CN111813482A - Gpgpu中的2d桌面色键方法、装置及图形处理器 - Google Patents
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Abstract
GPGPU中的2D桌面色键方法、装置及图形处理器，包括：将待执行色键操作的像素分块；利用多个色键部件对每块像素进行色键操作。采用本申请中的方案，整个色键操作过程高效，极大的加速了复杂3D应用场景下2D桌面流畅度。
Description
技术领域
本申请涉及GPGPU技术，具体地，涉及一种GPGPU中的2D桌面色键方法、装置及图形处理器。
背景技术
操作系统按其应用领域分为桌面操作系统、服务器操作系统、嵌入式操作系统。其中，桌面操作系统应用最为普遍，桌面操作系统基本功能是实现人机交互，人机交互过程中追求流畅的桌面窗口显示效果，从而带来友好的体验。
目前，主流桌面操作系统有MAC OS、LINUX、WINDOWS、国产中标麒麟、银河麒麟、UOS桌面系统等，像素操作的特点在于数据量庞大，操作次数极其频繁。
实现2D桌面通常由软件直接来实现，2D桌面性能极大的依赖CPU性能，为了摆脱对CPU的完全依赖，通过通用图形处理器(GPGPU，General-purpose computing on graphicsprocessing units)实现硬件加速。
然而，在某些应用情景下，GPGPU绘图引擎被负责的3D绘图占据时，2D桌面使用时会出现卡顿。
现有技术中存在的问题：
GPGPU绘图引擎被3D绘图占用场景下，2D桌面使用时出现卡顿。
发明内容
本申请实施例中提供了一种GPGPU中的2D桌面色键方法、装置及图形处理器，以解决上述技术问题。
根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种GPGPU中的2D桌面色键方法，包括如下步骤：
将待执行色键操作的像素分块；
利用多个色键部件对每块像素进行色键操作。
根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种GPGPU中的2D桌面色键装置，包括：派发部件和多个色键部件，其中，
所述派发部件，用于将待执行色键操作的像素分块并派发色键命令至多个色键部件；
每个色键部件，用于对接收到的色键命令对应的像素块进行色键操作。
根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种图形处理器，包括片上网络NOC、命令解析模块、以及如上所述的GPGPU中的2D桌面色键装置；其中，所述片上网络用于各模块互联；所述命令解析模块用于对获取到的色键命令进行解析。
采用本申请实施例中提供的GPGPU中的2D桌面色键方法、装置及图形处理器，通过独立的2D色键实现方案，简单、快速的实现2D桌面的色键操作，硬件资源占用较少、性能极高，且不受限于复杂的3D应用场景，达到流畅的2D桌面显示效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了本申请实施例一中GPGPU中的2D桌面色键方法实施的流程示意图；
图2示出了本申请实施例二中GPGPU中的2D桌面色键装置的结构示意图；
图3示出了本申请实施例三中图形处理器的结构示意图；
图4示出了本申请实施例四中GPGPU中2D桌面色键装置的结构示意图；
图5示出了本申请实施例四中色键自适应分块示意图。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
图1示出了本申请实施例一中GPGPU中的2D桌面色键方法实施的流程示意图。
如图所示，所述GPGPU中的2D桌面色键方法包括：
步骤101、将待执行色键操作的像素分块；
步骤102、利用多个色键部件对每块像素进行色键操作。
采用本申请实施例中提供的GPGPU中的2D桌面色键方法，通过独立的2D色键实现方案，简单、快速的实现2D桌面的色键操作，硬件资源占用较少、性能极高，且不受限于复杂的3D应用场景，达到流畅的2D桌面显示效果。
在一种实施方式中，所述将待执行色键操作的像素分块，包括：
获取色键命令；所述色键命令中包括待执行色键操作的像素的大小；
根据所述待执行色键操作的像素的大小以及色键部件的个数N将所述待执行色键操作的像素分成N块，对每块像素生成该像素块对应的色键命令；所述色键命令中包括该像素块的地址。
在一种实施方式中，所述将所述待执行色键操作的像素分成N块，包括：
所述待执行色键操作的像素采用自适应分块，在所述色键部件为八个时，将所述待执行色键操作的像素平均分配到八个色键部件。
