[發明專利]一種基于GPU芯片的主機接口裝置及建模方法

在審

• 申請號: 201811510265.0
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109741235A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 吳曉成;張駿;陳佳;張少鋒;姜麗云;樓曉強
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: G06T1/20
• 分類號: G06T1/20;G06F13/28;G06F13/42
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王世磊

本發明涉及計算機硬件建模技術領域，本發明實施例提供了一種基于GPU芯片的主機接口裝置及建模方法，建模方法包括：根據統一建模語言UML和事務級建模TLM方法，對所述GPU芯片的主機接口裝置進行事務級建模。另外，所述主機接口裝置包括PCIe接口單元、DMA控制單元和命令解析單元。實現了快速評估大規模硬件系統的架構，適用于集成電路早期的系統級架構設計開發。

技術領域

本發明涉及計算機硬件建模技術領域，尤其涉及一種基于GPU芯片的主機接口裝置及建模方法。

背景技術

隨著圖形化應用的不斷增加，早期單靠CPU進行圖形繪制的解決方案已經難以滿足成績和技術增長的圖形處理需求，圖形處理器(Graphic Processing Unit，GPU)應運而生。從1999年Nvidia發布第一款GPU產品至今，GPU技術的發展主要經歷了固定功能流水線階段、分離染色器架構階段、統一染色器架構階段，其圖形處理能力不斷提升，應用領域也從最初的圖形繪制逐步擴展到通用計算領域。GPU流水線高速、并行的特征和靈活的可編程能力，為圖形處理和通用并行計算提供了良好的運行平臺。

對于類似于GPU這樣的超大規模集成電路芯片的軟/硬件架構、設計，如何完成從傳統的規格說明書文檔到硬件RTL電路實現的跨越，成為工程實踐過程中一個重要的、急待解決的問題。

發明內容

基于背景技術中存在的問題，本發明提供的一種基于UML的面向GPU芯片主機接口裝置硬件的視圖模型，能夠解決在集成電路系統架構階段快速描述功能、結構的問題。

第一發明，本發明實施例提供了一種基于GPU芯片的主機接口裝置的建模方法，包括：根據統一建模語言UML和事務級建模TLM方法，對GPU芯片的主機接口裝置進行事務級建模。

第二發明，本發明實施例提供了一種基于圖形處理單元GPU芯片的主機接口裝置，主機接口裝置包括PCIe接口單元1、DMA控制單元2和命令解析單元3，其中：

PCIe接口單元1，實現GPU芯片與主機內存之間的數據交換串行通道，完成主機對GPU寄存器的配置，及主機內存與GPU之間的圖形繪制指令、圖形數據交換；

DMA控制單元2，實現PCIe接口單元1后端DMA通道功能，完成主機內存與GPU之間的DMA數據搬運操作；

命令解析單元3，實現命令處理器功能，對來自主機的OpenGL命令進行解析并分類為圖形繪制命令、圖形功能命令和圖形寄存器資源訪問命令，并將這三類命令及數據發送給圖形管線裝置裝置進行圖形繪制。

可選的，PCIe接口單元1，包括host2PcieCfgExport端口，該端口與Host 的host2PcieCfgPort端口進行相連，端口之間通過PcieCfgIf接口進行通信；

PCIe接口單元1，包括pcie2HostMemPort端口，該端口與Host的pcie2HostMemExport端口進行相連，端口之間通過Pcie2HostIf接口進行通信；

PCIe接口單元1，包括dcArchRegPort端口，該端口與DCU的 dcArchRegExport端口進行相連，端口之間通過PcieBackendRegIf接口進行通信；

PCIe接口單元1，包括rou2PcieIntExport端口、spmu2PcieIntExport端口、jsu2PcieIntExport端口、geu2PcieIntExport端口，上述端口分別依次與圖形管線裝置的rou2PcieIntPort端口、spmu2PcieIntPort端口、jsu2PcieIntPort端口、 geu2PcieIntPort端口相連，上述端口之間統一通過PcieBackendIntIf接口進行通信；