[发明专利]一种图形处理器图像处理单元系统

说明书

本发明属于图形处理器设计领域，涉及一种图形处理器图像处理单元系统。本发明由图像管线前段单元、图像处理子集单元、图像管线后段单元、仲裁单元、格式转换B单元、压缩解压单元、译码控制单元组成。本发明可完成像素、纹理和位图等主要数据的加载和获取，还支持颜色表、卷积核等辅助数据加载和获取，且在数据的加载和获取操作过程中，支持OpenGL标准所规定的存储操作、像素传输操作、像素映射操作、像素缩放操作、颜色表操作、卷积操作、颜色表变换操作、柱状图统计操作、最小最大值统计操作等功能。

技术领域

本发明属于图形处理器设计领域，涉及一种图形处理器图像处理单元系统。

背景技术

图形处理器(GPU)是进行图形绘制、图像及视频处理和显示的关键部件，普遍存在于各类需对窗口系统、图形界面、游戏场景、图像应用和视频播放等进行加速的系统之中。图像处理单元是GPU中负责像素、纹理和位图数据加载、读取，并在加载和读取过程中进行颜色变换、处理的重要部件，负责为GPU提供图像管线和图像处理子集功能的支持和实现。

目前，我国GPU研制能力薄弱，各领域图形加速大量采用国外进口商用芯片。出于国家安全、商业利益等原因，商用GPU的底层资料(如内部微架构、核心设计等)向来不曾公开，导致在使用时商用GPU的功能、性能无法充分发挥，可移植性较差；此外，在军用领域，国外商用GPU在安全性、可靠性、保障性等方面存在隐患，难以满足军事应用的自主保障需求。

上述问题严重制约了我国各种图形加速系统的独立研制和自主发展，研制具有自主知识产权的GPU芯片迫在眉睫，而图像处理单元作为GPU中进行像素、纹理等加载和读取，同时进行变换、处理的关键部件，其实现结构内尚未见有公开报导，对其设计技术进行研究和突破已刻不容缓。

发明内容

本发明的目的是：提供一种可用于图形处理器的图像处理单元系统。

本发明的技术解决方案是：

一种图形处理器图像处理单元系统，包含图像管线前段单元101、图像处理子集单元102、图像管线后段单元103、格式转换B单元108、压缩解压单元107、译码控制单元111；所述图像管线前段单元101完成OpenGL协议所规定的图像管线功能中存储操作、像素映射，以及部分格式转换操作；所述图像处理子集单元102完成OpenGL协议所规定的图像处理子集功能中颜色表映射(包括颜色表、卷积后颜色表、颜色矩阵后颜色表)、卷积处理、颜色矩阵处理、柱状图统计、最大最小值统计功能；所述图像管线后段单元103完成OpenGL协议所规定的图像管线功能中像素缩放操作，以及像素数据由行顺序到块(Tile)顺序的转换；所述格式转换B单元108完成数据在处理格式和存储格式之间的转换；所述压缩解压单元107完成纹理数据的压缩和解压功能；译码控制单元111对SGU输入的功能码进行译码，产生图形处理单元中各模块的作用使能；

所述图像管线前段单元101具有与外部DMA单元的接口130，用于图像处理单元和外部模块之间像素数据的传输；所述译码控制单元111具有与外部SGU单元的接口136，用于从外部接收所处理OpenGL函数的功能码；所述压缩解压单元107具有与外部DDR单元的接口131，用于图像处理单元和DDR单元之间的数据传输；所述图像管线后段单元103具有与外部JSU单元的接口133，用于向JSU单元传输处理过的像素数据及控制信息；