CN112581580A - 一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置及操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及计算机硬件建模技术领域，尤其涉及一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置及操作方法。该装置包括PTU_CORE组件和Monitor组件；操作方法包括以下步骤：1)变量进行初始化；2)等待投影变换数据存储单元的状态变化；3)对接收到的数据进行变换。本发明提供了一种解决查询当前绘制过程通过深度测试的片段数量的问题，从而可以判断一组几何图形在进行了深度测试之后是否可见，并且加快了仿真的速度的基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置及操作方法。

Description

一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置及操作 方法
技术领域
本发明属于计算机硬件建模技术领域，涉及一种GPU投影变换模块的TLM装置，尤其涉及一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置及操作方法。
背景技术
随着图形化应用的不断增加，早期单靠CPU进行图形绘制的解决方案已经难以满足成绩和技术增长的图形处理需求，图形处理器(Graphic Processing Unit，GPU)应运而生。目前，我国GPU研制能力薄弱，各领域显示控制系统中大量采用国外进口的商用GPU芯片。尤其是在军用领域中，国外进口商用GPU芯片存在安全性、可靠性、保障性等方面的隐患，无法满足军用环境的需求。
通常的建模方法有UML，SysMl等，UML建模方法具有规范，易理解，不依赖开发语言，边界清晰等优点，当时它的不足之处有不能表达非功能的需求，对于可靠性、性能等非功能需求无能为力，并且它具有的颗粒度比较粗，很多细节无从描述，需要其他工具进行辅助说明。
SysMl是在UML2.0的子集进行重用和扩展的基础上，提出的一种新的系统建模语言，它可以支持系统工程应用的多领域系统包括硬件、软件、信息等系统的需求分析、系统设计、功能描述、系统验证等，它能够实现系统设计的一体化，快速响应变更需求，系统内容可重用，多角度分析系统等众多功能。相比之下，SysML比UML更好的表达系统工程语义，减少了UML的软件偏差；SysML比UML更小，更容易学习。
发明内容
基于背景技术中存在的问题，本发明提供的一种基于SystemC的GPU遮挡查询TLM装置及操作方法，能够解决GPU在绘制图像过程中将所要绘制的图像包含的顶点坐标投影至屏幕上的坐标处理问题，经过此操作可以得到一系列投影点从而进行下一步绘制，并且加快了仿真的速度。
本发明的技术解决方案是：
一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置，其特殊之处在于：包括PTU_CORE组件和Monitor组件；
上述PTU_CORE组件包括PTU_process_cthread进程；
上述Monitor组件包括geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程、geu2cmd_exception_initiator_method进程；还包括用于模块中不同组件上的应用进程之间进行双向通信的ptu2fifo02_vertex_data_initiator_socket套接字、ptu2gp_bitfiled_initiator_socket套接字、ptu2fifo03_vertex_data_initiator_socket套接字；
上述TLM装置上还设置有五个接口函数和两个状态信号接口；上述接口函数分别为get_data_from_fifo02()、send_data_to_fifo03()、access_gp_bitfield()、get_ptu_busy_status()、get_exception_status()；上述状态信号接口分别为geu2sgu_ptu_busy和geu_exception_status；
上述geu2sgu_ptu_busy状态信号接口与geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程连接；
上述geu_exception_status状态信号接口与geu2cmd_exception_initiator_method进程连接；
上述geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程通过get_ptu_busy_status()与geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程连接；
上述geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程通过get_exception_status()与geu2cmd_exception_initiator_method进程连接；
上述TLM装置还包括分别通过get_data_from_fifo02()和send_data_to_fifo03()与PTU_CORE组件连接的数据存储单元。
一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置的操作方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：
1)变量进行初始化；
2)等待投影变换数据存储单元的状态变化；
当需要处理的数据发送至数据存储单元中，则数据存储单元显示非空，此时将geu2sgu_ptu_busy信号置1表示不再接收后续数据，从而进入步骤3)；
当没有数据发送至数据存储单元中，数据存储单元存储状态显示为空，则一直保持等待；
3)对接收到的数据进行变换；上述接收到的数据为图元顶点坐标数据；判断数据是否为图元顶点坐标数据；
当数据为图元顶点坐标数据则将图元顶点坐标数据与投影变换矩阵相乘；
当数据不是图元顶点坐标数据直接将数据传输至下一模块数据存储等待下一模块的处理。
