CN110956573A

CN110956573A - 一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法

Info

Publication number: CN110956573A
Application number: CN201911147526.1A
Authority: CN
Inventors: 牛少平; 邓艺; 郝冲; 韩一鹏; 魏艳艳
Original assignee: Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
Current assignee: Xian Aeronautics Computing Technique Research Institute of AVIC
Priority date: 2019-11-21
Filing date: 2019-11-21
Publication date: 2020-04-03
Anticipated expiration: 2039-11-21
Also published as: CN110956573B

Abstract

本发明属于计算机图形领域，涉及一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，本发明提出的基于有限状态机的图形命令预译码方法是命令输入的总线接口与3D引擎之间的纽带，在多条命令在下发至3D引擎硬件执行之前，进行预先分类的操作，将部分功能在预译码阶段完成，并将命令下发至不同的通路中，再执行后续流程。使用硬件电路实现预译码操作，提升了命令分类、分发的效率。本发明使用有限状态机的主状态机加子状态机电路，将每一条命令按照最复杂操作进行单一的子状态类别划分，提升了硬件译码OpenGL图形命令的执行效率，简化了电路设计的复杂度。

Description

一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法

技术领域

本发明属于计算机图形学领域，涉及一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法。

背景技术

图形处理器内，在主机下发至3D引擎中执行的OpenGL命令近200种，实现不同功能的图形绘制操作，现有技术没有一种基于有限状态机的OpenGL图形命令译码方法来解决OpenGL命令分类问题。

发明内容

本发明的目的是：

本发明主要是提供一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码电路，有利于提升图形处理器预译码操作的效率，同时节省硬件资源、提升电路的时序性能。

本发明的解决方案是：

本发明提出一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，包括以下步骤：

1)对输入的OpenGL图形命令进行命令格式的正确性检测；

2)对检测正确的OpenGL图形命令进行命令类型的划分、命令执行通路分配；

3)对已分配通路的命令进行并行执行的控制逻辑；

4)对并行执行的命令进行命令执行完成的控制逻辑。

为了达到更好的技术效果，本电路由有限状态机实现，所述有限状态机包括：命令预译码开始状态、命令格式检错状态、命令类型划分状态、A类子状态机划分转状态、B类子状态机划分状态、子状态1—A类寄存器配置状态、子状态2—A类图形绘制状态、子状态3—A类RISC处理状态、子状态4—B类程序加载状态、子状态5—B类列表调用状态、子状态6—B类列表新建状态、子状态7—B类命令检错状态、子状态8—B类图形绘制状态、子状态9—B类顶点数组状态、子状态10—B类RISC处理状态、子状态11—B类寄存器初始化状态、输出通路1—寄存器通路状态、输出通路2—组装模块状态、输出通路3—RISC状态、输出通路4—统一染色阵列状态、输出通路5—列表存储访问模块状态、输出通路6—状态寄存器状态、子状态N的完成标志达成状态和命令预译码结束状态。

为了达到更好的技术效果，所述的命令预译码开始状态在接收到OpenGL命令输入后，命令的预译码阶段开始执行，从转入命令格式检错状态；命令格式检错状态检错阶段检测命令的包头中各位段是否正确、包含命令的A、B类别信息是否正确、携带的地址信息是否越界和命令携带的功能码是否有效等；命令类型划分状态按照命令包头中的A、B类型字段进行划分，提升子状态类别划分电路的效率，若属于A类配置类命令则转入A类子状态机划分状态；若属于B类功能类命令则转入B类子状态机划分状态；

为了达到更好的技术效果，A类子状态机划分状态按照命令包头中的地址信息判定命令的子状态类别，若属于寄存器的地址配置，将A类子状态机划分状态转入子状态1—A类寄存器配置状态；若属于图形绘制的地址配置，将A类子状态机划分状态转入子状态2—A类图形绘制状态；若需处理器处理，将A类子状态机划分状态转入子状态3—A类RISC处理状态；B类子状态机划分状态按照命令包头中的功能码判定命令的子状态类别，若属于程序加载功能，将B类子状态机划分状态转入子状态4—B类程序加载状态；若属于调用列表功能，从B类子状态机划分状态转入子状态5—B类列表调用状态；若属于新建列表的命令，从B类子状态机划分状态转入子状态6—B类列表新建状态；若属于功能错误命令，从B类子状态机划分状态转入子状态7—B类命令检错状态；若属于图形绘制功能，从B类子状态机划分状态转入子状态8—B类图形绘制状态；若属于顶点数组功能，从B类子状态机划分状态转入子状态9—B类顶点数组状态；若需处理器处理，从B类子状态机划分状态转入子状态10—B类RISC处理状态；若属于寄存器初始化功能，从B类子状态机划分状态转入子状态11—B类寄存器初始化状态。

