图形处理器片段处理单元的设计与实现

针对图形处理器三维引擎中对图形的后期处理需求,实现片段写入帧缓冲区前的测试、混合、逻辑操作、累积、清除和屏蔽等关键功能。分析并提取了OpenGL核心库中的片段处理相关函数,确定了片段处理单元要实现的功能;合理安排多个片段处理功能的执行顺序,设计了基于流水线的片段处理单元结构;采用Verilog HDL对电路进行描述,采用 Cadence NC-Verilog 仿真工具进行虚拟验证,采用 Xilinx 的 ISE 工具进行综合,并在 Xilinx Virtex6 XC6VLX760 FPGA上进行原型验证,电路工作频率可以达到180 MHz,测试功能正确。在SMIC 65 nm CMOS工艺下,采用Synopsys Design-Compiler对设计进行综合,电路工作频率达到300 MHz,满足设计需求。     

一种IEEE1394物理层IP的FPGA原型验证方法

符合IEEE1394协议的物理层IP主要完成总线连接检测、连接管理、仲裁、数据收发等功能,是一款集成高速Ser-des的数模混合SoC。由于在Serdes的测试芯片设计完成前无法对1394物理层IP进行全面验证,因此文中在介绍1394 PHY物理层IP各部分功能的基础上,提出了一种以Xilinx的GTP代替1394物理层Serdes,构建FPGA原型验证平台,采用专用硬件逻辑和软件结合的方式,对1394物理层IP进行充分验证的方法。使用该平台可在Serdes设计未完成前对数字逻辑进行验证,大大缩短物理层IP的开发周期;通过软件控制下的测试项生成、测试过程监控、测试结果判断,可显著提高验证效率。     

3 D图形处理器API符合性验证方法关键技术研究

3D图形API（Application Programming Interface,应用程序编程接口）是三维图形处理函数接口的简称,它将图形系统的上层应用程序和底层驱动隔离,使得应用软件具有良好的可移植性。 OpenGL（ Open Graphics Library,开放图形接口库）是为了规避不同硬件驱动而定义的与上层接口的标准库函数。如何开发出符合OpenGL标准的API,是3D图形处理器研制及应用的关键。首先系统分析了OpenGL标准API的属性,提出了自研3D图形处理器API与OpenGL标准API符合性验证关键技术,基于FPGA平台从函数的接口参数、绘图功能、显示功能和错误反馈处理这四个方面来验证。上述验证方法具有很强的操作性,验证覆盖范围更广,验证用例的设计更为复杂。该方法加速了验证过程,提高了验证的充分性。     

基于SoC_FC芯片的电源管理系统设计与实现

机载智能电源管理系统作为航空电子系统的心脏,其功能和性能直接影响着整个航电系统的运行,因此电源管理系统的设计至关重要。介绍了一种以自主研发的高性能、高可靠性、高集成度的光纤通道芯片SoC_FC为主控制器的电源管理系统的软硬件设计与实现过程。硬件平台以SoC_FC为核心,外扩A/D转换、存储器等电路,软件设计以嵌入式操作系统VxWorks为平台。通过引入光纤通道芯片SoC_FC不仅满足了电源管理系统功能及性能的需求,同时有效地缩短了研发周期,满足了飞机高度综合、小型化的发展需求。     

PCI-E 接口驱动软件设计与实现

PCI Express 作为第三代 IO 总线标准,以其双通道、高带宽、低功耗、传输可靠等优点,正逐渐取代原有 PCI 总线,被广泛应用于嵌入式领域.其驱动程序作为应用与 PCI-E 硬件设备通信的桥梁,对系统性能的影响举足轻重.文中结合某自研芯片 PC 环境下 PCI-E 主机接口的软硬件协同设计与验证的实践,首先阐述了 Windows 环境下 PCI-E 接口驱动模型的选择,然后分析了 KMDF 驱动框架,在此基础上给出了驱动接口的设计与实现.该 PCI-E 接口驱动采用面向对象和事件驱动的 WDF 驱动开发模型,有效地降低了开发难度、缩短开发周期.利用该驱动,有效地验证了 PCI-E 主机接口逻辑功能的正确性     

