CN111091487A - 一种面向gpu硬件线图元光栅化扫描算法的tlm微结构 - Google Patents

一种面向gpu硬件线图元光栅化扫描算法的tlm微结构 Download PDF

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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硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构设计。该面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构包括依次连接的扫描参数模块1、x方向扫描模块2和y方向扫描模块3。本发明实现了基于TLM模型的线图元光栅化扫描算法的功能和实现结构，解决了面向GPU硬件线图元光栅化TLM微结构的扫描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硬件线图元光栅化扫描算法的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硬件线图元光栅化扫描算法的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。GPU中图元的光栅化是在窗口坐标系下，单点是占据一个像素位置，一条直线也是占据一定的线宽。但是数学意义上的坐标系，点是不占据位置的，直线也没有宽度的。在进行扫描线图元坐标位置的计算时，线长、线宽、斜率都需要进行参数修正的。但是，在GPU芯片硬件逻辑阶段进行算法细节调试，周期长而且难度大。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硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，能够解决RTL仿真线图元光栅化扫描算法的正确性以及高效性，能够协助RTL提前对线图元光栅化扫描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：
提供了一种面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，该结构包括依次连接的扫描参数模块1、x方向扫描模块2和y方向扫描模块3；
所述扫描参数模块1用于重排序起点终点，计算直线扫描方向、斜率、垂直线宽、和直线方程；
所述x方向扫描模块2用于x方向的片元过滤后，对坐标系进行x方向平移，再根据扫描方向计算扫描起始位置；
所述y方向扫描模块3用于计算y方向的上边界和下边界坐标，y方向的片元过滤，最后从下边界开始向上边界扫描，输出光栅化片元。
进一步的，
所述扫描参数模块1收到两点坐标、线宽、反走样开启标志，计算直线扫描方向、重排序起点终点，再计算斜率，
根据线宽和反走样开启标志计算垂直线宽，
根据斜率和垂直线宽得到直线方程，
将起点和终点坐标、扫描方向、直线方程、垂直线宽通过TLM接口发送给x方向扫描模块2。
进一步的，
所述x方向扫描模块2将收到扫描参数模块1发送的起点和终点坐标、扫描方向、直线方程、垂直线宽，
根据起点和终点坐标进行x方向的片元过滤后，对坐标系进行x方向平移，
再根据扫描方向计算扫描起始位置，
根据直线方程对坐标系进行y方向平移，将平移后的直线方向、x坐标、垂直线宽通过TLM接口发送给y方向扫描模块3。
进一步的，
所述x方向扫描模块2包括x坐标过滤子模块21、坐标系x方向平移子模块22和坐标系y方向平移子模块23。
进一步的，
所述x坐标过滤子模块21接收到扫描参数模块1发送的起点和终点坐标，对于窗口坐标系范围外的片元进行x方向的过滤，重置起点和终点坐标，并将起点和终点坐标发送给坐标系x方向平移子模块22。
进一步的，
所述坐标系x方向平移子模块22接收到x坐标过滤子模块21发送的起点和终点坐标，扫描参数模块1发送的扫描方向，将坐标系左移0.5后计算每个片元的x坐标，根据扫描方向计算扫描起始片元，然后起始片元开始将直线上每个片元的x坐标发送给y方向扫描模块3。
进一步的，
所述坐标系y方向平移子模块23接收到扫描参数模块1发送的直线方程，根据直线方程的斜率，对坐标系进行y方向的平移。如果斜率为0，坐标系上移0.5；否则，坐标系下移0.5。将平移后的直线方程发送给y方向扫描模块3。
进一步的，
所述y方向扫描模块3将收到x方向扫描模块2发送的直线方向、x坐标、垂直线宽，
根据直线方程和x坐标计算y方向的上边界坐标，再根据上边界坐标和垂直线宽计算下边界坐标。然后判断上下边界坐标，进行y方向的过滤，最后从下边界开始向上边界扫描，输出光栅化片元。
本发明的有益效果：
本发明实现了基于TLM模型的线图元光栅化扫描算法功能和实现结构，解决了面向GPU硬件线图元光栅化扫描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为本发明线图元光栅化扫描算法的硬件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。