为了达到更好的技术效果，子状态1—A类寄存器配置状态用于寄存器配置数据准备阶段，当数据准备好后，子状态1—A类寄存器配置状态转入输出通路1—寄存器通路状态；图形绘制数据准备阶段，当数据准备好后，子状态2—A类图形绘制状态转入输出通路2—组装模块状态；RISC数据准备阶段，当数据准备好后，子状态3—A类RISC处理状态转入输出通路3—RISC状态；

为了达到更好的技术效果，子状态4—B类程序加载状态用于命令译码及加载的程序配置信息准备阶段，若译码的被加载对象为RISC处理器，从子状态4—B类程序加载状态转入输出通路3—RISC状态；若译码的被加载对象为统一染色阵列，从子状态4—B类程序加载状态转入输出通路4—统一染色阵列状态；列表调用功能的配置信息准备阶段，当数据准备好后，子状态5—B类列表调用状态转入输出通路5—列表存储访问模块状态；列表新建功能的配置信息准备阶段，当数据准备好后，子状态6—B类列表新建状态转入输出通路5—列表存储访问模块状态。当检测到命令的功能冲突类错误阶段，将命令数据准备好后，子状态7—B类命令检错状态转入子状态N的完成标志达成状态；图形绘制数据准备阶段，当数据准备好后，子状态8—B类图形绘制状态转入输出通路2—组装模块状态；子状态9—B类顶点数组状态，其特征在于，顶点数组配置数据准备阶段，当数据准备好后，转入输出通路2—组装模块状态；RISC数据准备阶段，当数据准备好后，子状态10—B类RISC状态转入输出通路3—RISC状态；子状态11—B类寄存器初始化状态，其特征在于，寄存器初始化配置信息准备阶段，当数据准备好后，则转入输出通路6—状态寄存器状态。

为了达到更好的技术效果，输出通路1—寄存器通路状态、输出通路2—组装模块状态、输出通路3—RISC状态、输出通路4—统一染色阵列状态、输出通路5—列表存储访问模块状态、输出通路6—状态寄存器状态，其特征在于，检测当前通路或模块的忙状态及数据接收能力，将命令数据输出至各输出通路，并标记当前通路的完成标志，检测条件达成后，从输出通路1—寄存器通路状态、输出通路2—组装模块状态、输出通路3—RISC状态、输出通路4—统一染色阵列状态、输出通路5—列表存储访问模块或输出通路6—状态寄存器状态转入子状态N的完成标志达成状态。

为了达到更好的技术效果，子状态N的完成标志达成状态检测到子状态N(1≤N≤11)所有功能的完成标志均达成后，从子状态N的完成标志达成转入命令预译码结束状态。

为了达到更好的技术效果，所述命令预译码结束状态用于标志当前一次命令的预译码过程结束，从命令预译码结束状态转入命令预译码开始状态。

本发明采用上述技术方案，能够带来如下有益效果：

图形处理器内，在主机下发至3D引擎中执行的OpenGL命令近200种，本发明提出的基于有限状态机的图形命令预译码方法是命令输入的总线接口与3D引擎之间的纽带，在多条命令在下发至3D引擎硬件执行之前，进行预先分类的操作，将部分功能在预译码阶段完成，并将命令下发至不同的通路中，再执行后续流程。使用硬件电路实现预译码操作，提升了命令分类、分发的效率。

附图说明

图1为本发明的电路设计图。

其中：1、命令预译码开始状态；2、命令格式检错状态；3、命令类型划分状态；4、A类子状态机划分状态；5、B类子状态机划分状态；6、子状态1—A类寄存器配置状态；7、子状态2—A类图形绘制状态；8、子状态3—A类RISC处理状态；9、子状态4—B类程序加载状态；10、子状态5—B类列表调用状态；11、子状态6—B类列表新建状态；12、子状态7—B类命令检错状态；13、子状态8—B类图形绘制状态；14、子状态9—B类顶点数组状态；15、子状态10—B类RISC处理状态；16、子状态11—B类寄存器初始化状态；17、输出通路1—寄存器通路状态；18、输出通路2—组装模块状态；19、输出通路3—RISC状态；20、输出通路4—统一染色阵列状态；21、输出通路5—列表存储访问模块状态；22、输出通路6—状态寄存器状态；23、子状态N的完成标志达成状态；24、命令预译码结束状态。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细描述。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，本发明提出一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，包括以下步骤：