本发明具有的优点效果：
本发明提供的一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置，通过组合结构图、接口图、行为图从三个角度呈现了GPU投影变换模块功能整体设计，将复杂繁琐且易出现歧义的文字转换为清晰的图形模式，实现了对投影变换算法架构的初步验证，为后续代码设计提供了一套整体框架，加快了开发与仿真速度。
附图说明
图1是本发明基于SysML的GPU投影变换模块结构定义图；
图2是本发明基于SysML的GPU投影变换模块数据接口定义图；
图3是本发明基于SysML的GPU投影变换模块行为流程图。
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。
参见图1-3，一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置，包括PTU_CORE组件和Monitor组件；
上述PTU_CORE组件包括PTU_process_cthread进程；
上述Monitor组件包括geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程、geu2cmd_exception_initiator_method进程；还包括用于模块中不同组件上的应用进程之间进行双向通信的ptu2fifo02_vertex_data_initiator_socket套接字、ptu2gp_bitfiled_initiator_socket套接字、ptu2fifo03_vertex_data_initiator_socket套接字；
上述TLM装置上还设置有五个接口函数和两个状态信号接口；上述接口函数分别为get_data_from_fifo02()、send_data_to_fifo03()、access_gp_bitfield()、get_ptu_busy_status()、get_exception_status()；上述状态信号接口分别为geu2sgu_ptu_busy和geu_exception_status；
上述geu2sgu_ptu_busy状态信号接口与geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程连接；
上述geu_exception_status状态信号接口与geu2cmd_exception_initiator_method进程连接；
上述geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程通过get_ptu_busy_status()与geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程连接；
上述geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程通过get_exception_status()与geu2cmd_exception_initiator_method进程连接；所述TLM装置还包括分别通过get_data_from_fifo02()和send_data_to_fifo03()与PTU_CORE组件连接的数据存储单元。
一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置的操作方法，包括以下步骤：
1)变量进行初始化；
2)等待投影变换数据存储单元的状态变化；
当需要处理的数据发送至数据存储单元中，则数据存储单元显示非空，此时将geu2sgu_ptu_busy信号置1表示不再接收后续数据，从而进入步骤3)；
当没有数据发送至数据存储单元中，数据存储单元存储状态显示为空，则一直保持等待；
4)对接收到的数据进行变换；上述接收到的数据为图元顶点坐标数据；判断数据是否为图元顶点坐标数据；
当数据为图元顶点坐标数据则将图元顶点坐标数据与投影变换矩阵相乘；
当数据不是图元顶点坐标数据直接将数据传输至下一模块数据存储等待下一模块的处理。
实施例
参见图1-3，一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置，sysML指系统建模语言，GPU指图形处理器，TLM指事务级建模。其特征在于，包括GPU投影变换模块结构定义图、GPU投影变换模块数据接口定义图、GPU投影变换模块行为流程图。GPU投影变换模块结构定义图呈现了GPU投影变换模块单元内部的组件及端口套接字、互联信息；GPU投影变换模块接口图展现了GPU投影变换功能单元自身提供的接口函数信息；GPU投影变换模块行为流程图即活动图，展现了GPU投影变换模块功能单元的工作流程。
根据权利要求1所述的一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置，其特征在于：
所述GPU投影变换模块结构图包括PTU_CORE组件和两个Monitor组件，组件内分别包括PTU_process_cthread，geu2sgu_pcu_busy_manage_thread以及geu2cmd_exception_initiator_method三个进程，包括ptu2fifo02_vertex_data_initiator_socket，ptu2gp_bitfiled_initiator_socket，ptu2fifo03_vertex_data_initiator_socket三个套接字，所谓套接字是对模块中不同组件上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。
所述GPU投影变换模块数据接口定义图包括get_data_from_fifo02()，send_data_to_fifo03()，access_gp_bitfield()，get_ptu_busy_status()，get_exception_status()五个接口函数，以及geu2sgu_ptu_busy和geu_exception_status两个接口状态信号。
