[发明专利]一种基于SystemC的多GPU事务级模型装置及操作方法

权利要求书

1.一种基于SystemC的多GPU事务级模型装置，其特征在于：

包括依次连接的OpenGL驱动模型、主机模型、多GPU TLM模型、显存模型、显示模型，以及用于连接各个模型组件的若干事务级接口；

所述OpenGL驱动模型用于接收图形应用下发的OpenGL命令并进行软件预处理并按照预定格式封装为OpenGL命令包，然后将OpenGL命令码发送至主机模型；

所述主机模型包括命令包广播事务级接口、体系结构寄存器读写事务级接口、获取和清除主机中断状态事务级接口；主机模型接收到OpenGL命令后通过调用多GPU TLM模型的各GPU模型OpenGL命令广播至各GPU的PCIe单元并通过各GPU模型的PCIe配置接口来获取和清除各GPU的主机中断状态；

所述多GPU TLM模型由多个GPU模型互连组成，GPU模型包括命令处理单元、PCIe单元、几何引擎单元、图形处理子集和片段处理单元；

所述显存模型向各GPU TLM模型提供了图形绘制数据的写入和读出接口；

所述显示模型用于将显存模型中的RGBA格式的图像数据转换为可显示的BMP图片格式。

2.根据权利要求1所述的一种基于SystemC的多GPU事务级模型装置，其特征在于：

所述GPU模型基于面向对象建模语言SystemC构建而成；

所述GPU TLM模型通过PCIe单元提供的接口和主机模型进行连接，并向其提供了中断状态读写接口方法和体系结构寄存器访问接口方法；

所述PCIe单元对主机模型广播下发的OpenGL命令包进行预处理后发送至命令处理单元；

所述命令处理单元通过判断OpenGL命令功能码和GPU ID决定是否将该OpenGL命令包继续下发。

3.根据权利要求2所述的一种基于SystemC的多GPU事务级模型装置，其特征在于：

所述多GPU TLM模型将OpenGL命令分为广播全执行和广播部分执行；

所述命令处理单元通过判断OpenGL命令功能码和GPU ID决定是否将该OpenGL命令包继续下发；如果OpenGL命令功能码类型为广播全执行，则所有GPU模型的命令处理单元将该命令包发送至后续的处理单元；如果OpenGL命令功能码类型为广播部分执行，并且GPU ID为0，则GPU ID为0的GPU模型的命令处理单元将该命令包发送至后续的处理单元；如果OpenGL命令功能码类型为广播部分执行，并且GPU ID不为0，则GPU ID不为0的GPU模型的命令处理单元将该命令包直接丢弃而不发送至后续单元。

4.根据权利要求3所述的一种基于SystemC的多GPU事务级模型装置，其特征在于：所述多GPU TLM模型根据GPU ID指示的绘图区域进行相应的图形绘制和渲染，并写入对应的显存模型。

5.基于权利要求1所述的一种基于SystemC的多GPU事务级模型装置的操作方法，其特征在于：包括以下操作步骤：

1)OpenGL驱动模型接收图形应用下发的OpenGL命令；

2)主机模型实现事务级接口；

3)显存模型向各GPU模型提供图形绘制数据的写入和读出接口；

4)显示模型将显存模型中的图像数据转换为可显示的图片格式。

6.根据权利要求5所述的一种基于SystemC的多GPU事务级模型装置的操作方法，其特征在于：所述步骤2)包括以下步骤：

6.1根据OpenGL图形命令特征将其组装为两种自定义命令包——CM0和CM2命令包之一；

6.2调用主机模型中的命令包广播事务级接口将命令包广播发送到各GPU模型；

6.3调用主机模型中的体系结构寄存器读写事务级接口配置多GPU TLM模型的协作模式以及多GPU TLM模型复杂绘制的区域的起点坐标、宽度和高度；

6.4调用主机模型中的获取和清除主机中断状态事务级接口获取各多GPU TLM模型的帧绘制完成中断，来同步多GPU TLM模型间的绘制动作。

7.根据权利要求6所述的一种基于SystemC的多GPU事务级模型装置的操作方法，其特征在于：所述步骤3)包括以下步骤：

7.1命令包广播

通过调用各GPU模型的PCIe配置接口提供的DMA通道配置方法并将命令包广播至各GPU模型的PCIe单元进行处理；

7.2获取和清除主机中断状态

通过调用各GPU模型的PCIe配置接口提供的中断状态读写方法来获取和清除GPU模型的主机中断状态；

7.3体系结构寄存器读写

通过调用所述各GPU模型的PCIe配置接口提供的体系结构寄存器访问方法来配置GPU模型的协作模式以及GPU模型复杂绘制的区域的起点坐标、宽度和高度。