[發明專利]流水直線光柵化加速器

有效

• 申請號: 201810889046.1
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN109035132B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 易學淵;石小剛;黃光新
• 申請（專利權）人: 南京軍微半導體科技有限公司
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06F9/38
• 代理公司: 合肥禾知知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34246
• 代理人: 盧雙雙

本發明公開了一種流水直線光柵化加速器。包括數據接收指令解析模塊、直線初始化數據計算模塊、直線裁剪模塊、頂點屬性初始化模塊、直線掃描控制單元和直線屬性插值流水線模塊，數據接收指令解析模塊接收指令后，通過直線初始化數據計算模塊將直線掃描參數初始化，接著通過直線裁剪模塊完成裁剪過程，然后頂點屬性初始化模塊進行屬性參數的初始化過程，頂點屬性初始化模塊包括屬性初值和迭代值的計算，接著直線掃描控制單元完成多線寬模式直線的掃描，最后直線屬性插值流水線模塊完成插值流水線運算。本發明的光柵化加速器一個時鐘可以輸出一個像素點，降低資源使用量和整體流水線的時滯，同時提高整體加速器的頻率。

技術領域

本發明涉及的是一種光柵化加速器，具體涉及一種流水直線光柵化加速器。

背景技術

光柵化是當代3D圖形處理中的關鍵技術，也是整個圖形處理器性能提高的關鍵。現在單獨的通過提高芯片的主頻和通過指令并行的處理方法來提高光柵化的速度已經遇到了瓶頸。

現在直線掃描算法主要包括DDA算法、Bresenham算法。其中采用DDA算法存在除法運算，同時誤差的累積導致直線偏移，不利于硬件實現；現在大多直線掃描算法采用Bresenham算法，該算法提高直線掃描過程的準確性，本文采用改進的Bresenham算法進行掃描，減少了直線初始化參數的除法運算，降低了算法的運算量，同時減少了直線的掃描的誤差。直線的生成算法中有的是采用對于直線直接掃描的方式，這種方式下所需要的數據精度較高，對于不同斜率的直線其直線生成效果差別較大。有的采用將直線進行映射，經過映射后的直線全部落于第一象限的下半部分，采用這種方法需要在初始化階段對于直線進行特殊處理，對于比較特殊的直線需要翻折多次，加大了初始化過程。本文采用的方法是將直線斜率映射到(-1,1)之間，只需要對換x,y坐標，初始化時間較短，控制邏輯簡單，同時可以減少直線斜率不同導致直線生成效果較差的問題。

直線的插值過程大多采用線性插值算法，對于插值算法的硬件實現過程，有的采用查找表的方式，采用這種方式其硬件資源使用較多，而且插值速度相比較來說較慢。

對于直線的不同線寬的處理方式上，有的采用基于邊函數的處理算法，其直線生成效率較低，控制邏輯較為復雜，本發明設計了一種高速流水直線光柵化加速器，采用的基于直線主線上下掃描的方式，采用該直線生成算法效率較高，像素生成速度較快。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明目的是在于提供一種流水直線光柵化加速器，利用這種方法加速器可以高效的完成直線的光柵化操作，硬件掃描插值流水線采用數據驅動的方式，光柵化加速器一個時鐘可以輸出一個像素點，降低資源使用量和整體流水線的時滯，同時提高整體加速器的頻率。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：流水直線光柵化加速器，包括數據接收指令解析模塊、直線初始化數據計算模塊、直線裁剪模塊、頂點屬性初始化模塊、直線掃描控制單元和直線屬性插值流水線模塊，數據接收指令解析模塊接收指令后，通過直線初始化數據計算模塊將直線掃描參數初始化，接著通過直線裁剪模塊完成裁剪過程，然后頂點屬性初始化模塊進行屬性參數的初始化過程(包括屬性初值和迭代值的計算)，接著直線掃描控制單元完成多線寬模式直線的掃描，最后直線屬性插值流水線模塊完成插值流水線運算。

所述的頂點屬性初始化模塊和直線掃描控制單元屬于掃描過程，掃描過程負責流水線數據的產生，同時驅動屬性插值流水線的運行，對于不同的屬性設計統一的流水線處理方案；直線掃描過程負責直線主線的掃描，線寬掃描負責線寬方向上的掃描，屬性迭代控制部分負責每個像素點屬性參數的遍歷，前幾級負責流水線數據源的產生，最后一級的流水線處理過程負責數據的消化。

所述的對于不同的屬性個數設計統一的流水線處理方案，其處理特征都為讀屬性、計算、輸出，采用8級的流水線處理方案，流水線采用數據驅動的方式運行，其中數據粒度為一組屬性參數(4個屬性)。