图形处理系统中主机接口设计及应用

图形处理技术被广泛应用于电影、视频、游戏以及动画的制作等领域,而图形处理系统(GPU)的出现极大地增加了So C设计及验证的复杂度。作为So C对外的总线接口,PCI主机接口的设计实现的难度也随之增加,并成为图形处理So C设计过程中的功能、性能以及进度保证的瓶颈。PCI主机接口结构设计是否合理则会直接影响到图形处理So C的功能、性能以及进度的关键因素之一。文中阐述了一种基于图形处理系统应用的主机接口架构。从图形处理系统设计角度,提出了总线架构下主机接口的设计,实现了图形处理系统通过总线与CPU之间的交互,完成了主机通过配置通路对图形处理系统的中断控制以及主机通过调试通路加载命令解析程序等功能。在系统设计阶段,有效提高了准确性和验证的完备性。

FC-AV协议处理SoC设计与实现

航电系统中往往需要多种视频格式,每种视频格式都有不同的帧速率、分辨率、像素密度、帧/场格式。FC-AV协议为满足这种需求,定义了不同的视频格式在光纤通道上统一的映射标准。为了满足新一代航电系统数字视频信号的高速传输需求,并突破国外技术封锁,实现航空电子系统自主设计、核心技术自主保障,必须自主设计实现FC-AV协议处理SoC。以SoC芯片的设计、验证流程及方法为指导,重点论述了FC-AV协议处理SoC的设计和软硬件协同验证。目前,FC-AV协议处理SoC已经流片,对样片进行了性能测试和系统验证。结果表明,FC-AV协议处理SoC完全满足航电系统对视频在FC网络高速传输的功能和性能需求。

从设备存储器窗口遍历机制设计与实现

目前基于总线接口构成的计算机系统在应用中占据主流地位,并仍将持续作为主流。随着计算机系统及应用的复杂度的不断提高,对外部存储资源的需求越来越大。然而存储资源的不断增大以及存储功能的正确与否大大增加了前期设计验证工作的难度并影响了系统的准确性。文中采用总线接口架构,提出了一种接口总线从设备存储器窗口遍历机制,具有不限制存储系统频率、不限制存储大小的优势。通过窗口更新,实现由主机对存储系统的遍历访问,在系统设计初期完成对外部存储资源功能的验证,极大提高了前端设计以及芯片测试中验证测试的准确性。

图形处理显示列表的设计与实现

显示列表功能是图形处理器3D处理引擎的核心功能,通过将一段图形绘制指令存储到图形处理器内部,来完成复杂场景下同一物体的重复绘制。该功能极大地减少了主机与图形处理器之间的数据吞吐量,降低数据带宽的压力、高效地绘制复杂场景。文中基于Xilinx XC7VX1140T构建FPGA原型系统,参考ALT-M9芯片的实现能力,提出了一种软硬件协同方式的显示列表设计实现方法。该方法充分利用了CPU与GPU的处理能力,灵活实现了图形处理命令在不同实现方式下显示列表的设计与实现。验证结果表明,软硬件协同方式实现的显示列表性能优越,空间分配管理灵活,可靠性高。

一种SAE AS5643三节点仿真设备设计与实现

为满足新一代航空系统对数据传输的实时性、稳定性的要求,对标准的IEEE-1394B总线协议加以限定,形成了SAE AS5643。三节点仿真卡是用于地面上模拟1394总线功能的设备,包含3个可配置的节点,可配置成根节点或者远程节点连入系统总线,完成SAE AS5643通信协议的处理并且可以数据监控。文中阐述了基于FPGA的三节点仿真卡设计实现,所有模块用Verilog代码实现,并结合Xilinx ISE开发环境和Qusta Sim仿真工具对其进行了时序仿真,并通过FPGA验证了正确性。文中所阐述的设计均已实现,FPGA综合报告已经满足,虚拟仿真与FPGA测试已经开展,基本功能已经达到设计目的。该设计实现了三节点仿真卡,具有多通道同步,节点可配置,数据收发、数据监控、故障注入、心跳字初始值步长值设置,VPC与CRC自检测等功能。

基于PowerPC架构的通用处理器系统虚拟验证

基于PowerPC架构通用处理器系统在全球军用/宇航微处理器等长寿命、高可靠领域应用非常广泛,与此同时其规模和复杂度之大给设计和验证带来了巨大挑战。文中基于一款PowerPC架构的通用处理器系统,构建软硬件协同工作的虚拟验证平台,开发验证模型和测试程序,并采用模块级到系统级的分层验证策略。验证结果表明,基于PowerPC架构通用处理器系统虚拟验证能够有效地进行系统的功能和性能验证,提高了验证效率,缩短了设计中的查错纠错时间,从而降低风险,加快设计、验证进度。

一种基于图像旋转显示的DDR2高效存储方法

图像旋转是一种常用的数字图像处理技术,目前已广泛应用于各领域。在图像系统中,通常采用DDR2作为系统的显示缓存。图像显示系统通常采取从左向右、从上到下的扫描刷新方式,图像数据也以同样的方式进行存储,而这种图像数据的常规存储方法在大分辨率图像旋转显示时难以满足系统对DDR2的带宽需求。为解决这一问题,图像数据必须采用高效的存储方法。以图像旋转显示原理为依据,对比常规存储方法,重点阐述了分块存储方法及其效率,最后结合项目进行了FPGA原型验证。验证结果表明,分块存储方法提高了DDR2的带宽利用率,能够高效满足系统的旋转显示需求,解决了常规存储方法难以满足大分辨率图像旋转显示的问题。