CN111008515B - 一种面向gpu硬件子纹理替换存储算法的tlm微结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及计算机硬件建模技术领域，尤其涉及一种面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构设计。该面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构包括依次连接的获取新tile行模块1、tile标记模块2、tile处理模块3；tile标记模块2包括依次连接的y方向的tile标记子模块21、x方向的tile标记子模块22；y方向的tile标记子模块21和tile处理模块3连接。本发明实现了基于TLM模型的子纹理替换存储算法的功能和实现结构，解决了面向GPU硬件子纹理替换TLM微结构的存储算法功能验证的问题，有效的加快了RTL设计开发。

Description

一种面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构
技术领域
本发明涉及计算机硬件建模技术领域，尤其涉及一种面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构。
背景技术
在图形处理器芯片（下简称GPU）设计与开发中，算法的正确性和高效性是决定GPU功能和性能的重要因素。但是，GPU芯片硬件逻辑规模巨大，尤其是对于细节算法，很难在RTL阶段验证到并debug。因此需要在RTL设计之前，尽可能早的对算法进行验证，为RTL设计提供参考依据。
发明内容
基于背景技术中存在的问题，本发明提供的一种面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构，能够解决RTL仿真子纹理替换存储算法的正确性以及高效性，能够协助RTL提前对子纹理替换存储算法的硬件微结构在TLM模型上进行功能验证。
本发明的技术解决方案是：
一种面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构，包括依次连接的获取新tile行模块1、tile标记模块2、tile处理模块3；
所述tile标记模块2包括依次连接的y方向的tile标记子模块21、x方向的tile标记子模块22；
所述y方向的tile标记子模块21和tile处理模块3连接；
其中，tile表示4x4像素块；
tile标记表示是否替换原始纹理的完整tile。
进一步的，所述获取新tile行模块1将收到新一行的替换纹理数据、替换位置的坐标和已处理行数，首先将每个像素的掩码都设置为1并存储到临时缓冲区，然后根据替换位置坐标和已处理行数判断一个tile行的是否划分完成；并将完成的tile行纹理数据、坐标及掩码通过TLM接口发送给y方向的tile标记子模块21。
进一步的，所述y方向的tile标记子模块21将收到获取新tile行模块1发送的tile行纹理数据、坐标，将tile行数据划分为若干个tile并计算各自坐标，将单个tile纹理数据及坐标通过TLM接口发送给x方向的tile标记子模块22；同时根据坐标计算当前tile行在y方向的tile标记，并将y方向tile标记和掩码通过TLM接口发送给tile处理模块3。
进一步的，所述x方向的tile标记子模块22将收到y方向的tile标记子模块21发送的单个tile纹理数据及坐标，根据坐标计算当前tile在x方向的tile标记，并将x方向tile标记及单个tile纹理数据和坐标通过TLM接口发送给tile处理模块3。
进一步的，所述tile处理模块3将收到y方向的tile标记子模块21发送的y方向tile标记和掩码，以及x方向的tile标记子模块22发送的x方向tile标记及单个tile纹理数据和坐标，根据两个方向的tile标记判断是否读取原始数据，再根据掩码进行tile的逐像素替换，最后再根据坐标进行整个tile替换。
进一步的，所述tile处理模块3，包括依次连接的原纹理tile的获取子模块31、tile的像素替换子模块32和tile替换子模块33；
所述原纹理tile的获取子模块31接收到y方向的tile标记子模块21发送的y方向tile标记和x方向的tile标记子模块22发送的x方向tile标记及单个tile纹理数据，根据两个方向的tile标记判断是否读取原纹理tile数据，并根据纹理数据的内部格式进行特殊处理后，将原纹理数据发送给tile的像素替换子模块32；
所述tile的像素替换子模块32接收到y方向的tile标记子模块21发送掩码和原纹理tile的获取子模块31发送的原纹理数据，根据掩码进行逐像素替换；将替换好的tile纹理数据发送到tile替换子模块33；
所述tile替换子模块33接收到tile的像素替换子模块32发送的tile纹理数据和x方向的tile标记子模块22发送的坐标，根据纹理数据的内部格式进行特殊处理后，将tile纹理数据替换到对应的坐标。
本发明的有益效果：
本发明实现了基于TLM模型的子纹理替换存储算法功能和实现结构，解决了面向GPU硬件子纹理替换存储算法功能验证的问题，有效的加快了RTL设计开发。
附图说明
图1为本发明子纹理替换存储算法的硬件TLM微结构框图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地表述。显然，所表述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构，该TLM微结构包括依次连接的获取新tile行模块1、tile标记模块2、tile处理模块3；
