论文部分内容阅读
随着操作系统和应用程序对复杂且高质量的图形图像处理要求越来越高，图形处理器已经成为计算机系统必不可少的部分，并且已经广泛应用于图形渲染外的通用任务上。近年来，伴随芯片集成度与制造工艺水平不断提高，中央处理器与图形处理器的单芯片集成模式的出现使得两个模块能够优势互补，单芯片模式也成为未来计算机芯片的发展趋势之一。在这种趋势下，对单芯片内图形处理器的集成验证和优化就十分必要。 本文研究的2D/3D图形加速GPU是北大众志PKUnity-3(SK-65)系统芯片中(SoC)显示系统的重要组成部分。本文的工作在集成验证该单芯片中的图形处理器硬件的基础上，通过对图形处理器驱动程序的工作方式进行分析，完成了对图形处理器应用的优化工作。在集成验证方面，本文通过SoCRTL模拟的验证方法验证数据通路，然后基于FPGA原型系统进行大规模随机测试和应用压力测试以完成芯片内图形处理器的功能性验证。在集成验证系统芯片中GPU的功能正确性的基础上，本文在PKUnity-3(65)系统芯片上进行针对UniCore平台的图形处理工作方式进行分析，通过优化图形处理器驱动程序工作方式和系统工作频率，结合实际应用对图形处理器进行优化，以充分发挥GPU的性能潜力。 图形处理器的加入能有效降低主处理器的图形计算负载，能够大幅度提升计算机整体的性能。本文集成验证与优化的图形处理器是北京大学微处理器研究开发中心多媒体处理系统的重要组成部分，并已成功应用于PKUnity-3(65)系统芯片设计。