MIGPU-9多核交互式图形处理器的设计.pdf

《MIGPU-9多核交互式图形处理器的设计》是一篇深入探讨图形处理器设计的学术论文，发表在2014年的《计算机辅助设计与图形学学报》上。该研究由西安电子科技大学微电子学院等多个机构的学者共同完成。论文主要介绍了MIGPU-9这一创新的多核交互式图形处理器及其完整的软件系统。 MIGPU-9是针对图形处理器应用日益广泛以及多核SoC（System-on-a-Chip）研究需求迫切的背景下设计的。该处理器旨在平衡编程的灵活性与计算效率，通过集成多种功能各异的微处理器核和专用加速电路来实现。论文中提到了以下关键组件： 1. **前端处理器FEP**：设计有专用指令的前端处理器，用于图形处理的预处理，提高程序执行的效率。 2. **顶点着色处理器VSP**：支持定点和浮点运算，还具备函数求值能力，负责对三维模型的顶点进行颜色和属性处理。 3. **剪裁投影处理器PCPTC**：具备双模式操作，能够高效地进行图形的裁剪和投影，这是图形渲染中的重要步骤。 4. **像素着色处理器PSP**：包含多个这样的处理器核，用于像素级别的颜色处理，实现图像细节的丰富渲染。 MIGPU-9将这9个处理器核以及各种专用加速电路以双轨握手的流水线形式集成到一片XC6VIX550TFPGA芯片上，实现了图形处理任务在不同处理器和专用电路间的并行计算。这种设计极大地提升了图形处理的性能。 测试结果显示，MIGPU-9支持OpenGL 2.0和DirectDraw接口，最高像素填充率可达40M/s，表明其在图形渲染速度上具有出色表现。电路规模超过527万个门，展示了其复杂的硬件结构和强大的处理能力。 关键词包括多核着色器、图形处理器、硬件流水线和操作并行，这些都是MIGPU-9设计的核心技术点。这篇论文对于理解多核交互式图形处理器的设计原理、优化策略以及在实际应用中的性能表现具有重要的参考价值，为未来图形处理器的发展提供了新的思路和技术基础。