边缘计算环境中低时延高可信显示芯片的研究与设计

目录

声明

摘要

符号说明

第1章绪论

1．1研究背景及意义

1．1．1边缘计算的发展概述

1．1．2边缘计算的研究价值

1．1．3边缘计算中的人机交互系统面临的挑战

1．1．4论文的研究方法

1．2关键技术及研究现状

1．2．1 图形运算加速技术

1．2．2缓存压缩技术

1．2．3容错技术

1．3本文研究成果及文章结构

第2章面向边缘计算的图形处理技术研究

2．1相关技术概述

2．1．1 基于嵌入式CPU的图形绘制技术

2．1．2移动GPU的图形绘制流水线概述

2．1．3 IMR与TBR渲染模式

2．1．4降低图形运算功耗的研究

2．2面向边缘计算的图形处理算法研究

2．2．1 边缘计算图形化界面需求分析

2．2．2面向边缘计算的图形处理流水线设计

2．2．3模型描述

2．2．4顶点处理流程

2．2．5像素着色流程

2．3面向边缘计算的图形处理IP核设计

2．3．1 流水线瓶颈分析

2．3．2基于TBR的GPU整体架构设计

2．3．3顶点处理器架构设计

2．3．4像素着色引擎架构设计

2．4实验结果与分析

2．4．1 软件模型与流水线测试

2．4．2 IP综合与分析

2．5本章小结

第3章帧缓存压缩技术研究

3．1相关技术概述

3．1．1无损帧缓存压缩技术

3．1．2 GPU系统中帧缓存压缩需求

3．1．3基于块的纹理压缩技术

3．1．4基于频域的压缩技术

3．2实时帧缓存压缩算法研究

3．2．1 场景分析

3．2．2算法设计

3．3帧缓存压缩IP核设计

3．3．1 帧缓存压缩器整体设计

3．3．2子模块设计

3．4实验结果与分析

3．4．1压缩算法评估

3．4．2带宽压缩及性能提升

3．4．3功耗评估

3．4．4 IP综合及评估

3．5本章小结

第4章脉动阵列容错技术研究

4．1 面向脉动阵列的容错技术研究现状

4．1．1 面向硬错误的容错架构

4．1．2面向软错误的容错架构

4．2脉动阵列容错架构设计

4．2．2容错算法

4．2．3容错架构设计

4．2．4系统分块冗余架构设计

4．3实验结果与分析

4．3．1 实验方法

4．3．2错误恢复率

4．3．3额外面积消耗

4．4本章小结

第5章面向边缘计算的高能效显示芯片系统的研究与设计

5．1 显示芯片中微处理器指令集研究

5．1．1微处理器指令集概述

5．1．2指令集选择的研究

5．1．3指令集扩展的研究

5．1．4 RISC-V处理器IP核设计

5．2显示芯片存储系统架构研究

5．2．1 边缘计算中数据处理瓶颈分析

5．2．2分层存储系统架构设计

5．3显示芯片总线系统架构研究

5．3．1片上总线概述

5．3．2设备互联与仲裁研究

5．3．3系统互联架构设计

5．4显示芯片整体系统架构设计

5．5本章小结

第6章面向边缘计算的高能效显示芯片的实现与验证

6．1 显示芯片低功耗设计

6．1．1功耗来源分析

6．1．2 门控时钟

6．1．3多电压设计

6．2显示芯片综合与实现

6．2．1逻辑综合

6．2．2后端设计及流片

6．3显示芯片的测试与验证

6．3．1综合及版图设计

6．3．2测试平台介绍

6．3．3边缘计算场景测试

6．3．4显示芯片性能测试

6．3．5性能对比

6．4本章小结

第7章总结与展望

7．1 总结

7．2 展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果