在一种实施方式中，所述利用多个色键部件对每块像素进行色键操作，包括：
每个色键部件读取该色键部件所需执行色键操作的像素块的源数据；
根据读取的源数据进行像素对齐后进行色键操作；
对执行完色键操作后的每个位置点进行色域转换；
根据目标对象的起始地址进行对齐后将像素写入帧存。
在一种实施方式中，每个色键部件读取源数据可以从内存或者帧存读取源数据，然后写入双口RAM。
在一种实施方式中，采用线性像素读取源数据或者可配置块模式读取源数据。
在一种实施方式中，所述读取的源数据包括第一对象的像素块和第二对象的像素块，所述根据读取的源数据进行像素对齐后进行色键操作，包括：
分别对第一对象的像素块和第二对象的像素块进行像素对齐；
将像素对齐后的第一对象的像素块和第二对象的像素块的颜色值与预设的阈值进行比较，得到色键值；
根据所述色键值得到像素对应位置的输出值。
实施例二
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种GPGPU中的2D桌面色键装置，该装置解决技术问题的原理与一种GPGPU中的2D桌面色键方法相似，重复之处不再赘述。
图2示出了本申请实施例二中GPGPU中的2D桌面色键装置的结构示意图。
如图所示，所述GPGPU中的2D桌面色键装置包括：派发部件和多个色键部件，其中，
所述派发部件，用于将待执行色键操作的像素分块并派发色键命令至多个色键部件；
每个色键部件，用于对接收到的色键命令对应的像素块进行色键操作。
采用本申请实施例中提供的GPGPU中的2D桌面色键方法，通过独立的2D色键实现方案，简单、快速的实现2D桌面的色键操作，硬件资源占用较少、性能极高，且不受限于复杂的3D应用场景，达到流畅的2D桌面显示效果。
在一种实施方式中，所述色键部件，包括：
源数据读取单元，用于读取该色键部件所需色键的像素块的源数据；
对齐单元，用于对源数据跟目标数据进行像素边界对齐；
色键单元，用于对像素对齐后的数据进行色键操作；
色域转换单元，用于对色键后的每个位置点进行色域转换；
控制单元，用于将像素写入帧存。
在一种实施方式中，所述色键部件进一步包括：
随机存储器RAM，用于存储像素块的源数据；
缓冲区FIFO，用于存储色键后的像素，并在非空状态时启动Burst操作。
在一种实施方式中，所述派发部件，包括：
命令获取单元，用于获取色键命令；所述色键命令中包括待执行色键操作的像素的大小；
命令派发单元，用于根据所述待执行色键操作的像素的大小以及色键部件的个数N将所述待执行色键操作的像素分成N块，对每块像素生成该像素块对应的子色键命令并派发至色键部件；所述子色键命令中包括该像素块的地址。
实施例三
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种图形处理器，下面进行说明。
图3示出了本申请实施例三中图形处理器的结构示意图。
如图所示，所述图形处理器包括片上网络NOC、命令解析模块、以及如实施例二所述的GPGPU中的2D桌面色键装置；其中，所述片上网络用于各模块互联；所述命令解析模块用于对获取到的色键命令进行解析。
采用本申请实施例中提供的图形处理器，通过独立的2D色键实现方案，简单、快速的实现2D桌面的色键操作，硬件资源占用较少、性能极高，且不受限于复杂的3D应用场景，达到流畅的2D桌面显示效果。
实施例四
为了便于本申请的实施，本申请实施例以一具体实例进行说明。
图4示出了本申请实施例四中GPGPU中2D桌面色键装置的结构示意图。
如图所示，包括命令解析模块、派发部件、色键引擎、NOC(片上网络，Network-on-Chip)、GDDR(双倍速率同步动态随机存储器，Graphics Double-Data-Rate)，其中，色键引擎包括八个色键部件，每个色键部件包括色键BLT单元、字节对齐单元、RAM、FIFO。
图5示出了本申请实施例四中色键自适应分块示意图。
如图所示，假设第一对象、第二对象和范例PATTERN，此PATTERN为第三对象，但不参与色键生成，仅用于生成后的像素操作,比如PATTERN跟第二对象进行逻辑与操作后作为最终的第二对象(分别对应3张像素或3个图层)自适应分成8个数据块，对每个数据块进行色键操作后，得到目标对象中位置点。
本申请的色键过程可以包括：
1、命令获取模块获取命令；
2、命令解析模块解析得到色键命令；
3、派发部件依照自适应分块策略将所述要进行色键操作的两张像素均分成8块；
4、派发部件将每个像素块的色键命令分别派发至8个色键部件，启动色键；
例如：
将色键请求、以及第一对象和第二对象的第一个像素块的地址发送至第一个色键部件；
将色键请求、以及第一对象和第二对象的第二个像素块的地址发送至第二个色键部件；
...
