[发明专利]在和谐处理器中实现图形处理的方法及和谐处理器

说明书

技术领域

本发明涉及处理器领域，更具体地说，涉及一种在和谐处理器（UPU，Unified Process Unit）中实现图形处理的方法及和谐处理器。

背景技术

处理器的发展在由单核向多核转换的过程中，其功能也有逐渐融合的趋势。例如，在以前的处理器中，CPU（中央处理单元）和GPU（图形处理单元）是不同的集成电路，其分别单独的物理结构，其间可以通过南、北桥连接；之后出现了在一个集成电路中设置有CPU和GPU的处理器，虽然其使用方法未变、结构上还是独立的，但是将原先两个元件集成为一个，还是大大减小了其占用电路板的面积。当多核处理器开始逐渐流行时，开始出现了一种具有多个硬件内核的处理器既可以处理传统意义上CPU执行的任务，又可以处理传统意义上GPU执行的图像处理任务的情况；且对于处理器层面而言，处理这两种任务并不需要将其事先进行区分。这种处理器通常被称为UPU，即和谐处理器。这样的处理器通常的特点是：具有多个硬件内核可以独立地运行，系统或处理器软件执行指令，生成软件线程，这些软件线程在有空闲的硬件内核时，在该硬件内核上运行，完成线程；当没有空闲的硬件线程时，这些软件线程在队列中等待；软件线程运行完成之后，释放其占用的硬件内核，以便于队列中的软件线程能够使用这些空闲的硬件内核。同样地，这些软件线程并不区分是属于传统意义上CPU执行的还是传统意义上GPU执行的。由于图形处理的特殊性，例如，其虽然操作步骤较简单，重复性较高，但是，其数据量大，使其处理时需要较长的时间；同时，其某些固定功能的处理，例如光栅化、像素着色等，并不适用于硬件内核处理，需要专用的硬件对其进行处理，通常使用图形处理固定功能模块对其进行处理。这样，由于在处理器层面上并不区分CPU和GPU的软件线程，使得现有的UPU在进行上述图形固定功能处理时，其软件内核依然占据其运行的硬件线程，但该软件线程和硬件内核在该段时间（例如，执行纹理处理、光栅化时）内无事可做，从而使得处理器的效率不高，浪费了资源。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述效率不高、浪费资源的缺陷，提供一种高效率、节省资源的在和谐处理器中实现图形处理的方法及和谐处理器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种在和谐处理器中实现图形处理的方法，包括如下步骤：

     A）执行图形处理命令，建立图形处理的软件线程，为所述软件线程分配或使其在队列中等待分配执行该软件线程的硬件资源；所述硬件资源包括运行该软件线程的硬件内核；

     B）形成图形处理流水线，所述图形处理流水线包括得到所述硬件资源的软件线程和图形处理固定功能模块； 

     C）所述图形处理流水线中的软件线程读取图形处理控制器（GPUF控制器）中的命令寄存器内容；所述图形处理控制器为硬件结构，并由所述和谐处理器中的线程控制或配置；

     D）依据得到内容，所述图形处理流水线中的软件线程进行相应的操作，这些操作包括：让出配置的硬件资源并进入等待队列、进行图形处理或退出。 

更进一步地，所述进行图形处理包括如下步骤：

    所述进行图形处理包括如下步骤：

     对图形的顶点进行渲染并进行光栅化处理，完成顶点渲染后的图形处理软件线程返回步骤C）再次读取图形处理控制器中的命令寄存器内容；或

     对图形的像素进行着色并通过光栅操作单元处理所述着色后的像素；完成像素处理后的软件线程返回步骤C）再次读取图形处理控制器中的命令寄存器内容；

    其中，在上述步骤中，需要对图形进行纹理处理时，软件线程向所述图形处理固定功能模块发起纹理请求并让出运行的硬件资源进入等待，所述图形处理固定功能模块处理纹理请求并在纹理数据返回时唤醒图形处理软件线程。

更进一步地，所述光栅化处理、光栅操作和纹理处理均是在所述图形处理控制器的作用下，由所述图形处理固定功能模块实现；所述像素着色由唤醒后的软件线程实现。

更进一步地，所述图形处理控制器与所述硬件内核的指定本地存储器连接，所述图形处理控制器与所述软件线程通过指定本地存储器交互数据；所述图形处理控制器通过寄存器接口与所述软件线程交互命令；所述图形处理控制器还通过总线与处理器硬件内核的一级缓存连接，所述图形处理控制器与所述软件线程通过缓存系统交互数据。