符合OpenGL标准的国产化显卡研究与实现

我国现有显卡设计基本依赖国外产品,没有统一的软硬件接口,导致显示性能不高、显示软件升级和移植困难。OpenGL（ Open Graphics Library）以其强大的功能、性能及良好的兼容性成为业界广为使用的图形API接口。文中基于对OpenGL标准的深入分析,介绍了一款基于OpenGL 1.3标准的显卡设计与实现方案。该显卡与主机采用PCI总线互联,核心图形处理功能基于FPGA,采用专用硬件处理逻辑与软件结合的方式实现,可完成二维/三维硬件加速功能。经过测试和验证,该显卡可替代以ATI M9-CSP64芯片为核心的显卡。     

H.264/AVC视频编码核基于FPGA验证的设计与实现

H.264相比以前的标准具有更高的压缩率、图像质量、容错功能及网络适应性,成为当前最流行的一种高性能的视频编解码技术。基于H.264嵌入式的快速发展,对H.264编码器的验证也进入到了白热化的状态。在验证过程中,如何缩短验证时间、提高验证效率和质量从而加快芯片的上市时间也是一项艰巨的任务。文中基于H.264/AVC视频编码技术原理搭建了FPGA验证平台,从编码正确性、图像质量及性能设计了完备的验证用例,对编码核展开全面的FPGA验证。验证结果表明,H.264/AVC视频编码核功能完善,性能优良,为后续芯片提供有力的保证。     

FC协议分析仪软件设计与实现

光纤数据通道以其高带宽,低延时,可靠性强等特点成为新一代航空电子系统的主干网络。FC协议分析仪是FC网络测试、仿真、故障诊断、协议验证的必要设备,作为其核心和基础的软件功能及架构将直接影响整个系统的性能及易用性。本文在对FC协议分析的基础上,结合FC分析仪硬件系统,提出了软件的功能与架构设计方案,重点阐述了追踪控制、性能监控、踪迹查看、专家系统功能软件的设计思路。该软件为用户提供了友好的交互界面,结合系统硬件可在线和离线测试、分析FC网络状态,满足了FC协议分析的功能及性能要求,为FC网络系统的开发提供了有力的支撑。     

基于SoC-FC芯片的电源管理系统设计与实现

机载智能电源管理系统作为航空电子系统的心脏,其功能和性能直接影响着整个航电系统的运行,因此电源管理系统的设计至关重要。介绍了一种以自主研发的高性能、高可靠性、高集成度的光纤通道芯片SoC_FC为主控制器的电源管理系统的软硬件设计与实现过程。硬件平台以SoC_FC为核心,外扩A/D转换、存储器等电路,软件设计以嵌入式操作系统VxWorks为平台。通过引入光纤通道芯片SoC_FC不仅满足了电源管理系统功能及性能的需求,同时有效地缩短了研发周期,满足了飞机高度综合、小型化的发展需求。     

IPC平面裁剪算法的设计与实现

Sutherland—Hodgman算法是平面裁剪中常用的一种算法,其以顶点序列为基准,对多边形进行逐边裁剪,算法实现简单、效率高,但不适用于对凹多边形进行裁剪。文中以Sutherland-Hodgman算法（文中称为预处理算法）思想为基础,提出了一种亦可对凹多边形进行裁剪的综合多边形裁剪（Integrated Polygon Clip,IPC）算法,实现了对多边形裁剪的统一化操作。介绍了平面裁剪的使用对象,预处理裁剪算法的原理及实现关键步骤,分析了该算法用于对凹多边形裁剪的局限性,在此基础上提出一种适用于任意多边形裁剪的算法。以例证的方式演示了算法的过程,验证了算法的正确性。验证结果表明IPC算法实现了对多边形的统一裁剪。