[发明专利]一种图形处理器的设计模型及设计方法

说明书

本发明属于计算机图形领域，尤其涉及一种图形处理器的设计模型，该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。本发明结合图形处理器设计面向的应用背景与应用特征，通过从应用中提取或建模仿真的方式得到图形处理器设计面向的典型应用场景图像并转化为标准OpenGL命令流，通过算法仿真平台验证图形算法功能的正确性，算法实现的最优性并结合应用级指标定义图形处理器设计的功性能指标，最后通过体系结构级建模定义满足功性能指标要求的图形处理器体系结构实现，指导后续的图形处理器开发流程。

技术领域

本发明属于计算机图形领域，尤其涉及一种图形处理器的设计模型及设计方法

背景技术

亿门级图形处理器设计要求对典型应用场景、图形处理功能流水、互联结构以及多层次存储系统等在高抽象级上建立算法级、算法实现级和体系结构级模型，并使用模型快速验证图形算法的功能的正确性、算法实现方式的最优性、处理器体系结构的定义是否满足功性能要求等，确定图形处理流水线执行时的性能瓶颈并反馈指导对体系结构定义的优化。目前公开的研究有GPGPU-Sim、InterSim、GPUWattch等技术，但均面向于通用计算程序，没有针对图形应用的模型设计方法。

发明内容

本发明的目的是：

本发明主要提供一种图形处理器的设计模型，辅助开发者完成图形处理器指令集、大规模并行阵列以及多级存储系统等的快速有效定义。

本发明的解决方案是：

本发明提供了一种图形处理器的设计模型，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)。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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)。