图形处理单元、系统芯片和数据处理系统的制作方法
【专利说明】图形处理单元、系统芯片和数据处理系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年12月13日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2013-0155734的优先权，该申请的内容以引用方式全文并入本文中。
技术领域
[0003]本发明构思的示例实施例涉及图形处理单元(GPU)、包括该GPU的系统芯片(SoC)和包括该图形处理单元的数据处理系统。更具体地说，本发明构思的示例实施例涉及能够减小计算量和功耗的GPU及其操作方法。
【背景技术】
[0004]GPU被配置为在显示器上呈现待显示对象的图像。近来，GPU已发展为执行曲面细分(tessellat1n)操作和几何着色，以在呈现对象的图像的处理期间在显示器上更精细地表达将待显示对象的图像。
[0005]GPU可通过执行曲面细分操作和几何着色来针对待显示对象的图像产生多个图元，并且对所述多个图元执行额外操作。然而，GPU执行该额外操作所需的计算量相当高，因此极大地增加了功耗。
【发明内容】
[0006]本发明构思的示例实施例提供了一种图形处理单元(GPU)、包括该GPU的系统芯片(SoC)和包括该GPU的数据处理系统，该GPU能够通过基于与图元相关的一些信息预先去除不可见图元来减少计算量和功耗。
[0007]根据本发明构思的一个方面，一种GPU包括:图元装配器，其被配置为产生第一图元的位置信息和第二图元的位置信息；以及可见性测试机，其被配置为基于第一图元的三角形关联信息和第二图元的位置信息来执行可见性测试，并且在操作光栅化器之前，基于可见性测试的结果去除第二图元。
[0008]在一些实施例中，第一图元的位置信息可包括第一图元的各个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标，并且第二图元的位置信息可包括第二图元的各个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标。
[0009]在一些实施例中，可见性测试机可基于第二图元的位置信息以及第一图元的位置信息和三角形关联信息来确定第二图元是否被包括在第一图元中，并且当确定第二图元被包括在第一图元中时，将第一图元的各顶点的Z坐标与第二图元的各顶点的Z坐标进行比较。
[0010]在一些实施例中，所述GPU还可包括:更新确定单元，其被配置为基于可见性测试的结果来确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中；以及更新单元，其被配置为基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果来将与第二图元有关的信息存储在可见性缓冲器中。
[0011]在一些实施例中，所述GPU还可包括三角形设置单元，其被配置为基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果，从第二图元的位置信息产生第二图元的三角形关联信息并将三角形关联信息发送至可见性缓冲器或更新单元。
[0012]在一些实施例中，所述GPU还可包括初始三角形设置单元，其被配置为基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果，从第二图元的位置信息产生第二图兀的二角形关联?目息。
[0013]在一些实施例中，所述GPU还可包括三角形设置单元，其被配置为接收第二图元的三角形关联信息并产生第二图元的三角形设置信息。
[0014]在一些实施例中，更新确定单元可将第二图元的面积与阈值面积进行比较、将第二图元的X轴长度与阈值X轴长度进行比较并且将第二图元的Y轴长度与阈值Y轴长度进行比较。
[0015]在一些实施例中，为了基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果来将与第二图元有关的信息存储在可见性缓冲器中，更新单元可基于下列中的至少一项将与第二图元有关的信息存储在可见性缓冲器中:屏幕空间是否被划分为多个区、第二图元与屏幕空间的多个区之间的包含关系以及屏幕空间的多个区之间的层次关系。
[0016]根据本发明构思的另一方面，一种GPU包括:图元装配器，其被配置为产生第一图元的位置信息和第二图元的位置信息；可见性测试机，其被配置为基于存储在可见性缓冲器中的第一图元的三角形关联信息和第二图元的位置信息来执行可见性测试，并且在操作光栅化器之前，基于可见性测试的结果去除第二图元；更新确定单元，其被配置为基于可见性测试的结果来确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中；以及更新单元，其被配置为基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果来将与第二图元有关的信息存储在可见性缓冲器中。
[0017]在一些实施例中，第一图元的位置信息可包括第一图元的各个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标，并且第二图元的位置信息可包括第二图元的各个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标。
[0018]在一些实施例中，可见性测试机可基于第二图元的位置信息以及第一图元的位置信息和三角形关联信息来确定第二图元是否被包括在第一图元中，并且当确定第二图元被包括在第一图元中时，将第一图元的各顶点的Z坐标与第二图元的各顶点的Z坐标进行比较。
[0019]在一些实施例中，所述GPU还可包括三角形设置单元，其被配置为基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果，从第二图元的位置信息产生第二图元的三角形关联信息并将三角形关联信息发送至可见性缓冲器或更新单元。
[0020]在一些实施例中，所述GPU还可包括初始三角形设置单元，其被配置为基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果，从第二图元的位置信息产生第二图兀的二角形关联?目息。
[0021]在一些实施例中，所述GPU还可包括三角形设置单元，其被配置为接收第二图元的三角形关联信息并产生第二图元的三角形设置信息。
