多模式并行处理纹理引擎硬件体系结构设计

纹理贴图操作是图形处理器必不可少的功能。为了提升纹理贴图操作的执行效率,提出一种能够集成到3D图形绘制引擎内部的多模式并行处理硬件专用纹理引擎。根据1D、2D、3D和CUBE的纹理映射参数,包括纹理的尺寸、纹理的维度、纹素的内部格式、过滤方式和深度比较模式等,并行处理结构能够对4个同时到来的纹理请求的16组数据并行实施多模式的纹理采样、纹素数据格式转换和纹理过滤等功能,显著提升了纹理贴图操作的执行效率。基于Xilinx Vertex6xc6v1x760构建了FGPA原型系统进行了功能验证和性能评估。测试结果表明,并行架构的硬件纹理引擎在SMIC 40 nm工艺下,工作主频可达270 MHz,绘制帧率在512×512分辨率下平均可达35.5 fps(帧每秒),完全满足嵌入式系统对实施渲染的需求。