arm公司推出三維圖形系統(tǒng)解決方案

1、ARM公司推出三維圖形系統(tǒng)解決方案公司推出三維圖形系統(tǒng)解決方案當(dāng)今的移動(dòng)和消費(fèi)設(shè)備都具有復(fù)雜的圖形用戶界面，而且很多還集成了游戲功能。這導(dǎo)致越來(lái)越高的性能和功能要求，同時(shí)要求更低的成本和功耗。來(lái)自ARM公司的ARMMali系列圖形IP核專門設(shè)計(jì)用于滿足移動(dòng)設(shè)備中高性能二維(2D)和三維(3D)圖形的市場(chǎng)需求。ARMMali產(chǎn)品通過(guò)那些服務(wù)于移動(dòng)電話和PDA制造商、移動(dòng)游戲機(jī)供應(yīng)商和汽車行業(yè)的信息娛樂(lè)系統(tǒng)制造商的系統(tǒng)集成商和SoC供應(yīng)商集

2、成到終端用戶設(shè)備中；而所有這些領(lǐng)域都需要成熟的圖形功能。Mali200像素處理器和MaliGP2幾何處理器最新的ARMMali圖形解決方案由ARMMali200像素處理器和MaliGP2可編程幾何處理器組成。它們共同組成了一個(gè)完整的OpenGLES2.0可編程圖形解決方案。一直以來(lái)，3D圖形加速器都需要非常高的存儲(chǔ)器帶寬。Mali系列通過(guò)使用小片渲染方案來(lái)最小化存儲(chǔ)器帶寬。小片渲染也稱為延遲渲染，因?yàn)殇秩颈谎舆t到多邊形(三角形)的一個(gè)完

3、整幀準(zhǔn)備好渲染才開(kāi)始。小片方案將屏幕劃分成若干小片，一次一個(gè)小片地渲染到片上的小片存儲(chǔ)器，這意味著采用傳統(tǒng)渲染器時(shí)許多需要片外實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)器訪問(wèn)在使用Mali核時(shí)可以保持在片上實(shí)現(xiàn)。由于片外存儲(chǔ)器讀取比片上存儲(chǔ)器讀取需要的功耗高一個(gè)數(shù)量級(jí)，因此這樣做有助于降低功耗，對(duì)于要求長(zhǎng)電池壽命的移動(dòng)設(shè)備來(lái)說(shuō)這是很關(guān)鍵的。小片渲染方法的一個(gè)缺點(diǎn)是成本，與簡(jiǎn)單的“直接模式”渲染器相比，增加的復(fù)雜性將導(dǎo)致更高的邏輯門數(shù)，并導(dǎo)致更大的硅片面積和更高的成本。

4、Mali系列使用小片渲染和傳統(tǒng)的“直接模式”渲染結(jié)合的獨(dú)特方式，因此能同時(shí)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器帶寬和成本面積的最小化，并使Mali內(nèi)核遠(yuǎn)小于競(jìng)爭(zhēng)性的移動(dòng)小片渲染器。Mali系列是由Mali55、新的Mali200和MaliGP2組成，前者實(shí)現(xiàn)了OpenGLES1.1固定功能渲染API，而Mali200和MaliGP2一起實(shí)現(xiàn)了OpenGLES1.1API和OpenGLES2.0可編程API。OpenGLES2.0API通過(guò)一個(gè)可替代OpenGLE

5、X1.1中固定功能管線的可編程渲染管線提供顯著的靈活性和高質(zhì)量。因此只需很少量的多邊形就可實(shí)現(xiàn)很高的質(zhì)量，從而不僅最小化了存儲(chǔ)器帶寬，而且最大化了圖形質(zhì)量。Mali55內(nèi)核可以從前向光柵實(shí)現(xiàn)OpenGLES1.1管線。Mali200也是從前向光柵實(shí)現(xiàn)OpenGLES2.0管線級(jí)。MaliGP2則實(shí)現(xiàn)了圖形管線的VertexShader部分。就像OpenGLES一樣，Mali內(nèi)核還能實(shí)現(xiàn)其它的API，例如微軟的DirectXMobile。

