CN111813483A - Gpgpu中的2d桌面旋转方法、装置及图形处理器 - Google Patents

Gpgpu中的2d桌面旋转方法、装置及图形处理器 Download PDF

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CN111813483A CN202010659032.8A CN202010659032A CN111813483A CN 111813483 A CN111813483 A CN 111813483A CN 202010659032 A CN202010659032 A CN 202010659032A CN 111813483 A CN111813483 A CN 111813483A
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杨盼
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Abstract

GPGPU中的2D桌面旋转方法、装置及图形处理器，包括：将待旋转的像素分块；利用多个旋转部件对每块像素进行旋转。采用本申请中的方案，整个旋转操作过程高效，极大的加速了复杂3D应用场景下2D桌面流畅度。

Description

GPGPU中的2D桌面旋转方法、装置及图形处理器
技术领域
本申请涉及GPGPU技术，具体地，涉及一种GPGPU中的2D桌面旋转方法、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桌面旋转方法、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桌面旋转方法，包括如下步骤：
将待旋转的像素分块；
利用多个旋转部件对每块像素进行旋转。
根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种GPGPU中的2D桌面旋转装置，包括：派发部件和多个旋转部件，其中，
所述派发部件，用于将待旋转的像素分块并派发旋转命令至多个旋转部件；
每个旋转部件，用于对接收到的旋转命令对应的像素块进行旋转。
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桌面旋转装置；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旋转命令进行解析。
采用本申请实施例中提供的GPGPU中的2D桌面旋转方法、装置及图形处理器，通过独立的2D旋转实现方案，简单、快速的实现2D桌面的旋转操作，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桌面旋转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桌面旋转装置的结构示意图；
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桌面旋转装置的结构示意图；
图5示出了本申请实施例四中块模式自适应分块的示意图；
图6示出了本申请实施例四中旋转操作的效果示意图。
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桌面旋转方法实施的流程示意图。
如图所示，所述GPGPU中的2D桌面旋转方法包括：
步骤101、将待旋转的像素分块；
步骤102、利用多个旋转部件对每块像素进行旋转。
采用本申请实施例中提供的GPGPU中的2D桌面旋转方法，通过独立的2D旋转实现方案，简单、快速的实现2D桌面的旋转操作，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，所述将待旋转的像素分块，包括：
获取旋转命令；所述旋转命令中包括待旋转的像素的大小；
根据所述待旋转的像素的大小以及旋转部件的个数N将所述待旋转的像素分成N块，对每块像素生成该像素块对应的旋转命令；所述旋转命令中包括该像素块的地址。
在一种实施方式中，所述将所述待旋转的像素分成N块，包括：
所述将所述待旋转的像素分成N块，包括：根据像素块的起点和宽高对待旋转的像素进行分块；所述待旋转的像素以像素块的存储方式存储在寄存器中，所述寄存器配置为2的次方大小。
在一种实施方式中，所述利用多个旋转部件对每块像素进行旋转，包括：
每个旋转部件读取该旋转部件所需旋转的像素块的源数据；
根据读取的源数据进行像素对齐后进行旋转；
对旋转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，每个旋转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，所述从帧存读取该旋转部件所需旋转的像素块的源数据，包括：
每次从帧存读取该旋转部件所需旋转的像素块的4至8行缓存至内部RAM；或者，
每次从帧存读取该旋转部件所需旋转的像素块以像素块的方式缓存至内部RAM。
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桌面旋转装置，该装置解决技术问题的原理与一种GPGPU中的2D桌面旋转方法相似，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桌面旋转装置的结构示意图。
如图所示，所述GPGPU中的2D桌面旋转装置包括：派发部件和多个旋转部件，其中，
所述派发部件，用于将待旋转的像素分块并派发旋转命令至多个旋转部件；
每个旋转部件，用于对接收到的旋转命令对应的像素块进行旋转。
采用本申请实施例中提供的GPGPU中的2D桌面旋转方法，通过独立的2D旋转实现方案，简单、快速的实现2D桌面的旋转操作，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，所述旋转部件，包括：
源数据读取单元，用于读取该旋转部件所需旋转的像素块的源数据；
对齐单元，用于在旋转前后进行像素对齐；
旋转单元，用于对像素对齐后的数据进行旋转；
色域转换单元，用于对旋转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，所述旋转部件进一步包括：
随机存储器RAM，用于每次缓存从帧存读取该旋转部件所需旋转的像素块的4至8行；或者，每次以像素块方式缓存从帧存读取该旋转部件所需旋转的像素块；
缓冲区FIFO，用于存储旋转后的像素，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，用于获取旋转命令；所述旋转命令中包括待旋转的像素的大小；
命令派发单元，用于根据所述待旋转的像素的大小以及旋转部件的个数N将所述待旋转的像素分成N块，对每块像素生成该像素块对应的旋转命令并派发至旋转部件；所述旋转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桌面旋转装置；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旋转命令进行解析。
