[发明专利]一种基于GCN架构显卡的二维图形加速方法

说明书

一种基于GCN架构显卡的二维图形加速方法，基于X窗口系统下的通用图形加速框架EXA以及GCN架构显卡的特性，通过实现EXA加速框架下的主要加速操作来实现GCN架构显卡的二维图形加速方法。本发明的有益效果是：通过快速建立渲染环节，对GCN架构显卡进行状态编程和着色器编程，并利用顶点资源、纹理资源、常量资源来完成EXA加速框架下的二维加速方法；避免了Glamor加速方式中的加速方法需要首先调用EGL初始化图形渲染环境，然后在调用OpenGL中API接口切换上下文进程到三维图形渲染中的繁琐过程的弊端，整个加速接口的实现在时间复杂度以及稳定性和内存消耗方面也得到了很大的改善，极大的提升了二维图形加速性能。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体地说，涉及一种基于GCN架构显卡的二维图形加速方法。

背景技术

GCN(Graphics Core Next)是AMD公司开发的一系列微体系结构以及指令集的代号。GCN架构的第一个产品于2011年推出，至今AMD GCN架构系列已经进行了五次迭代。在R600架构显卡之前，AMD/ATI显卡中有专用的区域拷贝加速硬件单元，驱动程序可以直接控制此硬件单元，进行相应的二维加速操作。R600架构及之后的显卡中移除了二维加速硬件单元，所有的二维加速操作由三维单元实现。与之前的显卡相比，GCN架构显卡并行处理能力高，架构利用率和指令吞吐率大。

在Linux图形堆栈中，支持显卡二维加速的加速方式主要有两种：Glamor加速方式和EXA加速方式。其中，EXA加速方式主要包含区域拷贝、区域填充、图像混合三个方法。目前在Linux开源图形软件栈中，如图1所示，GCN架构显卡采用Glamor来实现二维加速，没有实现二维加速的EXA框架，而由于Glamor加速方式不能完全发挥GCN显卡性能，导致二维图形渲染性能不佳。因此，为提高GCN架构显卡的二维图形性能，实现GCN架构显卡的EXA二维加速方法是非常有必要的。

现有的GCN架构显卡使用Glamor实现二维加速，这种加速方式是利用EGL接口，将X窗口系统的渲染转换为OpenGL操作，利用操作系统中任何现有的三维引擎，通过调用OpenGL驱动程序的API接口来实现二维加速。这样当应用场景需要执行一个二维操作时，就必须来回的切换上下文进程才能完成，也因此对系统整体资源带来极大的消耗，导致GCN架构显卡的二维加速操作性能低下。

而现有的EXA加速方式中的二维加速操作方法主要针对非GCN架构显卡硬件特性而实现的，主要包含三部分：三维渲染引擎的初始化、着色器程序的配置、图形资源的配置(顶点资源、纹理资源、常量资源)。这种实现方式不需要来回切换上下文进程，与Glamor加速方式相比，对系统整体资源的消耗会更少，性能会更高。据悉，还没有针对GCN架构显卡中EXA加速方式的二维加速方法实现。

中国发明专利(申请号CN201210380598.2)提供了一种基于嵌入式加速核心的独立显卡架构，包括加速部件、互连总线和传输部件。显示控制器用于将显示存储器中像素数据输出至显示装置；图形处理器用于对图形类任务进行加速；视频加速器用于对视频和图像数据进行编解码操作。虽然该发明通过设计基于嵌入式加速核心构建功能完整的独立显卡，满足了PC机和服务器等领域对显示与多媒体处理能力需求，但是并没有涉及到本发明所考虑的GCN架构显卡的二维图形加速问题。

中国发明专利(申请号CN201310549819.9)提供了一种使用硬件加速实现浏览器渲染的方法和浏览器，安装该浏览器的终端的显卡具有图形处理器GPU硬件加速功能，其中使用硬件加速实现浏览器渲染的方法包括以下步骤：根据显卡的信息在预设的硬件加速映射表中查找显卡对应的硬件加速映射数据项；从对应的硬件加速映射数据项中确定出显卡支持硬件加速的网页元素类型；按照确定出的网页元素类型对浏览器页面的渲染进行GPU硬件加速。虽然该发明提高了GPU硬件加速在网页渲染的可用性，避免了因硬件加速导致出现浏览器蓝屏或崩溃的现象，但是并没有涉及到本发明所考虑的GCN架构显卡的二维图形加速问题。