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基于嵌入式系统的二维图形处理加速器

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第一章 绪论

1.1 图像处理单元的历史及发展概况

1.2 本课题的意义及价值

1.3 本文结构安排

第二章 2D引擎功能定义

2.1 2D引擎概述

2.2 图像和GDI

2.3 2D引擎图像格式

2.4 旧版2D引擎功能概述

2.5 GDI功能分析

2.6 新版2D引擎功能定义

第三章 2D引擎的设计与实现

3.1 2D引擎架构及模块划分

3.2 控制寄存器设定

3.3 设备控制器各模块设计

第四章 2D引擎的C++模型及验证

4.1 2D引擎的C++模型环境

4.2 C++模型设计

4.3 设计测试环境和流程

4.4 兼容性测试

第五章 2D引擎代码检查与合成

5.1 2D引擎代码检查

5.2 2D引擎的合成与分析

5.3 2D引擎的FPGA验证

第六章 结论与总结

6.1 本设计的主要工作内容

6.2 设计中的困难及总结

6.3 本课题的实际意义及展望

致谢

参考文献

附录

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摘要

多媒体片上系统(SOC)平台数据处理的重点从声音转向图像,而人们日益增长的各种软件需求加大中央处理单元(CPU)的负担,并且图像的解析度越来越高,处理的功能也越来越复杂。所以希望有专用的引擎来对图像的处理,从而把CPU解放出来。另外在标准的显示流程中,也需要一个专用的引擎来实现图像的多层叠加从而实现复杂的操作效果。所以在媒体的系统中,二维图像处理加速(2D)引擎不可或缺。
  2D引擎并没有标准来遵循,每家公司都会有自己的定义,并且下一代产品需要兼容上一代产品功能来方便已有客户的软件移植。并且随着软件图像处理功能的发展,2D引擎的技术也开始吸收软件技术来扩充自己的功能。
  本论文首先描述了2D引擎在硬件系统的重要性,分析了旧的2D引擎的各种功能和图像器件接口(GDI,Graphic Device Interface)标准主要接口函数(API,Application ProgramInterface)的功能。从中得出整个系统所需要实现的功能以及功能所选择的算法,并进行软硬件功能的划分,定义出新的2D引擎的功能。
  其次根据所定义出的2D引擎功能安排各种功能的实现顺序以及整个硬件流水的架构。在根据整个架构进行模块的划分,定义不同子模块的功能以及子模块之间的接口信号,并用硬件描述语言设计整个2D引擎。
  2D引擎是以C++来实现算法的模拟,并观测图像效果,并作为验证环境测试标准来验证2D引擎的正确性。然后再对设计进行逻辑综合,时序分析,得出2D引擎的面积和速度来作为系统集成的参考。
  最后基于2D引擎过程所遇到的问题和接触的相对高端的图像处理技术,对2D引擎的发展趋势进行预测,为下一版的2D引擎设计提供了思路,从而为系统的设计提供更多的便利性。

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