矢量图形处理器不通过DDR完成图形图像实时绘制的装置的制作方法

本发明涉及图像处理领域，特别是涉及一种矢量图形处理器不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置。

背景技术：

在现有的包含矢量图形处理器的芯片架构中，矢量图形处理器所需要的存储部分包括矢量图形处理器内部存储器sram和矢量图形处理器的外部存储器ddr。内部存储器sram是矢量图形处理器在执行程序时的临时处理区，它的突出优点是存取速度快，但是容量一般较小。外部存储器ddr是用来存储矢量图形处理器执行程序所需的外部数据，ddr的容量较大，存取速度慢，在一个soc系统中，ddr的成本在整体成本中所占的比例越来越大。

随着可穿戴设备和物联网应用的不断发展，嵌入式产品的矢量图形处理器芯片对面积和性能的要求越来越高。在矢量图形处理器芯片的设计方案中，节省芯片面积和提高性能是芯片设计者的主要研究方向。如何在保证芯片功能完备的同时尽量地减少面积和提高性能，成为了芯片设计领域的一个难点和重要课题。因此本发明提出了一种不使用外部存储器ddr的矢量图形处理器芯片解决方案，在这个解决方案中，所有的矢量图形处理器存储部分都是使用内部存储器sram，由于外部存储器ddr的面积在整个soc芯片中的面试和成本所占比较大，因此不使用外部存储器ddr可以显著减小整个矢量图形处理器芯片的面积和soc的成本，同时由于内部存储器sram的速度更快，矢量图形处理器芯片的性能也会提高。

鉴于以上所述，提供一种矢量图形处理器不通过ddr完成图形图像实时绘制，以减少矢量图形处理器芯片面积和提高矢量图形处理器性能的装置实属必要。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种矢量图形处理器不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置，用于解决现有技术中矢量图形处理器芯片面积过大和矢量图形处理器性能较低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种矢量图形处理器不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置，所述装置与soc内部的中央处理器以及图像显示器相连接，所述装置包括：矢量图形处理器、第一数据选择器、第二数据选择器、第三数据选择器、第四数据选择器、第一内部存储器、第二内部存储器、第三内部存储器、第四内部存储器、以及显示控制器；所述中央处理器与所述第一数据选择器相连，所述第一数据选择器与所述第一内部存储器以及所述第二内部存储器相连，所述第二数据选择器与所述第一内部存储器以及所述第二内部存储器相连，所述矢量图形处理器与所述第二数据选择器以及所述第三数据选择器相连，所述第三数据选择器与所述第三内部存储器以及所述第四内部存储器相连，所述第四数据选择器与所述第三内部存储器以及所述第四内部存储器相连，所述显示控制器与所述第四数据选择器以及所述图像显示器相连；所述中央处理器用于发送行同步和列同步信号至所述装置，以及发送矢量图形处理器所需要的命令和数据；所述第一数据选择器、第二数据选择器、第三数据选择器及第四数据选择器用于命令和数据的传输；所述第一内部存储器、第二内部存储器、第三内部存储器及第四内部存储器用于存储一帧图像所需的命令和数据；所述矢量图形处理器用于依据所述命令和数据完成图形图像实时绘制；所述显示控制器用于读取的数据并按照图像显示协议输出图像到所述图像显示器。

优选地，所述装置在处理图像时以8行作为一个处理单位，每个处理单位的总和为8倍图像宽度的像素点。

优选地，所述中央处理器用于发送行同步和列同步信号，以及将矢量图形处理器所需要的命令和数据通过第一数据选择器写入到第一内部存储器或第二内部存储器中。

优选地，所述第一数据选择器用于控制将命令和数据写入到第一内部存储器或者第二内部存储器中，在第一帧图像时，命令和数据通过第一数据选择器写入到第一内部存储器中，在第二帧图像时，命令和数据通过第一数据选择器写入到第二内部存储器中，之后依次交替写入到第一内部存储器或者第二内部存储器中。

优选地，所述第一内部存储器和第二内部存储器用于存储一帧图像所需的命令和数据，第一内部存储器和第二内部存储器是以一帧图像为单位来交替使用的，在第一帧图像开始之前，中央处理器将命令和数据通过第一数据选择器写入到第一内部存储器，当矢量图形处理器执行第一内部存储器中的命令和数据时，中央处理器将命令和数据通过第一数据选择器写入到第二内部存储器，然后在下一帧图像开始时，矢量图形处理器执行第二内部存储器中的命令和数据，同时中央处理器将命令和数据通过第一数据选择器写入到第一内部存储器中，以此类推，在接下来的图像中，矢量图形处理器交替执行第一内部存储器和第二内部存储器中的命令和数据。

