[发明专利]一种图形处理器的设计模型及设计方法

权利要求书

1.一种图形处理器的设计模型，其特征在于，所述模型包括应用级建模模块、算法级建模模块、算法实现级建模模块、体系结构级建模模块和性能评价模块；

所述应用级建模模块包括典型应用场景建模子模块(1)和OpenGL命令流转化子模块(2)；

所述算法级建模模块包括图形算法独立建模子模块(3)和图形算法系统级建模子模块(4)；

所述算法实现级建模模块包括复杂算法实现评价子模块(5)和算法实现划分子模块(6)；

所述体系结构级建模模块包括大规模并行处理阵列建模子模块(7)，多层级存储系统建模子模块(8)，指令集建模子模块(9)和专用硬件电路建模子模块(10)以及分离模型集成互联子模块(11)。

2.根据权利要求1所述图形处理器的设计模型，其特征在于，所述典型应用场景建模子模块(1)，根据图形处理器面向的应用背景与应用特征，生成典型应用场景图，并将该场景图分发到OpenGL命令流转化子模块(2)；

所述典型应用场景图可采用从真实应用环境中收集或软件建模模拟的方式生成。

3.根据权利要求1所述图形处理器的设计模型，其特征在于，所述OpenGL命令流转化子模块(2)接收典型应用场景建模子模块(1)输出的多幅场景图像，完成场景图像向对应OpenGL命令流的转化，根据多幅图像生成的OpenGL命令流确定图形处理器设计需要实现的OpenGL标准版本，最后将OpenGL命令流下发到算法级建模模块。

4.根据权利要求1所述图形处理器的设计模型，其特征在于，所述图形算法独立建模子模块(3)接收OpenGL命令流转化子模块(2)输出的多组OpenGL命令流与复杂算法实现建模与评价子模块(5)输出的图形算法重设计方案，结合图形处理原理，理解OpenGL标准对多条命令的定义，完成对光照、图像压缩、平面裁剪、视窗变换等图形处理流程中多阶段算法的软件建模实现并验证算法的正确性，最后将通过验证的各图形处理算法发送到图形算法系统级建模子模块(4)。

5.根据权利要求1所述图形处理器的设计模型，其特征在于，所述图形算法系统级建模子模块(4)接收图形算法独立建模子模块(3)发送的各图形处理算法，按图形功能流水线将各独立算法互联、保证各算法输入输出数据结构与前后级匹配并完成系统级算法功能验证，得到面向典型应用场景图像的输出数据类型和数据量，结合应用方提出的应用级指标与公开的图形处理器评价体系共同决定图形处理器设计指标，最后将通过了系统级功能验证的算法发送到复杂算法实现建模与评价子模块(5)。

6.根据权利要求1所述图形处理器的设计模型，其特征在于，所述复杂算法实现建模与评价子模块(5)接收图形算法系统级建模子模块(4)输出的算法、算法实现划分子模块(6)反馈的划分策略以及图形处理器功能、性能设计指标，结合算法自身的特征与软硬件实现多种算法元操作时引入的延时、功耗、面积等开销，形成算法的实现方案并建模验证。最后将需要修正的图形算法输出到算法级建模中进行重设计，将通过验证的多个图形算法实现方案输出到算法实现划分子模块(6)。

7.根据权利要求1所述图形处理器的设计模型，其特征在于，所述算法实现划分子模块(6)接收复杂算法实现建模与评价子模块(5)输出的算法实现方案，完成算法的实现划分，合并多算法中的近似操作为同一执行单元，分析多种划分策略的实现开销，最后将算法实现划分方案输出到体系结构级建模模块。

8.根据权利要求1所述图形处理器的设计模型，其特征在于，所述大规模并行处理阵列建模子模块(7)接收算法实现划分子模块(6)输出的算法实现方案与图形处理器功能、性能设计指标，定义大规模统一染色阵列的实现方案并建立模型，最后将统一染色阵列模型输出到分离模型集成互联子模块(11)中。