嵌入式GPGPU在多媒体SOC芯片设计及超高清智能电视应用研究

林川

（广东博华超高清创新中心有限公司，广东 深圳 518000）

0 引言

大多数的ASIC设计都要用到嵌入式存储器，并且随着集成电路工艺水平的提高以及市场的需求越来越高，芯片的规模也越来越壮大，使用到的存储器也越来越多，嵌式存储器在整个SOC芯片中的可测性设计问题越来越突出。由于规模化的生产要求比较全面的测试覆盖率，能够有效的剔除不合格的芯片，另外，增加逻辑、替换单元以及增加引脚等耗费以及时间、面积。功耗等花费是否会在合理的范围内。所以通过实践，结合整个SOC的芯片，选择了合适的算法，介绍和实现了在SOC芯片中存入嵌入式GPGPU的设计。

1 GPGPU概况

1.1 GPGPU的定义

通用图形处理器（General-purpose computing on graphics processing units，简称GPGPU），是用来计算原本由中央处理器处理的通用计算任务的处理图形任务的图形任务处理器，一般来说，这些通用计算和图形处理没有关系[1]。

1.2 对比CPU，GPGPU的优势

对比GPU，CPU的浮点运算能力不足是它最大的缺点。像现在流行的CPU产品，或是英特尔，或是AMD，他们的浮点运算能力一般都在10Gflops。而Geforce6的系列产品的浮点运算能力一般可以达到40Gflops，GeForce7950GX2的浮点运算能力竟是可以达到384Gflops。由此可见，CPU和GPU的浮点运算能力相差巨大。即使内部性能再强，但是输入输出宽带有限，那也是无法被系统利用起来的。然而GPU可以很轻松地解决这个问题，纹理映射功能作为提高场景真实度的重要方法很早就被加入到GPU中了，用以解决GPU和显存间的输入输出宽带问题。CPU和内存间的宽带仅仅是GPU和显存间的十分之一，GPU可以大数量的输入输出，这使得巨大的浮点运算能力有了用途。……