优选地，所述第二数据选择器用于控制将第一内部存储器或者第二内部存储器中的数据和命令读取到矢量图形处理器中。

优选地，所述矢量图形处理器执行第一内部存储器或者第二内部存储器中的命令并绘制出相应的图形，并根据中央处理器用于发送行同步和列同步信号，每绘制完8行数据，便将绘制好的数据通过第三数据选择器写入到第三内部存储器或第四内部存储器中。

优选地，所述第三数据选择器用于控制将所述矢量图形处理器绘制好的数据写入到第三内部存储器或者第四内部存储器中，在第一个8行图像绘制完时，绘制好的数据通过第三数据选择器写入到第三内部存储器中，在第二个8行图像绘制完时，绘制好的数据通过第三数据选择器写入到第四内部存储器中，之后的每8行数据依次交替写入到第三内部存储器或者第四内部存储器中。

优选地，所述第三内部存储器和第四内部存储器用来存储矢量图形处理器所绘制的8行数据，第三内部存储器和第四内部存储器以8行数据为单位交替使用，在第一个8行数据写入之前，矢量图形处理器将8行数据通过第三数据选择器写入到第三内部存储器，当显示控制器读取通过第四数据选择器读取第三内部存储器中的数据时，矢量图形处理器将下一组8行数据通过第三数据选择器写入到第四内部存储器，然后在下一组8行数据开始时，显示控制器读取第四内部存储器中的数据，同时矢量图形处理器将新的8行数据通过第三数据选择器写入到第三内部存储器中，以此类推。

优选地，所述第四数据选择器用于控制将第三内部存储器或者第四内部存储器中的数据读取到显示控制器中，所述显示控制器用于控制从第三内部存储器或者第四内部存储器中读取的数据并按照图像显示协议输出图像到图像显示器中，所述显示控制器输出到图像显示器中数据包括列同步信号，行同步信号和行图像数据。

如上所述，本发明的矢量图形处理器不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置，具有以下有益效果：

1)本发明节省了整个soc芯片的面积。以1920x1080的分辨率为例，本发明使用了4个内部存储器sram，每个内部存储器的大小为1920*8*4字节；如果使用传统的ddr方案，需要准备的存储器大小为1920*1080*4字节，使用新的方案可以节省97％的存储器面积。

2)本发明可以提高soc芯片内部访问存储器的性能，这是因为访问内部存储器sram的速度比访问ddr快得多。通过减少数据延迟，用较低的时钟频率就可以达到图像实时绘制。提高图形处理的性能的同时可以降低系统功耗。

3)本发明不通过ddr完成图形图像实时绘制的架构方法，很好地考虑了现在系统中各个子模块的协同工作关系，具有架构清晰，分工明确，易实现，软件控制流程简单等优点，能够广泛应用于物联网、可穿戴设备和车载设备中。

附图说明

图1显示为本发明的矢量图形处理器不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置的结构示意图。

图2显示为本发明的矢量图形处理器不通过ddr完成图形图像实时绘制的方法步骤流程图。

元件标号说明

101第一数据选择器

102第二数据选择器

103第三数据选择器

104第四数据选择器

105第一内部存储器

106第二内部存储器

107第三内部存储器

108第四内部存储器

109矢量图形处理器

110显示控制器

201中央处理器

301图像显示器

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图2。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，本实施例提供一种矢量图形处理器109不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置，所述装置与soc内部的中央处理器201以及图像显示器301相连接，所述装置包括：矢量图形处理器109、第一数据选择器101、第二数据选择器102、第三数据选择器103、第四数据选择器104、第一内部存储器105、第二内部存储器106、第三内部存储器107、第四内部存储器108、以及显示控制器110；所述中央处理器201与所述第一数据选择器101相连，所述第一数据选择器101与所述第一内部存储器105以及所述第二内部存储器106相连，所述第二数据选择器102与所述第一内部存储器105以及所述第二内部存储器106相连，所述矢量图形处理器109与所述第二数据选择器102以及所述第三数据选择器103相连，所述第三数据选择器103与所述第三内部存储器107以及所述第四内部存储器108相连，所述第四数据选择器104与所述第三内部存储器107以及所述第四内部存储器108相连，所述显示控制器110与所述第四数据选择器104以及所述图像显示器301相连；

