LOW POWER VERTEX SHADER FOR GRAPHIC ACCELERATION ON MOBILE DEVICES
Date Issued
2006
Date
2006
Author(s)
Chang, Chin-Hsiang
DOI
en-US
Abstract
三維繪圖是一種由數學模型生成出虛擬影像的技術﹐其目標在於生成出真實但卻是虛擬的世界。這項技術在娛樂界中廣泛的被使用：動畫和遊戲。三維繪圖的遊戲提供了使用者前所未有的娛樂感官經驗。三維的遊戲在電腦和遊樂器中都發展迅速，而且已經是一個相當成熟的產業。相較於電腦和遊樂器的應用，可用於手持式系統中的三維繪圖技術算是正在發展中的新興技術。
及時繪圖系統也已經發展多年，而之中由SGI於訂立OpenGL時彙整之rasterization管線一樣非常成功的繪圖演算法。Rasterization管線的好處在於速度，其速度上的優勢使的此套演算法被大量使用在及時應用上，例如用於個人電腦遊戲之桌上型繪圖加速器。繪圖處理單元為整合後之繪圖加速器。
硬體之三維繪圖加速器在這幾年有兩像重要的演進：第一、有上色器的管線取代了固定功能式的管線，使得繪圖加速器變的可程式化，進一步的產生更多精彩的影像。第二、用於手持裝置之繪圖加速器變的越來越重要，在手持裝置上之繪圖加速器可以提供更精美的使用者介面以及隨手可玩的功能性。但是手持裝置上受限的硬體資源和電力成為這項發展的重大限制。
在本篇論文中提出了一低功率低面積的頂點上色器架構，在這架構中有三項重要的貢獻：一、用於浮點數運算器架構中全新的最佳化方法，可以有效減少浮點數運算器之硬體面積。二、可配置的記憶體陣列，可以依照應用的不同改變輸入及輸出快取的分配。三、低功率技術。低功率技術可以分成兩方面：時脈閘和轉置後提前丟棄。在本篇論文中提出之程式層時脈閘將時脈閘這項常見的低功率技巧提升至可預先控制的層級；而轉置後提前丟棄之技術可以將三維繪圖中三角形的資訊加入到以頂點為根本之頂點上色器中。此項技術為之前未提出過之方法，且應用此技術之下，多餘之打光運算可被去除進而降低功耗。在此論文中提出了可以有效執行轉置後提前丟棄且不會增加多餘之泡沫週期之控制器。
本論文提出之特點已經利用實做之晶片驗證，實做之結果證實在引用最佳化設計之浮點數運算器可節省52.7%之查表數；而轉置後提前丟棄之技術可以在一般狀況下減低40%之運算量且在最佳狀況下減低71%之功耗。原型晶片利用臺積電0.18um製成，面積為2.738X3.371mm2。其處理速度為每秒12.5百萬頂點，等同於每秒400萬浮點數運算。
Subjects
低功率
繪圖
low power
graphic
Type
thesis
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Name
ntu-95-R93943011-1.pdf
Size
23.31 KB
Format
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