本发明目的是提供一种面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构。
本发明的技术解决方案是：
提供了一种面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，该结构包括依次连接的扫描参数模块1、x方向扫描模块2和y方向扫描模块3；
所述扫描参数模块1用于重排序起点终点，计算直线扫描方向、斜率、垂直线宽、和直线方程；
所述扫描参数模块1收到两点坐标、线宽、反走样开启标志，计算直线扫描方向、重排序起点终点，再计算斜率，
根据线宽和反走样开启标志计算垂直线宽，
根据斜率和垂直线宽得到直线方程，
将起点和终点坐标、扫描方向、直线方程、垂直线宽通过TLM接口发送给x方向扫描模块2。
所述x方向扫描模块2用于x方向的片元过滤后，对坐标系进行x方向平移，再根据扫描方向计算扫描起始位置；
所述x方向扫描模块2将收到扫描参数模块1发送的起点和终点坐标、扫描方向、直线方程、垂直线宽，
根据起点和终点坐标进行x方向的片元过滤后，对坐标系进行x方向平移，
再根据扫描方向计算扫描起始位置，
根据直线方程对坐标系进行y方向平移，将平移后的直线方向、x坐标、垂直线宽通过TLM接口发送给y方向扫描模块3。
所述x方向扫描模块2包括x坐标过滤子模块21、坐标系x方向平移子模块22和坐标系y方向平移子模块23。
所述x坐标过滤子模块21接收到扫描参数模块1发送的起点和终点坐标，对于窗口坐标系范围外的片元进行x方向的过滤，重置起点和终点坐标，并将起点和终点坐标发送给坐标系x方向平移子模块22。
所述坐标系x方向平移子模块22接收到x坐标过滤子模块21发送的起点和终点坐标，扫描参数模块1发送的扫描方向，将坐标系左移0.5后计算每个片元的x坐标，根据扫描方向计算扫描起始片元，然后起始片元开始将直线上每个片元的x坐标发送给y方向扫描模块3。
所述坐标系y方向平移子模块23接收到扫描参数模块1发送的直线方程，根据直线方程的斜率，对坐标系进行y方向的平移。如果斜率为0，坐标系上移0.5；否则，坐标系下移0.5。将平移后的直线方程发送给y方向扫描模块3。
所述y方向扫描模块3用于计算y方向的上边界和下边界坐标，y方向的片元过滤，最后从下边界开始向上边界扫描，输出光栅化片元。
所述y方向扫描模块3将收到x方向扫描模块2发送的直线方向、x坐标、垂直线宽，
根据直线方程和x坐标计算y方向的上边界坐标，再根据上边界坐标和垂直线宽计算下边界坐标。然后判断上下边界坐标，进行y方向的过滤，最后从下边界开始向上边界扫描，输出光栅化片元。
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硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，该结构包括依次连接的扫描参数模块1、x方向扫描模块2和y方向扫描模块3；
所述扫描参数模块1用于重排序起点终点，计算直线扫描方向、斜率、垂直线宽、和直线方程；
所述扫描参数模块1收到两点坐标、线宽、反走样开启标志，计算直线扫描方向、重排序起点终点，再计算斜率，
根据线宽和反走样开启标志计算垂直线宽，
根据斜率和垂直线宽得到直线方程，
将起点和终点坐标、扫描方向、直线方程、垂直线宽通过TLM接口发送给x方向扫描模块2。
所述x方向扫描模块2用于x方向的片元过滤后，对坐标系进行x方向平移，再根据扫描方向计算扫描起始位置；
所述x方向扫描模块2将收到扫描参数模块1发送的起点和终点坐标、扫描方向、直线方程、垂直线宽，
根据起点和终点坐标进行x方向的片元过滤后，对坐标系进行x方向平移，
再根据扫描方向计算扫描起始位置，
根据直线方程对坐标系进行y方向平移，将平移后的直线方向、x坐标、垂直线宽通过TLM接口发送给y方向扫描模块3。
所述x方向扫描模块2包括x坐标过滤子模块21、坐标系x方向平移子模块22和坐标系y方向平移子模块23。
所述x坐标过滤子模块21接收到扫描参数模块1发送的起点和终点坐标，对于窗口坐标系范围外的片元进行x方向的过滤，重置起点和终点坐标，并将起点和终点坐标发送给坐标系x方向平移子模块22。
所述坐标系x方向平移子模块22接收到x坐标过滤子模块21发送的起点和终点坐标，扫描参数模块1发送的扫描方向，将坐标系左移0.5后计算每个片元的x坐标，根据扫描方向计算扫描起始片元，然后起始片元开始将直线上每个片元的x坐标发送给y方向扫描模块3。
所述坐标系y方向平移子模块23接收到扫描参数模块1发送的直线方程，根据直线方程的斜率，对坐标系进行y方向的平移。如果斜率为0，坐标系上移0.5；否则，坐标系下移0.5。将平移后的直线方程发送给y方向扫描模块3。
所述y方向扫描模块3用于计算y方向的上边界和下边界坐标，y方向的片元过滤，最后从下边界开始向上边界扫描，输出光栅化片元。
所述y方向扫描模块3将收到x方向扫描模块2发送的直线方向、x坐标、垂直线宽，
