嵌入式GPU中面积有效、功能复用的裁剪模块

摘要

本实用新型涉及计算机图形学和集成电路设计领域，为提高裁剪率，减少裁剪周期，提高嵌入式GPU的整体性能，本实用新型采取的技术方案是，嵌入式GPU中面积有效、功能复用的裁剪模块，包括6个小模块：寄存器组(Register Group)、编码单元(Outcoding Unit)、预裁剪单元(Pre-Clipping Unit)、SH(Sutherland-Hodgeman)裁剪单元(SH Clipping Unit)、共用运算单元(Shared Arithmetic Unit)、以及控制单元(Control Unit)；方法分为预裁剪和裁剪两部分，预裁剪将会处理一些容易判断位置的图形。而当预裁剪判定该图形需要裁剪时，则需要对图形进行裁剪，得到新的图形输出到下一个阶段。本实用新型主要应用于计算机图形学和集成电路设计。

主权项

一种嵌入式GPU中面积有效、功能复用的裁剪模块，其特征是，包括6个小模块：寄存器组(Register Group)、编码单元(Outcode Unit)、预裁剪单元(Pre‑Clipping Unit)、SH(Sutherland‑Hodgeman)裁剪单元(SH Clipping Unit)、共用运算单元(Shared Arithmetic Unit)、以及控制单元(Control Unit)；在以上的各个模块中，数据通路如下：裁剪模块接收到顶点数据，将数据存放在寄存器组；编码单元对顶点数据编码，得到的编码存放回寄存器组，编码完后预裁剪单元判定三角形是否需要裁剪，产生相关信号并将信号传给控制单元；控制单元根据预裁剪单元传回的信号，判定是否需要进行SH裁剪，如果根据信号判定三角形和可视窗口相交则需要SH裁剪，将顶点数据传入SH裁剪单元，经过三级裁剪：X和‑X，Y和‑Y，Z和‑Z；产生新的数据并传回顶点寄存器组，最后将新的顶点数据重组若干个三角形输出，如果信号表明三角形在可视窗口内，则控制单元直接将顶点数据传给下一个模块；如果信号表明三角形在可视窗口外，则控制单元删除顶点数据，并接收下一组顶点数；共用运算单元由两个4维向量内积运算单元(Floating‑point4D Vector Dot Product,DP4)组成；一共有4对四维向量输入，来自预裁剪单元2对，来自SH裁剪单元2对，并根据控制信号来选择哪2对进行运算，如果控制信号显示目前处于预裁剪阶段，则选择来自预裁剪单元的向量，反之，则选择裁剪单元的向量。