[發明專利]一種圖形處理器的設計模型及設計方法

有效

• 申請號: 201911125812.8
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110941898B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 田澤;馬城城;張駿;許宏杰;劉航;吳曉成
• 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: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T1/20
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產權代理有限公司 11718
• 代理人: 婁華

1.一種圖形處理器的設計模型，其特征在于，所述模型包括應用級建模模塊、算法級建模模塊、算法實現級建模模塊、體系結構級建模模塊和性能評價模塊；

所述應用級建模模塊包括典型應用場景建模子模塊(1)和OpenGL命令流轉化子模塊(2)；

所述算法級建模模塊包括圖形算法獨立建模子模塊(3)和圖形算法系統級建模子模塊(4)；

所述算法實現級建模模塊包括復雜算法實現評價子模塊(5)和算法實現劃分子模塊(6)；

所述體系結構級建模模塊包括大規模并行處理陣列建模子模塊(7)，多層級存儲系統建模子模塊(8)，指令集建模子模塊(9)和專用硬件電路建模子模塊(10)以及分離模型集成互聯子模塊(11)。

2.根據權利要求1所述圖形處理器的設計模型，其特征在于，所述典型應用場景建模子模塊(1)，根據圖形處理器面向的應用背景與應用特征，生成典型應用場景圖，并將該場景圖分發到OpenGL命令流轉化子模塊(2)；

所述典型應用場景圖可采用從真實應用環境中收集或軟件建模模擬的方式生成。

3.根據權利要求1所述圖形處理器的設計模型，其特征在于，所述OpenGL命令流轉化子模塊(2)接收典型應用場景建模子模塊(1)輸出的多幅場景圖像，完成場景圖像向對應OpenGL命令流的轉化，根據多幅圖像生成的OpenGL命令流確定圖形處理器設計需要實現的OpenGL標準版本，最后將OpenGL命令流下發到算法級建模模塊。

4.根據權利要求1所述圖形處理器的設計模型，其特征在于，所述圖形算法獨立建模子模塊(3)接收OpenGL命令流轉化子模塊(2)輸出的多組OpenGL命令流與復雜算法實現建模與評價子模塊(5)輸出的圖形算法重設計方案，結合圖形處理原理，理解OpenGL標準對多條命令的定義，完成對光照、圖像壓縮、平面裁剪、視窗變換等圖形處理流程中多階段算法的軟件建模實現并驗證算法的正確性，最后將通過驗證的各圖形處理算法發送到圖形算法系統級建模子模塊(4)。

5.根據權利要求1所述圖形處理器的設計模型，其特征在于，所述圖形算法系統級建模子模塊(4)接收圖形算法獨立建模子模塊(3)發送的各圖形處理算法，按圖形功能流水線將各獨立算法互聯、保證各算法輸入輸出數據結構與前后級匹配并完成系統級算法功能驗證，得到面向典型應用場景圖像的輸出數據類型和數據量，結合應用方提出的應用級指標與公開的圖形處理器評價體系共同決定圖形處理器設計指標，最后將通過了系統級功能驗證的算法發送到復雜算法實現建模與評價子模塊(5)。

6.根據權利要求1所述圖形處理器的設計模型，其特征在于，所述復雜算法實現建模與評價子模塊(5)接收圖形算法系統級建模子模塊(4)輸出的算法、算法實現劃分子模塊(6)反饋的劃分策略以及圖形處理器功能、性能設計指標，結合算法自身的特征與軟硬件實現多種算法元操作時引入的延時、功耗、面積等開銷，形成算法的實現方案并建模驗證。最后將需要修正的圖形算法輸出到算法級建模中進行重設計，將通過驗證的多個圖形算法實現方案輸出到算法實現劃分子模塊(6)。

7.根據權利要求1所述圖形處理器的設計模型，其特征在于，所述算法實現劃分子模塊(6)接收復雜算法實現建模與評價子模塊(5)輸出的算法實現方案，完成算法的實現劃分，合并多算法中的近似操作為同一執行單元，分析多種劃分策略的實現開銷，最后將算法實現劃分方案輸出到體系結構級建模模塊。

8.根據權利要求1所述圖形處理器的設計模型，其特征在于，所述大規模并行處理陣列建模子模塊(7)接收算法實現劃分子模塊(6)輸出的算法實現方案與圖形處理器功能、性能設計指標，定義大規模統一染色陣列的實現方案并建立模型，最后將統一染色陣列模型輸出到分離模型集成互聯子模塊(11)中。