1对输入的OpenGL图形命令进行命令格式的正确性检测；

2对检测正确的OpenGL图形命令进行命令类型的划分、命令执行通路分配；

3对已分配通路的命令进行并行执行的控制逻辑；

4对并行执行的命令进行命令执行完成的控制逻辑。

在一个实施例中，本电路由有限状态机实现，所述有限状态机包括：命令预译码开始状态1、命令格式检错状态2、命令类型划分状态3、A类子状态机划分转状态4、B类子状态机划分状态5、子状态1—A类寄存器配置状态6、子状态2—A类图形绘制状态7、子状态3—A类RISC处理状态8、子状态4—B类程序加载状态9、子状态5—B类列表调用状态10、子状态6—B类列表新建状态11、子状态7—B类命令检错状态12、子状态8—B类图形绘制状态13、子状态9—B类顶点数组状态14、子状态10—B类RISC处理状态15、子状态11—B类寄存器初始化状态16、输出通路1—寄存器通路状态17、输出通路2—组装模块状态18、输出通路3—RISC状态19、输出通路4—统一染色阵列状态20、输出通路5—列表存储访问模块状态21、输出通路6—状态寄存器状态22、子状态N的完成标志达成状态23和命令预译码结束状态24。

在一个实施例中，所述的命令预译码开始状态1在接收到OpenGL命令输入后，命令的预译码阶段开始执行，从转入命令格式检错状态2；命令格式检错状态2检错阶段检测命令的包头中各位段是否正确、包含命令的A、B类别信息是否正确、携带的地址信息是否越界和命令携带的功能码是否有效等；命令类型划分状态3按照命令包头中的A、B类型字段进行划分，提升子状态类别划分电路的效率，若属于A类配置类命令则转入A类子状态机划分状态4；若属于B类功能类命令则转入B类子状态机划分状态5；

在一个实施例中，A类子状态机划分状态4按照命令包头中的地址信息判定命令的子状态类别，若属于寄存器的地址配置，将A类子状态机划分状态4转入子状态1—A类寄存器配置状态6；若属于图形绘制的地址配置，将A类子状态机划分状态4转入子状态2—A类图形绘制状态7；若需处理器处理，将A类子状态机划分状态4转入子状态3—A类RISC处理状态8；B类子状态机划分状态5按照命令包头中的功能码判定命令的子状态类别，若属于程序加载功能，将B类子状态机划分状态5转入子状态4—B类程序加载状态9；若属于调用列表功能，从B类子状态机划分状态5转入子状态5—B类列表调用状态10；若属于新建列表的命令，从B类子状态机划分状态5转入子状态6—B类列表新建状态11；若属于功能错误命令，从B类子状态机划分状态5转入子状态7—B类命令检错状态12；若属于图形绘制功能，从B类子状态机划分状态5转入子状态8—B类图形绘制状态13；若属于顶点数组功能，从B类子状态机划分状态5转入子状态9—B类顶点数组状态14；若需处理器处理，从B类子状态机划分状态5转入子状态10—B类RISC处理状态15；若属于寄存器初始化功能，从B类子状态机划分状态5转入子状态11—B类寄存器初始化状态16。

在一个实施例中，子状态1—A类寄存器配置状态6用于寄存器配置数据准备阶段，当数据准备好后，子状态1—A类寄存器配置状态6转入输出通路1—寄存器通路状态17；图形绘制数据准备阶段，当数据准备好后，子状态2—A类图形绘制状态7转入输出通路2—组装模块状态18；RISC数据准备阶段，当数据准备好后，子状态3—A类RISC处理状态8转入输出通路3—RISC状态19；

