gpu中图像管线验证平台的设计与实现

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1、．一，巧聲《丢善圍硕±学位论文胃国ＧＰＵ中图像管线验证平台的设计与实现ｖＩ作者巧名华晴晴学校导师姓名、职碌李娜副教授Ｓ企业导师姓名、巧祿张媒高工｜申请学位类别工程硕±Ｉ西安电子科技大学学位论文独创巧（或御新性）声明秉承学校严谨的学风和化良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师Ｌ指导下进行的硏究工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｕ标注和致谢中所罗列的内容臥外，论文中不包含其他人ｂ经发表或撰写过的研巧成果；也不包含为获

2、得西安屯予科技大学或其它教肯机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同Ｘ作的同事对本研究所做的任何责献均己在论义中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承胆切法律责任。＊从Ｉ、巧本人盜名：聲嘴日期：Ｕ西安电子科技大学关于论文使用授权的说明：本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即研巧生在校攻读学位期问论文工作的知识产权厲于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可臥公布论文的全部或部分内容，允许采

3、用影目Ｐ、缩印或其它复制手段保存论文。问时本人保证，巧合学位论义研巧成果完成的论、西。，名单位电子科义发明专利等成果署为安技大学授。保的学位论文后适用权书密在年解密本＿名；夺导綻；本人签师名听畔私务诚Ｗｗ、期，日期；日学校代码10701学号1311122899分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文GPU中图像管线验证平台的设计与实现作者姓名：华晴晴领域：软件工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：李娅妮副教授企业导师姓名、职称：张骏高工学院：微电子学院提

4、交日期：2016年3月DesignandImplementationofImagingPipelineVerificationPlatformforGPUAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByHuaQingqingSupervisor:LiYaniAssociateProfessorZhangJunSeniorEng

5、ineerMarch2016摘要摘要随着计算机图形图像技术的发展，人们对图形处理器的性能要求也越来越高。因此，学术界和企业界非常关注高性能图形处理器设计，使得图形处理硬件设计技术得到了飞速发展。3D引擎作为图形处理器GPU的核心部分，主要用于完成三维图形图像的渲染工作。而图像管线模块作为3D引擎的重要组成部分，主要用于完成OpenGL标准所规定的图像的绘制、读取、复制、缩放、颜色替换、像素映射、纹理图像定义以及位图处理等像素操作。在芯片的设计中，功能验证是相当复杂和关键的部分。为保证图像管线模块设计能够

6、按照设计规范实现其应有的功能，本文设计了图像管线验证平台对该模块行为功能进行验证，也即功能验证。本文针对GPU中图像管线模块所要完成的功能，对图像管线验证平台进行了设计与实现。首先，对图像管线的各个功能，位图绘制功能、基本图像处理功能（图像读取、图像写入和图像复制）、像素传输、像素映射、图像缩放、纹理图像定义和参数存储功能进行了详细分析，以作为搭建验证平台的基础。在此基础之上，本文搭建了具有完备图像管线模块功能的约束随机激励验证平台。该验证平台使用SystemVerilog语言设计，由激励生成器、图像管

7、线模块参考模型、图像管线模块与其他功能模块的接口组件和结果比较器四部分组成。其中激励生成器可以在事务级层次直接加载约束随机激励；图像管线模块参考模型完全实现了图像管线模块所要求的功能；接口组件实现了其他模块中与图像管线相关的功能；结果比较器具有自动比对输出结果是否正确的功能，实现了平台验证结果的自动比对。最后，使用搭建的验证平台对图像管线模块进行功能验证。本文首先根据图像管线功能对验证场景进行分类描述，将验证场景划分为数据传送、数据处理和参数存储三类。再对各验证场景分别进行验证，最终再随机加载多个验证场

8、景进行验证。由验证结果及波形图分析表明，该模块各项功能正确。图像管线模块验证的功能覆盖率为100%，总的代码覆盖率超过93%，该验证平台可以满足图像管线模块的验证需求。关键词：图形图像处理器，图像管线，SV验证平台，约束随机激励IABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofcomputergraphicstechnology,peoplehashigherrequirementontheperformanceof