[发明专利]一种GPU多线程纹理映射SystemC建模结构

摘要

本发明属于计算机图形领域，尤其涉及一种GPU多线程纹理映射SystemC建模结构，包括：纹理参数获取和Level计算单元(1)、纹素地址计算单元(2)、数据组装与任务分配单元单元(3)、纹素数据提取和格式转换单元(4)、纹素过滤、纹素数据归一化单元(5)和纹理映射状态与控制参数单元(6)。本发明可以避免繁琐的电路信号设计、快速评估大规模硬件系统的架构，适用于电路早期的系统级设计开发，对同类产品、功能实现提供有效参考。

主权项

一种GPU多线程纹理映射SystemC建模结构，其特征在于，包括：纹理参数获取和Level计算单元(1)、纹素地址计算单元(2)、数据组装与任务分配单元单元(3)、纹素数据提取和格式转换单元(4)、纹素过滤、纹素数据归一化单元(5)和纹理映射状态与控制参数单元(6)；纹理参数获取和Level计算单元(1)输出接口与纹素地址计算单元(2)的输入接口相连接，纹理参数获取和Level计算单元(1)的根据统一染色体阵列(USA)输入的纹理Quad请求的纹理单元ID信息，从纹理映射状态与控制参数单元(6)读取纹理映射类型mapType和过滤模式filterMode、baselevel以及baselevel层的纹理图像分辨率参数width、height、depth、lod_bias参数，并和统一染色体阵列输入的纹理Quad请求Quad_mask与坐标变量s，t，r一起代入Level计算流程中，得到常驻纹理的level层的值，并从纹理映射状态与控制参数单元(6)读取level层纹理图像分辨率参数的width、height、depth，将所述常驻纹理的level层的值、level层纹理图像分辨率参数的width、height、depth、纹理映射类型mapType、纹理过滤模式filterMode和统一染色体阵列输入的纹理Quad请求坐标变量s，t，r，输入给纹素地址计算单元(2)；纹素地址计算单元(2)根据纹理参数获取和Level计算单元(1)输入的统一染色体阵列输入的纹理Quad请求坐标变量s，t，r和level层纹理图像分辨率参数的width、height、depth，首先计算指定Level层的纹理坐标，得到第Level层纹素坐标地址(i0,j0,k0)，(i1,j1,k1)；其次，纹素地址计算单元(2)将纹素坐标地址(i0,j0,k0)，(i1,j1,k1)带入wrap模式对Level层的坐标调整算法中，得到每个小分量wrap调整处理后的纹理坐标地址(i0,j0,k0)，(i1,j1,k1)；再次，纹素地址计算单元(2)根据输入的纹理过滤模式filterMode和纹理映射类型mapType，对纹理坐标进行纹素采样处理，并产生1到n个纹素坐标；并根据wrap模式对Level层的坐标调整算法对多个纹素坐标进行处理，最后，并将最终的包含纹素采样坐标的纹素采样请求输出给数据组装与任务分配单元(3)；数据组装与任务分配单元(3)，根据当前外部纹理存储器的ready状态，如果ready状态为1，总是允许本单元向纹理存储L1TCache发送纹素采样请求；否则，将整个纹理流水线停滞；同时，通过与外部纹理存储器的接口将纹素采样请求传送给外部纹理存储器进行请求寻址处理，并设置请求完成标识，数据组装与任务分配单元(3)通过内部进程不断检测外部纹理存储器返回的完成标识状态，如果返回数据有效，则将外部纹理存储器处理后的请求结果按照请求的先后顺序进行排序，输出给纹素数据提取和格式转换单元(4)；纹素数据提取和格式转换单元(4)，先从纹理映射状态与控制参数单元(6)读取当前纹理请求在纹理Cache内部存储格式internalformat，根据外部纹理存储器返回的存储格式，从纹素数据提取和格式转换单元(4)获取的请求结果中提取出纹理格式中的R、G、B、A、Lum、Int和Depth，将不同内部格式转换为RGBA格式的颜色数据，并结果输出给纹素过滤操作、纹素数据归一化单元(5)；纹素过滤操作、纹素数据归一化单元(5)，当纹理过滤模式为临近采样模式，意味着不需要执行过滤操作，这种类型的纹理请求在过滤模块被“透传”；否则，需要根据纹理过滤模式filterMode，对多个纹理采样值通过线性、或双线性，或三线性插值计算，得到一个过滤后的纹素值，将结果进行纹素数据归一化，最后，将所述结果通过与统一染色阵列之间的接口函数输出给外部统一染色阵列。