5、每个色键部件分别从帧存读取源数据写入双口RAM；
例如：
第一个色键部件根据第一个像素块的地址从帧存读取第一个像素块的源数据，假设读取第一个像素块的源数据，将其写入RAM。
具体实施时，数据存储支持两种数据存储格式，一种是线性存储方式，另一种是块存储方式。其中，线性存储方式由内部RAM缓存4至8行；块存储方式以块方式缓存到RAM中，可灵活配置块大小，最大支持到256*256像素。
6、色键部件读取双口RAM的源数据，进行目前像素对齐；
例如：读取到的源数据，以16字节像素对齐之后，得到对齐后的源数据。
7、色键部件对像素对齐后的数据进行色键操作；
例如：像素对齐后的数据依据目标坐标*色键的比例因子Xa,Ya＝色键后相应坐标的数据。
每个位置(X,Y)的输出值取决于色键值，而色键值可以通过第一对象或第二对象的颜色值与阈值进行比较产生。当色键值为0时输出第一对象，色键值为1时输出第二对象。
例如：假设阈值配置为第一对象，第一对象的颜色值为0x00aaaaaa，第二对象的颜色值为0x00bbbbbb，阈值为0x00888888到0x00cccccc，该位置点输出0x00bbbbbb。
8、色键部件对色键后的数据进行相应的色域转换；
例如：色键后的数据色域转换前为源数据格式，比如rgb565，横向拉大后，色域转换为目标颜色格式argb8888。
9、色键部件依据目标对象的起始地址进行对齐；
例如：假设目标对象的起始地址为任意字节地址，16字节的像素对齐后得到全流水的目标像素。
10、色键部件将像素写入FIFO；
在一种实施方式中，FIFO非空状态时可直接启动写帧存Burst操作，若存储带宽足够的情况下，此处Burst操作也可以达到全流水操作性能。
11、色键部件启动写帧存操作。
在一种实施方式中，由色键部件的控制单元直接产生写帧存操作，同时产生相应的Burst操作，以及字节掩码控制写帧存。
每个色键部件输出4个像素，每周期8个色键部件可以输出32个像素(RGBA，32bit)。整个色键过程简单，高效，极大的加速了复杂3D应用场景下2D桌面流畅度。
本申请具有如下优点：
1、性能极高：本申请实施例提出的色键操作的多部件实现采用流水方式实现以及高效率Burst方式写帧存，每个色键部件仅需按照目标起始地址进行流水操作，流水操作包括从RAM读取像素、两级缓存对齐、两级流水执行色键操作、流水写回帧存。每个部件的Burst操作可达到128*256bit，相比1024x768显示分辨率，一次可连续操作一行像素；
2、逻辑资源少：本申请实施例支持的色键操作占用资源少，高效率电路结构；
3、可复用性强：本申请实施例采用独立的2D色键实现，命令接受方式包括三种，配置总线写命令fifo，或从内存、帧存中主动读取命令的ringbuffer模式，采用标准的内部存储总线接口访问帧存，可重用性强，能在GPGPU高性能通用型图形芯片设计重复使用。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种GPGPU中的2D桌面色键方法，其特征在于，包括：
将待执行色键操作的像素分块；
利用多个色键部件对每块像素进行色键操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待执行色键操作的像素分块，包括：
获取色键命令；所述色键命令中包括待执行色键操作的像素的大小；
根据所述待执行色键操作的像素的大小以及色键部件的个数N将所述待执行色键操作的像素分成N块，对每块像素生成该像素块对应的色键命令；所述色键命令中包括该像素块的地址。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述待执行色键操作的像素分成N块，包括：
所述待执行色键操作的像素采用自适应分块，在所述色键部件为八个时，将所述待执行色键操作的像素平均分配到八个色键部件。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用多个色键部件对每块像素进行色键操作，包括：
每个色键部件读取该色键部件所需执行色键操作的像素块的源数据；
根据读取的源数据进行像素对齐后进行色键操作；
对执行完色键操作后的每个位置点进行色域转换；
根据目标对象的起始地址进行对齐后将像素写入帧存。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述读取的源数据包括第一对象的像素块和第二对象的像素块，所述根据读取的源数据进行像素对齐后进行色键操作，包括：
分别对第一对象的像素块和第二对象的像素块进行像素对齐；
将像素对齐后的第一对象的像素块和第二对象的像素块的颜色值与预设的阈值进行比较，得到色键值；
根据所述色键值得到像素对应位置的输出值。
6.一种GPGPU中的2D桌面色键装置，其特征在于，包括：派发部件和多个色键部件，其中，
所述派发部件，用于将待执行色键操作的像素分块并派发色键命令至多个色键部件；
每个色键部件，用于对接收到的色键命令对应的像素块进行色键操作。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述色键部件，包括：
源数据读取单元，用于读取该色键部件所需色键的像素块的源数据；
对齐单元，用于对源数据跟目标数据进行像素边界对齐；
色键单元，用于对像素对齐后的数据进行色键操作；
色域转换单元，用于对色键后的每个位置点进行色域转换；
控制单元，用于将像素写入帧存。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述色键部件进一步包括：
随机存储器RAM，用于存储像素块的源数据；
缓冲区FIFO，用于存储色键后的像素，并在非空状态时启动Burst操作。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述派发部件，包括：
命令获取单元，用于获取色键命令；所述色键命令中包括待执行色键操作的像素的大小；
命令派发单元，用于根据所述待执行色键操作的像素的大小以及色键部件的个数N将所述待执行色键操作的像素分成N块，对每块像素生成该像素块对应的色键命令并派发至色键部件；所述色键命令中包括该像素块的地址。
10.一种图形处理器，其特征在于，包括片上网络NOC、命令解析模块、以及如权利要求6至9任一所述的GPGPU中的2D桌面色键装置；其中，所述片上网络用于各模块互联；所述命令解析模块用于对获取到的色键命令进行解析。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201023 |