6、圖3：利用全屏抗鋸齒功能提高圖像質(zhì)量。圖像質(zhì)量、系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)流為了充分利用移動(dòng)電話、PDA和移動(dòng)GPS設(shè)備的小型顯示器，Mali內(nèi)核提供了全屏反鋸齒(FSAA)功能。FSAA可以減少鋸齒狀圖形，從而改善圖像質(zhì)量。Mali內(nèi)核使用了一種正在申請(qǐng)專利的技術(shù)，這種技術(shù)能實(shí)現(xiàn)4倍的反鋸齒效果，而對(duì)存儲(chǔ)器帶寬以及幀速率幾乎沒(méi)有影響，盡管可以實(shí)現(xiàn)16倍的反鋸齒，但是會(huì)在一定程度上增加帶寬并降低幀速率。Mali圖形內(nèi)核針對(duì)統(tǒng)一存儲(chǔ)器架構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，

7、在這種架構(gòu)中，單個(gè)存儲(chǔ)器子系統(tǒng)可在主處理器和圖形加速器之間共享。Mali內(nèi)核的主系統(tǒng)接口是AMBA3AX主機(jī)接口。AMBA2APB接口用于編程片上寄存器。對(duì)Mali寄存器的訪問(wèn)量很少，因?yàn)槊總€(gè)幀的全部圖形處理命令集中在存儲(chǔ)器內(nèi)，最多只有存儲(chǔ)器中的命令基地址需要重新編程到寄存器內(nèi)。需要顯示的圖形對(duì)象被分割成許多列三角形，這些三角形由三個(gè)用X、Y和Z空間坐標(biāo)給出的頂點(diǎn)組成。針對(duì)MaliGP2的頂點(diǎn)和命令由ARM處理器寫(xiě)入到存儲(chǔ)器中。Mali

8、GP2對(duì)命令和頂點(diǎn)進(jìn)行處理，將處理后的頂點(diǎn)寫(xiě)回到主存儲(chǔ)器中(在Mali55中，這是由優(yōu)化的軟件來(lái)處理的)。然后由Mali200對(duì)三角形進(jìn)行光柵化處理從主存儲(chǔ)器中讀取頂點(diǎn)和命令，一次對(duì)一個(gè)小片進(jìn)行渲染。經(jīng)光柵化處理(或渲染過(guò))的小片被寫(xiě)入到存儲(chǔ)器中，然后由LCD或VGA控制器讀取和顯示。因?yàn)镸ali內(nèi)核具有延遲渲染特點(diǎn)，因此在ARM內(nèi)核和MaliGP2之間以及在MaliGP和Mali200之間的管線是以一個(gè)幀為基礎(chǔ)產(chǎn)生一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀，并

9、存儲(chǔ)到管線流中每個(gè)器件之間的主存儲(chǔ)器中。與競(jìng)爭(zhēng)方案相比，Mali圖形內(nèi)核需要較小的存儲(chǔ)器帶寬，但是存儲(chǔ)器系統(tǒng)帶寬依然很重要。Mali內(nèi)核設(shè)計(jì)成與主處理器共享SDRAM。當(dāng)前的SDRAM器件具有較高的時(shí)鐘速度以及較高的理論最大帶寬，但是延遲時(shí)間較長(zhǎng)。Mali內(nèi)核設(shè)計(jì)成與SDRAM一起工作。來(lái)自Mali內(nèi)核的事務(wù)大多數(shù)是4個(gè)字或8個(gè)字串。3D圖形引擎不同于通用的處理器，各個(gè)存儲(chǔ)器訪問(wèn)之間幾乎沒(méi)有依賴性。在前一個(gè)像素的數(shù)據(jù)返回之前，可以開(kāi)始另