所述tile标记模块2包括依次连接的y方向的tile标记子模块21、x方向的tile标记子模块22；
所述y方向的tile标记子模块21和tile处理模块3连接；
其中，tile表示4x4像素块；
tile标记表示是否替换原始纹理的完整tile。
所述获取新tile行模块1将收到新一行的替换纹理数据、替换位置的坐标和已处理行数，首先将每个像素的掩码都设置为1并存储到临时缓冲区，然后根据替换位置坐标和已处理行数判断一个tile行的是否划分完成；并将完成的tile行纹理数据、坐标及掩码通过TLM接口发送给y方向的tile标记子模块21。
所述y方向的tile标记子模块21将收到获取新tile行模块1发送的tile行纹理数据、坐标，将tile行数据划分为若干个tile并计算各自坐标，将单个tile纹理数据及坐标通过TLM接口发送给x方向的tile标记子模块22；同时根据坐标计算当前tile行在y方向的tile标记，并将y方向tile标记和掩码通过TLM接口发送给tile处理模块3。
所述x方向的tile标记子模块22将收到y方向的tile标记子模块21发送的单个tile纹理数据及坐标，根据坐标计算当前tile在x方向的tile标记，并将x方向tile标记及单个tile纹理数据和坐标通过TLM接口发送给tile处理模块3。
所述tile处理模块3将收到y方向的tile标记子模块21发送的y方向tile标记和掩码，以及x方向的tile标记子模块22发送的x方向tile标记及单个tile纹理数据和坐标，根据两个方向的tile标记判断是否读取原始数据，再根据掩码进行tile的逐像素替换，最后再根据坐标进行整个tile替换。
所述tile处理模块3，包括依次连接的原纹理tile的获取子模块31、tile的像素替换子模块32和tile替换子模块33；
所述原纹理tile的获取子模块31接收到y方向的tile标记子模块21发送的y方向tile标记和x方向的tile标记子模块22发送的x方向tile标记及单个tile纹理数据，根据两个方向的tile标记判断是否读取原纹理tile数据，并根据纹理数据的内部格式进行特殊处理后，将原纹理数据发送给tile的像素替换子模块32；
所述tile的像素替换子模块32接收到y方向的tile标记子模块21发送掩码和原纹理tile的获取子模块31发送的原纹理数据，根据掩码进行逐像素替换；将替换好的tile纹理数据发送到tile替换子模块33；
所述tile替换子模块33接收到tile的像素替换子模块32发送的tile纹理数据和x方向的tile标记子模块22发送的坐标，根据纹理数据的内部格式进行特殊处理后，将tile纹理数据替换到对应的坐标。
一种面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构，包括以下步骤：
1）获取数据并划分tile行：
将收到新一行的替换纹理数据进行每个像素的掩码置位，并存储到临时缓冲区。然后根据替换位置的坐标和已处理行数，进行 tile行的划分。
2）每个tile行在y方向的tile标记：
将tile行数据划分为若干个tile并计算各自坐标，同时根据坐标计算当前tile行在y方向的tile标记。
3）每个tile在x方向的tile标记：
根据每个tile在tile行中的位置，以及各自的tile坐标计算当前tile在x方向的tile标记。
4）每个tile的数据处理及替换
4.1) 根据tile标记读取原纹理tile数据：
根据y方向tile标记和x方向tile标记判断是否读取原纹理tile数据，如果纹理内部格式为压缩格式，还需要再进行解压缩处理。
4.2）tile的逐像素替换：
根据掩码进行逐像素替换，当掩码为1时，进行像素数据替换；掩码为0时，用步骤4.1）读取的原纹理tile的对应数据。
4.3）tile替换：
当为纹理内部格式为压缩格式时，将tile进行压缩处理。然后将tile纹理数据替换到对应的坐标。
实施例：
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1。
一种面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构，该结构包括依次连接的获取新tile行模块1、tile标记模块2、tile处理模块3；
所述tile标记模块2包括依次连接的y方向的tile标记子模块21、x方向的tile标记子模块22；
所述y方向的tile标记子模块21和tile处理模块3连接；
其中，tile表示4x4像素块；
tile标记表示是否替换原始纹理的完整tile。
获取新tile行模块1将收到新一行的替换纹理数据、替换位置的坐标和已处理行数，首先将每个像素的掩码都设置为1并存储到临时缓冲区，然后根据替换位置坐标和已处理行数判断一个tile行的是否划分完成；并将完成的tile行纹理数据、坐标及掩码通过TLM接口发送给y方向的tile标记子模块21。
y方向的tile标记子模块21将收到获取新tile行模块1发送的tile行纹理数据、坐标，将tile行数据划分为若干个tile并计算各自坐标，将单个tile纹理数据及坐标通过TLM接口发送给x方向的tile标记子模块22；同时根据坐标计算当前tile行在y方向的tile标记，并将y方向tile标记和掩码通过TLM接口发送给tile处理模块3。
x方向的tile标记子模块22将收到y方向的tile标记子模块21发送的单个tile纹理数据及坐标，根据坐标计算当前tile在x方向的tile标记，并将x方向tile标记及单个tile纹理数据和坐标通过TLM接口发送给tile处理模块3。