所述中央处理器201用于发送行同步和列同步信号至所述装置，以及发送矢量图形处理器109所需要的命令和数据；所述第一数据选择器101、第二数据选择器102、第三数据选择器103及第四数据选择器104用于命令和数据的传输；所述第一内部存储器105、第二内部存储器106、第三内部存储器107及第四内部存储器108用于存储一帧图像所需的命令和数据；所述矢量图形处理器109用于依据所述命令和数据完成图形图像实时绘制；所述显示控制器110用于读取的数据并按照图像显示协议输出图像到所述图像显示器301。

所述装置在处理图像时以8行作为一个处理单位，每个处理单位的总和为8倍图像宽度的像素点。中央处理器201通过连续发送行同步和列同步信号到所述矢量图形处理器109不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置来控制这个装置的运行。

所述中央处理器201用于发送行同步和列同步信号，以及将矢量图形处理器109所需要的命令和数据通过第一数据选择器101写入到第一内部存储器105或第二内部存储器106中。

所述第一数据选择器101用于控制将命令和数据写入到第一内部存储器105或者第二内部存储器106中，在第一帧图像时，命令和数据通过第一数据选择器101写入到第一内部存储器105中，在第二帧图像时，命令和数据通过第一数据选择器101写入到第二内部存储器106中，之后依次交替写入到第一内部存储器105或者第二内部存储器106中。

所述第一内部存储器105和第二内部存储器106用于存储一帧图像所需的命令和数据，第一内部存储器105和第二内部存储器106是以一帧图像为单位来交替使用的，在第一帧图像开始之前，中央处理器201将命令和数据通过第一数据选择器101写入到第一内部存储器105，当矢量图形处理器109执行第一内部存储器105中的命令和数据时，中央处理器201将命令和数据通过第一数据选择器101写入到第二内部存储器106，然后在下一帧图像开始时，矢量图形处理器109执行第二内部存储器106中的命令和数据，同时中央处理器201将命令和数据通过第一数据选择器101写入到第一内部存储器105中，以此类推，在接下来的图像中，矢量图形处理器109交替执行第一内部存储器105和第二内部存储器106中的命令和数据。

所述第二数据选择器102用于控制将第一内部存储器105或者第二内部存储器106中的数据和命令读取到矢量图形处理器109中。

所述矢量图形处理器109执行第一内部存储器105或者第二内部存储器106中的命令并绘制出相应的图形，并根据中央处理器201用于发送行同步和列同步信号，每绘制完8行数据，便将绘制好的数据通过第三数据选择器103写入到第三内部存储器107或第四内部存储器108中。

所述第三数据选择器103用于控制将所述矢量图形处理器109绘制好的数据写入到第三内部存储器107或者第四内部存储器108中，在第一个8行图像绘制完时，绘制好的数据通过第三数据选择器103写入到第三内部存储器107中，在第二个8行图像绘制完时，绘制好的数据通过第三数据选择器103写入到第四内部存储器108中，之后的每8行数据依次交替写入到第三内部存储器107或者第四内部存储器108中。

所述第三内部存储器107和第四内部存储器108用来存储矢量图形处理器109所绘制的8行数据，第三内部存储器107和第四内部存储器108以8行数据为单位交替使用，在第一个8行数据写入之前，矢量图形处理器109将8行数据通过第三数据选择器103写入到第三内部存储器107，当显示控制器110读取通过第四数据选择器104读取第三内部存储器107中的数据时，矢量图形处理器109将下一组8行数据通过第三数据选择器103写入到第四内部存储器108，然后在下一组8行数据开始时，显示控制器110读取第四内部存储器108中的数据，同时矢量图形处理器109将新的8行数据通过第三数据选择器103写入到第三内部存储器107中，以此类推。

所述第四数据选择器104用于控制将第三内部存储器107或者第四内部存储器108中的数据读取到显示控制器110中，所述显示控制器110用于控制从第三内部存储器107或者第四内部存储器108中读取的数据并按照图像显示协议输出图像到图像显示器301中，所述显示控制器110输出到图像显示器301中数据包括列同步信号，行同步信号和行图像数据。

需要说明的是，本实施例仅提供了一种较为简单的矢量图形处理器109不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置，在其它的实施过程中，本领域技术人员基于本实施例所公开的方案后，通过增加数据选择器以及内部存储器的数量来对本实施例的装置进行扩展，如增加1～100个数据选择器以及1～100个内部存储器等，基于本实施例所公开的内容，通过设计各部件的连接关系，可以获得处理能力较强，较为大型的矢量图形处理器109不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置，也应属于本发明权利要求所要求保护的范围之内。