采用本申请实施例中提供的图形处理器，通过独立的2D旋转实现方案，简单、快速的实现2D桌面的旋转操作，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桌面旋转装置的结构示意图。
如图所示，包括命令解析模块、派发部件、旋转扩展引擎、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，旋转扩展引擎包括八个旋转部件，每个旋转部件包括旋转单元、字节对齐单元、RAM、FIFO。
本申请的旋转过程可以包括：
1、命令获取模块获取命令；
2、命令解析模块解析得到旋转命令；
3、派发部件将所述整个像素分成8块；
本申请实施例对每个像素块以像素块模式，对块的任何起点和宽高进行自适应划分块大小，可通过寄存器配置为2的次方大小，最大为256*256个像素，最小会依据宽高自适应，仅读取有效像素。
图5示出了本申请实施例四中块模式自适应分块的示意图。
如图所示，本申请实施例将源对象所分成的8个像素块中的一块进一步划分为9个像素块，横纵向的每个像素块为256*256，最后一行跟一列的像素块为宽高减去已经划分的块大小，经90°旋转后得到目标对象。
4、派发部件将每个像素块的旋转命令分别派发至8个旋转部件；
例如：
将旋转请求和第一个像素块的地址发送至第一个旋转部件；
将旋转请求和第二个像素块的地址发送至第二个旋转部件；
...
5、每个旋转部件分别依据读取像素模式从帧存读取源数据写入双口RAM；
支持两种像素操作模式，分别为连续像素以及像素块方式，其中：
连续像素方式由内部RAM缓存4到8行；
块存储方式，以块方式缓存到RAM中，最大支持到256x256。
6、旋转部件读取双口RAM的源数据，进行源像素对齐；
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、旋转部件对像素对齐后的数据进行旋转；
图6示出了本申请实施例四中旋转操作的效果示意图；
如图所示，本申请实施例的旋转操作可以支持旋转为像素，旋转分为五种方式，包括：90°、180°、270°、水平旋转、垂直旋转。
8、旋转部件对旋转后的数据进行相应的色域转换；
例如：色域转换前为源数据格式，比如rgb565，旋转后，色域转换为目标颜色格式argb8888。
9、旋转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、旋转部件将像素写入FIFO；
11、旋转部件启动写帧存操作。
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。
在一种实施方式中，由旋转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。
每个旋转部件输出4个像素，每周期8个旋转部件可以输出32个像素(RGBA，32bit)。整个旋转过程简单，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旋转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，分两种方式可配置，常用块模式高性能操作方式，最大可配置到256x256像素大小的块，最小块采用自适应模式读取有效的像素块；
2、逻辑资源少：本申请实施例支持的旋转操作占用资源少，电路结构相对简单；
3、可复用性强：本申请实施例采用独立的2D旋转实现，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。
本申请实施例所提供的的旋转方案可以应用于2D桌面的全屏旋转、局部矩形块的旋转等。
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桌面旋转方法，其特征在于，包括：
将待旋转的像素分块；
利用多个旋转部件对每块像素进行旋转。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将待旋转的像素分块，包括：
获取旋转命令；所述旋转命令中包括待旋转的像素的大小；
根据所述待旋转的像素的大小以及旋转部件的个数N将所述待旋转的像素分成N块，对每块像素生成该像素块对应的旋转命令；所述旋转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，所述将所述待旋转的像素分成N块，包括：根据像素块的起点和宽高对待旋转的像素进行分块；所述待旋转的像素以像素块的存储方式存储在寄存器中，所述寄存器配置为2的次方大小。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用多个旋转部件对每块像素进行旋转，包括：
每个旋转部件读取该旋转部件所需旋转的像素块的源数据；
根据读取的源数据进行像素对齐后进行旋转；
对旋转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，所述从帧存读取该旋转部件所需旋转的像素块的源数据，包括：
每次从帧存读取该旋转部件所需旋转的像素块的4至8行缓存至内部RAM；或者，
每次从帧存读取该旋转部件所需旋转的像素块以像素块的方式缓存至内部RAM。
6.一种GPGPU中的2D桌面旋转装置，其特征在于，包括：派发部件和多个旋转部件，其中，
所述派发部件，用于将待旋转的像素分块并派发旋转命令至多个旋转部件；
每个旋转部件，用于对接收到的旋转命令对应的像素块进行旋转。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述旋转部件，包括：
源数据读取单元，用于读取该旋转部件所需旋转的像素块的源数据；
对齐单元，用于在旋转前后进行像素对齐；
旋转单元，用于对像素对齐后的数据进行旋转；
色域转换单元，用于对旋转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，所述旋转部件进一步包括：
随机存储器RAM，用于每次缓存从帧存读取该旋转部件所需旋转的像素块的4至8行；或者，每次以像素块方式缓存从帧存读取该旋转部件所需旋转的像素块；
缓冲区FIFO，用于存储旋转后的像素，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，用于获取旋转命令；所述旋转命令中包括待旋转的像素的大小；
命令派发单元，用于根据所述待旋转的像素的大小以及旋转部件的个数N将所述待旋转的像素分成N块，对每块像素生成该像素块对应的旋转命令并派发至旋转部件；所述旋转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桌面旋转装置；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旋转命令进行解析。
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