[0022]在一些实施例中，更新确定单元可将第二图元的面积与阈值面积进行比较、将第二图元的X轴长度与阈值X轴长度进行比较并且将第二图元的Y轴长度与阈值Y轴长度进行比较。
[0023]在一些实施例中，为了基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果来将与第二图元有关的信息存储在可见性缓冲器中，更新单元可基于下列中的至少一项将与第二图元有关的信息存储在可见性缓冲器中:屏幕空间是否被划分为多个区、第二图元与屏幕空间的多个区之间的包含关系以及屏幕空间的多个区之间的层次关系。
[0024]根据本发明构思的另一方面，一种系统芯片(SoC)包括:存储器接口，其被配置为与包括可见性缓冲器的存储器交换数据，所述可见性缓冲器被配置为存储被确定为可见图元的各个第一图元中的每一个的位置信息和三角形关联信息；GPU，其被配置为处理从存储器接口接收的数据，并输出经处理的数据；以及显示器控制器，其被配置为将经处理的数据发送至显示器。GPU包括:图元装配器，其被配置为产生第一图元的位置信息和第二图元的位置信息；以及可见性测试机，其被配置为基于第一图元的三角形关联信息和第二图元的位置信息来执行可见性测试，并且在操作光栅化器之前，基于可见性测试的结果去除第二图元。
[0025]在一些实施例中，第一图元的位置信息可包括第一图元的各个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标，并且第二图元的位置信息可包括第二图元的各个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标。
[0026]在一些实施例中，可见性测试机可基于第二图元的位置信息以及第一图元的位置信息和三角形关联信息来确定第二图元是否被包括在第一图元中，并且当确定第二图元被包括在第一图元中时，将第一图元的各顶点的Z坐标与第二图元的各顶点的Z坐标进行比较。
[0027]在一些实施例中，所述SoC还可包括:更新确定单元，其被配置为基于可见性测试的结果来确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中；以及更新单元，其被配置为基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果来将与第二图元有关的信息存储在可见性缓冲器中。
[0028]在一些实施例中，所述SoC还可包括三角形设置单元，其被配置为基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果，从第二图元的位置信息产生第二图元的三角形关联信息并将三角形关联信息发送至可见性缓冲器或更新单元。
[0029]在一些实施例中，所述SoC还可包括初始三角形设置单元，其被配置为基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果，从第二图元的位置信息产生第二图兀的二角形关联?目息。
[0030]在一些实施例中，所述SoC还可包括三角形设置单元，其被配置为接收第二图元的三角形关联信息并产生第二图元的三角形设置信息。
[0031]根据本发明构思的另一方面，一种数据处理系统包括:存储器，其包括可见性缓冲器，所述可见性缓冲器被配置为存储被确定为可见图元的各个第一图元中的每一个的位置信息和三角形关联信息；数据处理装置，其被配置为处理从存储器接收的数据，并输出经处理的数据；以及显示器控制器，其被配置为接收经处理的数据并显示与经处理的数据相对应的图像。所述数据处理装置包括图元装配器，其被配置为产生第一图元的位置信息和第二图元的位置信息；以及可见性测试机，其被配置为基于第一图元的三角形关联信息和第二图元的位置信息来执行可见性测试，并且在操作光栅化器之前，基于操作光栅化器之前的可见性测试的结果去除第二图元。
[0032]根据本发明构思的另一方面，一种数据处理系统包括:存储器，其包括可见性缓冲器，所述可见性缓冲器存储被确定为可见图元的各个第一图元中的每一个的位置信息和三角形关联信息；图形处理单元，其处理从存储器接收的数据，并输出经处理的数据；图元装配器，其产生第一图元的位置信息和第二图元的位置信息；光栅化器，其将多个图元转变为多个像素；以及可见性测试机，其基于第一图元的三角形关联信息和第二图元的位置信息来执行可见性测试，并且在操作光栅化器之前，基于可见性测试的结果去除第二图元。
[0033]在一些实施例中，第一图元的位置信息可包括第一图元的各个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标，并且第二图元的位置信息可包括第二图元的各个顶点的X坐标、Y坐标和Z坐标。
[0034]在一些实施例中，可见性测试机可基于第二图元的位置信息以及第一图元的位置信息和三角形关联信息来确定第二图元是否被包括在第一图元中，并且当确定第二图元被包括在第一图元中时，将第一图元的各顶点的Z坐标与第二图元的各顶点的Z坐标进行比较。
[0035]在一些实施例中，所述数据处理系统还可包括:更新确定单元，其基于可见性测试的结果来确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中；以及更新单元，其基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果来将与第二图元有关的信息存储在可见性缓冲器中。
[0036]在一些实施例中，所述数据处理系统还可包括三角形设置单元，其基于确定是否将第二图元的位置信息存储在可见性缓冲器中的结果，从第二图元的位置信息产生第二图元的三角形关联信息并将三角形关联信息发送至可见性缓冲器或更新单元。
【附图说明】
[0037]通过如附图中所示的本发明构思的实施例的更加具体的描述，本发明构思的以上和其它特征和优点将变得清楚，图中相同的附图标记在不同的附图中始终指代相同的部分。附图不一定按照比例绘制，而是重点在于示出本发明构思的原理。
[0038]图1是包括根据本发明构思的示例实施例的图形处理单元(GPU)的数据处理系统的框图。
[0039]图2是根据本发明构思的示例实施例的图1的存储器的示意性框图。
[0040]图3是根据本发明构思的示例实施例的图1的GPU的示意性框图。
[0041]图4是根据本发明构思的示例实施例的图3的