PTU_CORE组件中的PTU_process_cthread进程通过三组套接字分别与其他模块组件中的进程相连接进行数据通信，分别是：ptu2fifo02_vertex_data_initiator_socket套接字，ptu2gp_bitfiled_initiator_socket套接字和ptu2fifo03_vertex_data_initiator_socket套接字。PTU_CORE组件中的PTU_process_cthread进程通过ptu2fifo02_vertex_data_initiator_socket套接字与前一级平面剪裁模块单元的数据存储单元相连接，平面剪裁模块单元的数据存储单元用来存储此模块所处理完成的顶点数据，投影变换模块通过调用get_data_from_fifo02()接口函数获得顶点数据；同时通过ptu2fifo03_vertex_data_initiator_socket套接字与自身的数据存储单元相连接，自身的数据存储单元也用来存储投影变换模块处理完成的顶点数据，并且通过调用send_data_to_fifo03()接口函数将处理完成的顶点数据发送至下一模块单元的数据存储单元中。PTU_CORE通过ptu2gp_bitfiled_initiator_socket套接字和gp模块单元组件进行连接，gp模块用来存储在投影变换过程中需要用到的计算参数，通过调用access_gp_bitfield()接口函数来调用这些计算参数。
两个Monitor组件负责实时监测，geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程检测geu2sgu_ptu_busy信号，此信号表示投影变换模块单元是否处于忙状态，如果为忙状态，表示投影变换模块此时不能接受数据，如果为空闲状态则可以接受参数与图形管理模块发送的数据。geu2cmd_exception_initiator_method进程用来检测geu_exception_status信号，此信号为投影变换模块和命令处理模块通信状态检测信号，如果通信发生错误则会及时向命令处理模块进行反馈。
所述GPU投影变换模块行为流程图表现了投影变换模块单元对数据的处理过程：首先对模块单元中所有定义的变量进行初始化，保证初始值的正确性，从而不影响后续计算；初始化过后，等待投影变换数据存储单元的状态变化，如果有需要处理的数据发送至数据存储单元中，则数据存储单元显示非空，此时将geu2sgu_ptu_busy信号置1表示不再接收后续数据，从而可以进行下一步处理，如果没有数据则数据存储状态显示为空，则一直保持等待；投影变换的目的是定义一个视景体，主要是对接收到的图元顶点坐标数据进行变换，在获取投影变换矩阵数据和数据包后，判断数据包中的数据是否为图元顶点坐标数据，如果是图元顶点坐标数据，则将图元顶点坐标数据与投影变换矩阵相乘，如果不是图元顶点数据包，直接将数据包传输至下一模块数据存储等待下一模块的处理。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (2)

1.一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置，其特征在于：包括PTU_CORE组件和Monitor组件；
所述PTU_CORE组件包括PTU_process_cthread进程；
所述Monitor组件包括geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程、geu2cmd_exception_initiator_method进程；还包括用于模块中不同组件上的应用进程之间进行双向通信的ptu2fifo 02_vertex_data_initiator_socket套接字、ptu2gp_bitfiled_initiator_socket套接字、ptu2fifo03_vertex_data_initiator_socket套接字；
所述TLM装置上还设置有五个接口函数和两个状态信号接口；所述接口函数分别为get_data_from_fifo02()、send_data_to_fifo03()、access_gp_bitfield()、get_ptu_busy_status()、get_exception_status()；所述状态信号接口分别为geu2sgu_ptu_busy和geu_exception_status；
所述geu2sgu_ptu_busy状态信号接口与geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程连接；
所述geu_exception_status状态信号接口与geu2cmd_exception_initiator_method进程连接；
所述geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程通过get_ptu_busy_status()与geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程连接；
所述geu2sgu_pcu_busy_manage_thread进程通过get_exception_status()与geu2cmd_exception_initiator_method进程连接；
所述TLM装置还包括分别通过get_data_from_fifo02()和send_data_to_fifo03()与PTU_CORE组件连接的数据存储单元。
2.基于权利要求1上述的一种基于sysML视图的GPU投影变换模块的TLM装置的操作方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)变量进行初始化；
2)等待投影变换数据存储单元的状态变化；
当需要处理的数据发送至数据存储单元中，则数据存储单元显示非空，此时将geu2sgu_ptu_busy信号置1表示不再接收后续数据，从而进入步骤3)；
当没有数据发送至数据存储单元中，数据存储单元存储状态显示为空，则一直保持等待；
3)对接收到的数据进行变换；所述接收到的数据为图元顶点坐标数据；判断数据是否为图元顶点坐标数据；
当数据为图元顶点坐标数据则将图元顶点坐标数据与投影变换矩阵相乘；
当数据不是图元顶点坐标数据直接将数据传输至下一模块数据存储等待下一模块的处理。
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