如图2所示，本实施例还提供一种矢量图形处理器109不通过ddr完成图形图像实时绘制的方法，包括如下步骤：

步骤1)，构建一种矢量图形处理器109不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置，所述装置与soc内部的中央处理器201以及图像显示器301相连接，所述装置包括：矢量图形处理器109、第一数据选择器101、第二数据选择器102、第三数据选择器103、第四数据选择器104、第一内部存储器105、第二内部存储器106、第三内部存储器107、第四内部存储器108、以及显示控制器110；所述中央处理器201与所述第一数据选择器101相连，所述第一数据选择器101与所述第一内部存储器105以及所述第二内部存储器106相连，所述第二数据选择器102与所述第一内部存储器105以及所述第二内部存储器106相连，所述矢量图形处理器109与所述第二数据选择器102以及所述第三数据选择器103相连，所述第三数据选择器103与所述第三内部存储器107以及所述第四内部存储器108相连，所述第四数据选择器104与所述第三内部存储器107以及所述第四内部存储器108相连，所述显示控制器110与所述第四数据选择器104以及所述图像显示器301相连。

步骤2)，所述中央处理器201用于发送行同步和列同步信号，以及将矢量图形处理器109所需要的命令和数据通过第一数据选择器101写入到第一内部存储器105或第二内部存储器106中，在第一帧图像时，命令和数据通过第一数据选择器101写入到第一内部存储器105中，在第二帧图像时，命令和数据通过第一数据选择器101写入到第二内部存储器106中，之后依次交替写入到第一内部存储器105或者第二内部存储器106中。

步骤3)，所述第一内部存储器105和第二内部存储器106存储一帧图像所需的命令和数据，第一内部存储器105和第二内部存储器106是以一帧图像为单位来交替使用的，在第一帧图像开始之前，中央处理器201将命令和数据通过第一数据选择器101写入到第一内部存储器105，当矢量图形处理器109执行第一内部存储器105中的命令和数据时，中央处理器201将命令和数据通过第一数据选择器101写入到第二内部存储器106，然后在下一帧图像开始时，矢量图形处理器109执行第二内部存储器106中的命令和数据，同时中央处理器201将命令和数据通过第一数据选择器101写入到第一内部存储器105中，以此类推；

步骤4)，在接下来的图像中，矢量图形处理器109通过第二数据选择器102交替执行第一内部存储器105和第二内部存储器106中的命令和数据绘制出相应的图形，并根据中央处理器201用于发送行同步和列同步信号，每绘制完8行数据，便将绘制好的数据通过第三数据选择器103写入到第三内部存储器107或第四内部存储器108中；例如，在第一个8行图像绘制完时，绘制好的数据通过第三数据选择器103写入到第三内部存储器107中，在第二个8行图像绘制完时，绘制好的数据通过第三数据选择器103写入到第四内部存储器108中，之后的每8行数据依次交替写入到第三内部存储器107或者第四内部存储器108中。

步骤5)，在第一个8行数据写入之前，矢量图形处理器109将8行数据通过第三数据选择器103写入到第三内部存储器107，当显示控制器110读取通过第四数据选择器104读取第三内部存储器107中的数据时，矢量图形处理器109将下一组8行数据通过第三数据选择器103写入到第四内部存储器108，然后在下一组8行数据开始时，显示控制器110读取第四内部存储器108中的数据，同时矢量图形处理器109将新的8行数据通过第三数据选择器103写入到第三内部存储器107中，以此类推。

步骤6)，所述第四数据选择器104控制将第三内部存储器107或者第四内部存储器108中的数据读取到显示控制器110中，所述显示控制器110用于控制从第三内部存储器107或者第四内部存储器108中读取的数据并按照图像显示协议输出图像到图像显示器301中，所述显示控制器110输出到图像显示器301中数据包括列同步信号，行同步信号和行图像数据。

如上所述，本发明的矢量图形处理器109不通过ddr完成图形图像实时绘制的装置，具有以下有益效果：

1)本发明节省了整个soc芯片的面积。以1920x1080的分辨率为例，本发明使用了4个内部存储器sram，每个内部存储器的大小为1920*8*4字节；如果使用传统的ddr方案，需要准备的存储器大小为1920*1080*4字节，使用新的方案可以节省97％的存储器面积。

2)本发明可以提高soc芯片内部访问存储器的性能，这是因为访问内部存储器sram的速度比访问ddr快得多。通过减少数据延迟，用较低的时钟频率就可以达到图像实时绘制。提高图形处理的性能的同时可以降低系统功耗。

3)本发明不通过ddr完成图形图像实时绘制的架构方法，很好地考虑了现在系统中各个子模块的协同工作关系，具有架构清晰，分工明确，易实现，软件控制流程简单等优点，能够广泛应用于物联网、可穿戴设备和车载设备中。

所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。