根据直线方程和x坐标计算y方向的上边界坐标，再根据上边界坐标和垂直线宽计算下边界坐标。然后判断上下边界坐标，进行y方向的过滤，最后从下边界开始向上边界扫描，输出光栅化片元。
一种基于上述TLM微结构的面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法，包括以下步骤：
步骤1、扫描参数的计算，首先根据两点坐标，重置直线的起点和终点，并且置位直线的扫描顺序标志位，直线按照从左到右的原则进行扫描。然后，根据直线起点和终点计算直线的斜率。再根据配置的直线线宽和否走样使能，进行垂直线宽的计算。最后，根据斜率和垂直线宽计算直线方程。
步骤2、x方向扫描，根据直线的终点和起点x坐标对x方向在视窗范围外的片元进行过滤，然后对坐标系左移0.5。再根据扫描方向计算扫描起始片元，如果是正向扫描，扫描起始片元是第0个；否则，是第1个片元。再根据直线方程的斜率，如果斜率为0，坐标系上移0.5；否则，坐标系下移0.5。
步骤3、y方向扫描，根据直线方程和x坐标计算y方向的上边界坐标，再根据上边界坐标和垂直线宽计算下边界坐标。然后判断上下边界坐标，进行y方向的过滤，重置上下边界片元的坐标，最后从下边界开始向上边界扫描，输出光栅化片元。

Claims (8)

1.一种面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，其特征在于：所述结构包括依次连接的扫描参数模块1、x方向扫描模块2和y方向扫描模块3；
所述扫描参数模块1用于重排序起点终点，计算直线扫描方向、斜率、垂直线宽、和直线方程；
所述x方向扫描模块2用于x方向的片元过滤后，对坐标系进行x方向平移，再根据扫描方向计算扫描起始位置；
所述y方向扫描模块3用于计算y方向的上边界和下边界坐标，y方向的片元过滤，最后从下边界开始向上边界扫描，输出光栅化片元。
2.根据权利要求1所述的面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，其特征在于：
所述扫描参数模块1收到两点坐标、线宽、反走样开启标志，计算直线扫描方向、重排序起点终点，再计算斜率，
根据线宽和反走样开启标志计算垂直线宽，
根据斜率和垂直线宽得到直线方程，
将起点和终点坐标、扫描方向、直线方程、垂直线宽通过TLM接口发送给x方向扫描模块2。
3.根据权利要求1所述的面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，其特征在于：
所述x方向扫描模块2将收到扫描参数模块1发送的起点和终点坐标、扫描方向、直线方程、垂直线宽，
根据起点和终点坐标进行x方向的片元过滤后，对坐标系进行x方向平移，
再根据扫描方向计算扫描起始位置，
根据直线方程对坐标系进行y方向平移，将平移后的直线方向、x坐标、垂直线宽通过TLM接口发送给y方向扫描模块3。
4.根据权利要求1所述的面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，其特征在于：所述x方向扫描模块2包括x坐标过滤子模块21、坐标系x方向平移子模块22和坐标系y方向平移子模块23。
5.根据权利要求4所述的面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，其特征在于：
所述x坐标过滤子模块21接收到扫描参数模块1发送的起点和终点坐标，对于窗口坐标系范围外的片元进行x方向的过滤，重置起点和终点坐标，并将起点和终点坐标发送给坐标系x方向平移子模块22。
6.根据权利要求4所述的面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，其特征在于：
所述坐标系x方向平移子模块22接收到x坐标过滤子模块21发送的起点和终点坐标，扫描参数模块1发送的扫描方向，将坐标系左移0.5后计算每个片元的x坐标，根据扫描方向计算扫描起始片元，然后起始片元开始将直线上每个片元的x坐标发送给y方向扫描模块3。
7.根据权利要求4所述的面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，其特征在于：
所述坐标系y方向平移子模块23接收到扫描参数模块1发送的直线方程，根据直线方程的斜率，对坐标系进行y方向的平移，如果斜率为0，坐标系上移0.5；否则，坐标系下移0.5，将平移后的直线方程发送给y方向扫描模块3。
8.根据权利要求1所述的面向GPU硬件线图元光栅化扫描算法的TLM微结构，其特征在于：
所述y方向扫描模块3将收到x方向扫描模块2发送的直线方向、x坐标、垂直线宽，
根据直线方程和x坐标计算y方向的上边界坐标，再根据上边界坐标和垂直线宽计算下边界坐标，然后判断上下边界坐标，进行y方向的过滤，最后从下边界开始向上边界扫描，输出光栅化片元。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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