫
• 申請（專利權）人: 江蘇影速光電技術有限公司
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T1/00
• 代理公司: 徐州支點知識產權代理事務所(普通合伙) 32244
• 代理人: 劉新合

技術領域

本發明涉及一種用于數字微鏡顯示的矢量圖形柵格化方法，屬于直寫式光刻機數字圖像處理技術及?GPU?并行開發技術領域。

背景技術

光刻技術是用于在基底表面上印刷具有特征的構圖。這樣的基底可包括用于制造半導體器件、多種集成電路、平面顯示器（例如液晶顯示器）、電路板、生物芯片、微機械電子芯片、光電子線路芯片等的芯片。

DMD（Digital?Micro?mirror?Device，數字微鏡元件）：由美國德州儀器公司（TI）開發，系一種極小的反射鏡，這些微鏡皆懸浮著并可向兩側傾斜10-12°左右，從而可構成啟通和斷開兩種工作狀態。為了獲得不同的亮度，微鏡啟通和斷開的速率還可以改變，工作時得用成千上萬個微鏡器件，并由DLP板進行控制。基于GPU的通用計算（General?Purpose?GPU，GPGPU），一直是高性能計算的重要方向。其核心思想是在顯卡芯片上，增加用于計算的晶體管數量，降低用于寄存器的晶體管數量，使得同樣工藝、同樣體積的芯片中，GPU?的計算能力較?CPU?提高上百倍。

通常用于生產制造的電路圖文件存儲的是矢量點圖形，要將其轉化成圖形發生器可使用的點陣圖形數據，需要經過復雜的圖形處理運算。通常實現的方法有兩種：（1）將矢量圖形直接做柵格化填充處理（2）將矢量圖形先分解為三角形，再進行柵格化填充處理。其中方法（1）由于比較耗時，目前只適用于在編輯料號文件時進行，將柵格化處理得到的bitmap圖保存起來，在每次曝光之前讀取保存的數據，這樣做不會影響到產能。局限性在于不能在曝光生產前臨時對圖形做任何更改。方法（2）將圖形分解后簡化了圖形填充過程，但仍需要多步處理，較繁瑣。且為保證效率，多邊形分解得到的三角形非Delaunay三角形，在對三角形做柵格化處理時可能會因計算誤差，導致圖形變形。

發明內容

????針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種用于數字微鏡顯示的矢量圖形柵格化方法，將矢量圖形柵格化過程加速，從而實現實時柵格化處理，在保證產能的同時允許對矢量圖數據做臨時改變。

????為了實現上述目的，本發明提供一種用于數字微鏡顯示的矢量圖形柵格化方法，具體的數據處理流程如下：

??（1）矢量數據首先由CPU程序做預處理，包括將未閉合多邊形做閉合處理，和將所有多邊形的邊拷貝到一個數組內；

??（2）將步驟（1）中的數組拷貝到GPU內存上，運行GPU填充程序，完成后再將結果拷貝到CPU內存上；其中，在對矢量圖形柵格化的過程中，使用GPU通用并行計算技術，具體的計算步驟如下：

????1）對矢量圖形點的坐標單位縮放處理，并根據不同LDI機型網格精度的差異和實際的網格精度動態的調整矢量點坐標單位；

????2）對矢量圖形邊的柵格化處理：提取矢量圖形每個邊柵格化處理后的像素坐標，并將這些像素點填充，并收集除上頂點以外的所有點像素坐標；

????3）對步驟2）所得像素點的重排序和配對填充；

??（3）將所得的點陣圖數據通過有線通信方式，發送到FPGA芯片，并由FPGA芯片做進一步的處理（如數據傾斜），來控制DMD鏡片的翻轉；

????進一步，在步驟（2）中，在對矢量進行柵格化處理之前，對整張GDSII格式的矢量圖按指定的橫豎間距切割，再對切割后的每張小圖做柵格化處理。

????進一步，對整張GDSII格式的矢量圖按指定的橫豎間距切割的大小對應所用并行計算的硬件的存儲空間大小。

????進一步，在步驟（3）中，將所得的點陣圖數據通過有線或無線數據傳輸方式，發送到FPGA芯片，并由FPGA芯片做進一步的處理（數據傾斜等），來控制DMD鏡片的翻轉。

進一步，數據傳輸方式使用usb或者GigE技術。

對比現有技術，本發明在對矢量圖形柵格化的過程中，使用GPU通用并行計算技術，在將像素點的重排序和配對填充時，通過改變數據的排布，將數據處理最大程度的并行化；同時，通過優化傳統的掃描線填充算法，將線柵格化計算過程與按行填充過程分解為兩個步驟，并通過GPU內多維線程和動態劃分線程資源的功能，將數據讀寫和計算完全并行化，解決了原有CPU掃描線填充算法效率低，無法滿足曝光前on-the-fly數據處理的要求，并在保證產能的同時允許對矢量圖數據做臨時改變，具有廣泛的實用價值和市場情景，有利于提高整體行業的效率。

附圖說明

圖1為本發明中直寫光刻機的數據處理系統流程示意圖；

圖2是一個矢量圖形的示意圖；