OpenVG 矢量图形加速协处理器的设计与实现

admin · 发表于 2024-2-10 20:39:39

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OpenVG是国外Khronos小组提出一个开源的矢量图型算法加速标准，其初始目标主要面向需要高质量矢量图形算法加速技术的便携手持设备。该标准实现了丰富的底层矢量绘图算法，并且在上层提供标准API（Application Programming Interface），供Flash/SVG等矢量图形应用调用。本课题的研究分析发现矢量图形绘制的过程涉及大量的浮点密集型运算，然而针对低功耗、低成本设计优化的嵌入式平台处理器一般不会内置浮点处理单元，导致其处理矢量图形时效能不足。针对嵌入式平台的特点，目前对OpenVG矢量图形库进行加速的方式主要有三种：软件优化方式、OpenGL加速方式和纯硬件实现方式。第一种通过算法优化以及浮点转定点的方式在原有嵌入式处理器上实现，速度慢但不会增加硬件成本；第二种通过OpenGL硬件进行加速，速度较快但需要支持OpenGL的设备；第三种通过设计专用硬件的方式实现，速度快但硬件成本较高。针对以上三种方案各自的特点，本课题创新的提出一种新型设计方案——软硬结合的处理方式，使其实现对OpenVG图形库的加速处理。通过对OpenVG算法原理以及算法复杂度分析研究，在通用的SoC平台上，以ARM926EJS处理器为核心，针对运算密集型的浮点运算，通过增添专用指令集的方式，设计专用的协处理器，增强嵌入式设备处理矢量图形的能力。设计结果证明了该软硬结合的协处理器方案的可行性，最终在处理速度上远超纯软件实现方案，并且在芯片面积上远小于纯硬件实现方案。该方案的提出对于推进软硬结合处理方式的研究步伐、适应市场需求等具有一定的理论与现实意义，为嵌入式平台矢量图形加速领域的其他研究人员提供了一条新的设计思路。

OpenVG 矢量图形加速协处理器的设计与实现

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