tile处理模块3将收到y方向的tile标记子模块21发送的y方向tile标记和掩码，以及x方向的tile标记子模块22发送的x方向tile标记及单个tile纹理数据和坐标，根据两个方向的tile标记判断是否读取原始数据，再根据掩码进行tile的逐像素替换，最后再根据坐标进行整个tile替换。
tile处理模块3，包括依次连接的原纹理tile的获取子模块31、tile的像素替换子模块32和tile替换子模块33；
原纹理tile的获取子模块31接收到y方向的tile标记子模块21发送的y方向tile标记和x方向的tile标记子模块22发送的x方向tile标记及单个tile纹理数据，根据两个方向的tile标记判断是否读取原纹理tile数据，并根据纹理数据的内部格式进行特殊处理后，将原纹理数据发送给tile的像素替换子模块32；
tile的像素替换子模块32接收到y方向的tile标记子模块21发送掩码和原纹理tile的获取子模块31发送的原纹理数据，根据掩码进行逐像素替换；将替换好的tile纹理数据发送到tile替换子模块33；
tile替换子模块33接收到tile的像素替换子模块32发送的tile纹理数据和x方向的tile标记子模块22发送的坐标，根据纹理数据的内部格式进行特殊处理后，将tile纹理数据替换到对应的坐标。
如图1所述的TLM微结构的替换存储算法，包括以下步骤：
步骤1、获取数据并划分tile行，将收到新一行的替换纹理数据进行每个像素的掩码置位，并存储到临时缓冲区。然后根据替换位置的坐标和已处理行数，进行 tile行的划分。
步骤2、每个tile行在y方向的tile标记，将tile行数据划分为若干个tile并计算各自坐标，同时根据坐标计算当前tile行在y方向的tile标记。
步骤3、每个tile在x方向的tile标记，根据每个tile在tile行中的位置，以及各自的tile坐标计算当前tile在x方向的tile标记。
步骤4、每个tile的数据处理及替换，根据y方向tile标记和x方向tile标记判断是否读取原纹理tile数据，如果纹理内部格式为压缩格式，还需要再进行解压缩处理。再根据掩码进行逐像素替换，当掩码为1时，进行像素数据替换；掩码为0时，用读取的原纹理tile的对应数据。当为纹理内部格式为压缩格式时，将tile进行压缩处理。最后，将tile纹理数据替换到对应的坐标。

Claims (2)

1.一种面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构，其特征在于：包括依次连接的获取新tile行模块（1）、tile标记模块（2）、tile处理模块（3）；
所述tile标记模块（2）包括依次连接的y方向的tile标记子模块（21）、x方向的tile标记子模块（22）；
所述y方向的tile标记子模块（21）、x方向的tile标记子模块（22）均和tile处理模块（3）连接；
其中，tile表示4x4像素块，最左下角像素的x,y坐标均为4的整数倍，
tile行表示4个像素行，起始像素行的y坐标是4的整数倍，
tile标记表示是否替换原始纹理的完整tile，
所述获取新tile行模块（1）将收到新一行的替换纹理数据、替换位置的坐标和已处理行数，首先将每个像素的掩码都设置为1并存储到临时缓冲区，然后根据替换位置坐标和已处理行数判断一个tile行的是否划分完成；并将完成的tile行纹理数据、坐标及掩码通过TLM接口发送给y方向的tile标记子模块（21），
所述y方向的tile标记子模块（21）将收到获取新tile行模块（1）发送的tile行纹理数据、坐标，将tile行数据划分为若干个tile并计算各自坐标，将单个tile纹理数据及坐标通过TLM接口发送给x方向的tile标记子模块（22）；同时根据坐标计算当前tile行在y方向的tile标记，并将y方向tile标记和掩码通过TLM接口发送给tile处理模块（3），
所述x方向的tile标记子模块（22）将收到y方向的tile标记子模块（21）发送的单个tile纹理数据及坐标，根据坐标计算当前tile在x方向的tile标记，并将x方向tile标记及单个tile纹理数据和坐标通过TLM接口发送给tile处理模块（3），
所述tile处理模块（3）将收到y方向的tile标记子模块（21）发送的y方向tile标记和掩码，以及x方向的tile标记子模块（22）发送的x方向tile标记及单个tile纹理数据和坐标，根据两个方向的tile标记判断是否读取原始数据，再根据掩码进行tile的逐像素替换，最后再根据坐标进行整个tile替换。
2.根据权利要求1所述的面向GPU硬件子纹理替换存储算法的TLM微结构，其特征在于：所述tile处理模块（3），包括依次连接的原纹理tile的获取子模块（31）、tile的像素替换子模块（32）和tile替换子模块（33）；
所述原纹理tile的获取子模块（31）接收到y方向的tile标记子模块（21）发送的y方向tile标记和x方向的tile标记子模块（22）发送的x方向tile标记及单个tile纹理数据，根据两个方向的tile标记判断是否读取原纹理tile数据，并根据纹理数据的内部格式进行特殊处理后，将原纹理数据发送给tile的像素替换子模块（32）；
所述tile的像素替换子模块（32）接收到y方向的tile标记子模块（21）发送掩码和原纹理tile的获取子模块（31）发送的原纹理数据，根据掩码进行逐像素替换；将替换好的tile纹理数据发送到tile替换子模块（33）；
所述tile替换子模块（33）接收到tile的像素替换子模块（32）发送的tile纹理数据和x方向的tile标记子模块（22）发送的坐标，根据纹理数据的内部格式进行特殊处理后，将tile纹理数据替换到对应的坐标。
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