在一个实施例中，子状态4—B类程序加载状态9用于命令译码及加载的程序配置信息准备阶段，若译码的被加载对象为RISC处理器，从子状态4—B类程序加载状态9转入输出通路3—RISC状态19；若译码的被加载对象为统一染色阵列，从子状态4—B类程序加载状态9转入输出通路4—统一染色阵列状态20；列表调用功能的配置信息准备阶段，当数据准备好后，子状态5—B类列表调用状态10转入输出通路5—列表存储访问模块状态21；列表新建功能的配置信息准备阶段，当数据准备好后，子状态6—B类列表新建状态11转入输出通路5—列表存储访问模块状态21。当检测到命令的功能冲突类错误阶段，将命令数据准备好后，子状态7—B类命令检错状态12转入子状态N的完成标志达成状态23；图形绘制数据准备阶段，当数据准备好后，子状态8—B类图形绘制状态13转入输出通路2—组装模块状态18；子状态9—B类顶点数组状态14，其特征在于，顶点数组配置数据准备阶段，当数据准备好后，转入输出通路2—组装模块状态18；RISC数据准备阶段，当数据准备好后，子状态10—B类RISC状态15转入输出通路3—RISC状态19；子状态11—B类寄存器初始化状态16，其特征在于，寄存器初始化配置信息准备阶段，当数据准备好后，则转入输出通路6—状态寄存器状态22。

在一个实施例中，输出通路1—寄存器通路状态17、输出通路2—组装模块状态18、输出通路3—RISC状态19、输出通路4—统一染色阵列状态20、输出通路5—列表存储访问模块状态21、输出通路6—状态寄存器状态22，其特征在于，检测当前通路或模块的忙状态及数据接收能力，将命令数据输出至各输出通路，并标记当前通路的完成标志，检测条件达成后，从输出通路1—寄存器通路状态17、输出通路2—组装模块状态18、输出通路3—RISC状态19、输出通路4—统一染色阵列状态20、21输出通路5—列表存储访问模块或输出通路6—状态寄存器状态22转入子状态N的完成标志达成状态23。

在一个实施例中，子状态N的完成标志达成状态23检测到子状态N1≤N≤11所有功能的完成标志均达成后，从子状态N的完成标志达成23转入命令预译码结束状态24。

在一个实施例中，所述命令预译码结束状态24用于标志当前一次命令的预译码过程结束，从命令预译码结束状态24转入命令预译码开始状态1。

Claims

1.一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，包括以下步骤：

1)对输入的OpenGL图形命令进行命令格式的正确性检测；

3)对已分配通路的命令进行并行执行的控制逻辑；

4)对并行执行的命令进行命令执行完成的控制逻辑。

2.一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，其特征在于：本电路由有限状态机实现，所述有限状态机包括：命令预译码开始状态(1)、命令格式检错状态(2)、命令类型划分状态(3)、A类子状态机划分转状态(4)、B类子状态机划分状态(5)、子状态1—A类寄存器配置状态(6)、子状态2—A类图形绘制状态(7)、子状态3—A类RISC处理状态(8)、子状态4—B类程序加载状态(9)、子状态5—B类列表调用状态(10)、子状态6—B类列表新建状态(11)、子状态7—B类命令检错状态(12)、子状态8—B类图形绘制状态(13)、子状态9—B类顶点数组状态(14)、子状态10—B类RISC处理状态(15)、子状态11—B类寄存器初始化状态(16)、输出通路1—寄存器通路状态(17)、输出通路2—组装模块状态(18)、输出通路3—RISC状态(19)、输出通路4—统一染色阵列状态(20)、输出通路5—列表存储访问模块状态(21)、输出通路6—状态寄存器状态(22)、子状态N的完成标志达成状态(23)和命令预译码结束状态(24)。

3.根据权利要求2所述的一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，其特征在于：所述的命令预译码开始状态(1)在接收到OpenGL命令输入后，命令的预译码阶段开始执行，从转入命令格式检错状态(2)；命令格式检错状态(2)检错阶段检测命令的包头中各位段是否正确、包含命令的A、B类别信息是否正确、携带的地址信息是否越界和命令携带的功能码是否有效等；命令类型划分状态(3)按照命令包头中的A、B类型字段进行划分，提升子状态类别划分电路的效率，若属于A类配置类命令则转入A类子状态机划分状态(4)；若属于B类功能类命令则转入B类子状态机划分状态(5)。

