Vivante GPU簡介

目錄

1. IMX6Q中Vivante GPU簡介    1

1.1    IMX6Q中GPU型號    1

1.2    Vivante GC2000硬件架構    1

2. Vivante GPU使用的圖形API簡介    2

2.1    OpenGL ES    2

2.2    EGL    2

2.3    Vivante GPU軟件框架    3

 

 

1. IMX6Q中Vivante GPU簡介

2. IMX6Q中GPU型號

   在imx6q中有3個vivante的GPU，分別是GC2000、GC320、GC355。GC2000負責3D圖形的加速，GC320負責2D圖形的加速，GC355負責矢量圖形的加速。如圖 11所示：

   圖 11 Vivante GPU簡介

3. Vivante GC2000硬件架構

   圖 12 GC2000硬件架構

   圖 12表示的是GC2000 GPU的硬件架構，各模塊的具體做用以下：

   Host Interface：GPU和CPU還有內存通信的接口。

   Memory Controller：GPU內存控制器。

   Graphics Pipeline Front End：至關於GPU內部的DMA，用於從內存中取指令和數據給GPU處理。

   Ultra-threaded Unifed Shader：統一着色器，便可用做頂點着色器(vertex shader)也能用做片元着色器(fragment shader)。用做vertex shader時主要負責幾何變換和光照計算，用做fragment shader時主要負責處理貼圖數據和計算像素顏色。

   3D Rendering Engine：負責將三角形和線段轉換爲像素(光柵化)，計算三角形面的顏色屬性等。

   Texture Engine：用於材質貼圖的處理。

   Pixel Engine/Resolve：負責像素透明處理，可見平面的測定和抗鋸齒的一些處理，並將GPU處理完成的圖像數據輸出到frambuffer。

4. Vivante GPU使用的圖形API簡介

5. OpenGL ES

   OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems) 是 OpenGL 三維圖形 API 的子集，針對手機、PDA和遊戲主機等嵌入式設備而設計。OpenGL ES 是從 OpenGL 裁剪的定製而來的，去除了四邊形、多邊形等複雜圖元等許多非絕對必要的特性。OpenGL ES 1.x 針對固定pipeline硬件，OpenGL ES 2.x 針對可編程pipeline硬件。

6. EGL

   OpenGL是一個操做GPU的API，它經過驅動向GPU發送相關指令，控制pipeline狀態機的運行狀態。但OpenGL須要與本地視窗系統進行交互，這就須要一箇中間控制層，最好與平臺無關，EGL所以被獨立的設計出來，它做爲OpenGL ES和本地窗口的橋樑。

   EGL API 是獨立於OpenGL ES各版本標準的獨立API ，其主要做用是爲OpenGL指令建立 Context 、繪製目標Surface 、配置Framebuffer屬性、Swap提交繪製結果等。此外，EGL爲GPU廠商和OS窗口系統之間提供了一個標準配置接口。通常來講，OpenGL ES中pipeline的狀態被存儲於EGL管理的一個Context中。而Frame Buffers 和其餘繪製Surfaces 經過EGL API進行建立、管理和銷燬。 EGL 同時也控制和提供了對設備顯示和可能的設備渲染配置的訪問。

   圖 21爲一個典型的EGL系統佈局。應用程序經過調用EGL API進行window、surface、context的初始化，接着經過調用OpenGL ES的API進行設置context等，最後調用GPU渲染API進行渲染。

    

   圖 21典型EGL系統佈局

7. Vivante GPU軟件框架

   圖 22表示的是Vivante GPU的軟件框架。GAL Driver是爲了下降跨平臺(操做系統，硬件平臺)移植的難度而設計的一套API，包括用戶層驅動：主要提供GAL API給開發者使用；內核層驅動：主要負責管理對GPU硬件的操做。

   在實際使用中，圖中的EGL、OpenGL ES等圖形庫以動態庫形式被使用，用戶層的GAL Driver也以動態庫形式被使用，內核層的GAL Driver之內核模塊驅動形式被使用。

   圖 22 Vivante GPU框架