[發明專利]一種圖形處理器并行著色任務調度單元系統

有效

• 申請號: 201811523048.5
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109669770B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 韓立敏;張駿;任向隆;鄭新建;牛少平;郭亮
• 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: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50;G06T1/20
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 王迪

本發明涉及計算機硬件技術領域，提供一種圖形處理器并行著色任務調度單元系統，包括依次連接的任務調度單元JSU(10)和輸出控制單元OCU(20)；所述任務調度單元JSU(10)包含頂點著色任務調度單元JSU?V(101)和像素著色任務調度單元JSU?P(102)；所述輸出控制單元OCU(20)包含頂點著色任務輸出單元OCU?V(201)和像素著色任務輸出單元OCU?P(202)。本發明采用并行調度方法，能夠提高統一著色處理陣列的硬件資源利用率，從而提升頂點處理吞吐率和像素生成能力。

技術領域

本發明涉及計算機硬件技術領域，尤其涉及一種圖形處理器并行著色任務調度方法。

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。

目前，我國尚無基于統一著色架構的GPU成熟產品出現，各應用領域顯示控制系統中大量采用國外進口的商用GPU芯片。尤其是在特定應用領域中，國外進口商用GPU芯片存在溫度和環境適應性差、無法保證電路本身或配套軟件沒有“后門”、包含大量特定應用領域不需要的冗余功能單元，功耗指標無法滿足要求。此外，商用GPU芯片更新換代快，隨時面臨停產、斷檔，在安全性、可靠性、保障性等方面的存在重大隱患。近來，國外對我國多個領域的關鍵技術和產品實行技術“封鎖”和產品“壟斷”，難以獲得GPU芯片的底層技術資料，如寄存器資料、詳細內部微架構、核心軟件源碼等，導致GPU功能、性能無法充分發揮，且移植性較差；上述問題嚴重制約了我國顯示系統的獨立研制和自主發展。

并行流水線架構3D引擎是提升和增強GPU圖形處理能力的關鍵技術，尤其是突破3D引擎并行著色任務調度關鍵技術，研制高性能圖形處理器芯片迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的：

本發明公開了一種圖形處理器并行著色任務調度單元系統，能夠提高統一著色處理陣列的硬件資源利用率，從而提升頂點處理吞吐率和像素生成能力。

本發明的技術解決方案是：

一種圖形處理器并行著色任務調度單元系統，包括依次連接的任務調度單元JSU10和輸出控制單元OCU20；

所述任務調度單元JSU10包含頂點著色任務調度單元JSU-V101和像素著色任務調度單元JSU-P102；

所述頂點著色任務調度單元JSU-V101包含依次連接的頂點warp屬性命令輪詢輸入單元100，n個頂點著色輸入組裝單元VSD110；n個頂點著色輸入組裝單元VSD110并行實施n個頂點warp輸入數據的組裝，將VSD110輸出的頂點warp任務信息轉發到固定關聯的SSC403和固定關聯的VOC211；頂點著色任務調度單元JSU-V101能夠并行地將n個頂點warp任務信息和輸入數據調度到n個固定關聯的統一著色處理陣列SSC403的任務現場；

所述像素著色任務調度單元JSU-P102包含n個像素著色輸入組裝單元PSD112；n個像素著色輸入組裝單元PSD112獨立并行將n個像素warp任務信息和輸入數據調度到n個統一著色處理陣列SSC403的任務現場，并行實施n個像素warp的任務信息輸出；像素著色任務調度單元JSU-P102并行將n個PSD112輸出的像素warp任務信息轉發到n個固定關聯的SSC403和n個固定關聯的POC212；

所述輸出控制單元OCU20包含頂點著色任務輸出單元OCU-V201和像素著色任務輸出單元OCU-P202；