4.根据权利要求3所述的一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，其特征在于：A类子状态机划分状态(4)按照命令包头中的地址信息判定命令的子状态类别，若属于寄存器的地址配置，将A类子状态机划分状态(4)转入子状态1—A类寄存器配置状态(6)；若属于图形绘制的地址配置，将A类子状态机划分状态(4)转入子状态2—A类图形绘制状态(7)；若需处理器处理，将A类子状态机划分状态(4)转入子状态3—A类RISC处理状态(8)；B类子状态机划分状态(5)按照命令包头中的功能码判定命令的子状态类别，若属于程序加载功能，将B类子状态机划分状态(5)转入子状态4—B类程序加载状态(9)；若属于调用列表功能，从B类子状态机划分状态(5)转入子状态5—B类列表调用状态(10)；若属于新建列表的命令，从B类子状态机划分状态(5)转入子状态6—B类列表新建状态(11)；若属于功能错误命令，从B类子状态机划分状态(5)转入子状态7—B类命令检错状态(12)；若属于图形绘制功能，从B类子状态机划分状态(5)转入子状态8—B类图形绘制状态(13)；若属于顶点数组功能，从B类子状态机划分状态(5)转入子状态9—B类顶点数组状态(14)；若需处理器处理，从B类子状态机划分状态(5)转入子状态10—B类RISC处理状态(15)；若属于寄存器初始化功能，从B类子状态机划分状态(5)转入子状态11—B类寄存器初始化状态(16)。

5.根据权利要求4所述的一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，其特征在于：子状态1—A类寄存器配置状态(6)用于寄存器配置数据准备阶段，当数据准备好后，子状态1—A类寄存器配置状态(6)转入输出通路1—寄存器通路状态(17)；图形绘制数据准备阶段，当数据准备好后，子状态2—A类图形绘制状态(7)转入输出通路2—组装模块状态(18)；RISC数据准备阶段，当数据准备好后，子状态3—A类RISC处理状态(8)转入输出通路3—RISC状态(19)。

6.根据权利要求5所述的一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，其特征在于：子状态4—B类程序加载状态(9)用于命令译码及加载的程序配置信息准备阶段，若译码的被加载对象为RISC处理器，从子状态4—B 类程序加载状态(9)转入输出通路3—RISC状态(19)；若译码的被加载对象为统一染色阵列，从子状态4—B类程序加载状态(9)转入输出通路4—统一染色阵列状态(20)；列表调用功能的配置信息准备阶段，当数据准备好后，子状态5—B类列表调用状态(10)转入输出通路5—列表存储访问模块状态(21)；列表新建功能的配置信息准备阶段，当数据准备好后，子状态6—B类列表新建状态(11)转入输出通路5—列表存储访问模块状态(21)。当检测到命令的功能冲突类错误阶段，将命令数据准备好后，子状态7—B类命令检错状态(12)转入子状态N的完成标志达成状态(23)；图形绘制数据准备阶段，当数据准备好后，子状态8—B类图形绘制状态(13)转入输出通路2—组装模块状态(18)；子状态9—B类顶点数组状态(14)，其特征在于，顶点数组配置数据准备阶段，当数据准备好后，转入输出通路2—组装模块状态(18)；RISC数据准备阶段，当数据准备好后，子状态10—B类RISC状态(15)转入输出通路3—RISC状态(19)；子状态11—B类寄存器初始化状态(16)，其特征在于，寄存器初始化配置信息准备阶段，当数据准备好后，则转入输出通路6—状态寄存器状态(22)。

7.根据权利要求6所述的一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，其特征在于：输出通路1—寄存器通路状态(17)、输出通路2—组装模块状态(18)、输出通路3—RISC状态(19)、输出通路4—统一染色阵列状态(20)、输出通路5—列表存储访问模块状态(21)、输出通路6—状态寄存器状态(22)，其特征在于，检测当前通路或模块的忙状态及数据接收能力，将命令数据输出至各输出通路，并标记当前通路的完成标志，检测条件达成后，从输出通路1—寄存器通路状态(17)、输出通路2—组装模块状态(18)、输出通路3—RISC状态(19)、输出通路4—统一染色阵列状态(20)、(21)输出通路5—列表存储访问模块或输出通路6—状态寄存器状态(22)转入子状态N的完成标志达成状态(23)。

8.根据权利要求7所述的一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，其特征在于：子状态N的完成标志达成状态(23)检测到子状态N(1≤N≤11)所有功能的完成标志均达成后，从子状态N的完成标志达成(23)转入命令预译码结束状态(24)。

9.根据权利要求8所述的一种基于有限状态机的OpenGL图形命令预译码方法，其特征在于：所述命令预译码结束状态(24)用于标志当前一次命令的预译码过程结束，从命令预译码结束状态(24)转入命令预译码开始状态(1)。