2D图形硬件加速引擎的设计的开题报告

2D图形硬件加速引擎的设计的开题报告
1. 研究背景
在现代计算机系统中，2D图形处理是非常常见的任务，如图像渲染、UI绘制等。

与此同时，因为2D图形计算需要涉及大量的矢量运算、矩
阵变换，对计算机的CPU和GPU的性能有很高的要求，同时也会占用大量的系统资源。

因此，需要开发一种能够高效处理2D图形计算任务的硬件加速引擎来实现高性能、低占用资源的2D图形计算。

2. 设计思路
本设计的2D图形硬件加速引擎包含以下几个模块：
- 输入模块。

输入模块用于接收如图形对象、矢量、矩阵等外部数据，并提供给处理模块进行计算处理。

- 处理模块。

处理模块是2D图形硬件加速引擎的核心模块，包含
2D图形加速运算、矢量/矩阵运算、清屏等功能，处理模块直接基于硬件实现，具有非常高的计算性能。

- 输出模块。

输出模块用于输出处理模块计算出的结果，并将结果传输给CPU/GPU进行后续处理或渲染。

3. 设计目标
本设计的2D图形硬件加速引擎的设计目标是：
- 可以高效处理2D图形计算任务，能够提供较高的计算性能；
- 能够协同CPU/GPU完成2D图形渲染，实现高效的图像处理；
- 设计上具有良好的可扩展性和可维护性。

4. 预期成果
本设计的预期成果包括：
- 实现一个基于硬件的2D图形硬件加速引擎原型；
- 实现基本的2D图形渲染效果，并测试其性能；
- 分析设计中出现的问题，提出改进和优化方案。

5. 研究方法
本设计的研究方法包括：
- 硬件设计。

设计基于硬件的2D图形加速引擎，包括输入模块、处理模块、输出模块等，并优化设计方案，使其能够有效地处理2D图形计算任务。

- VHDL编程。

使用VHDL语言编写硬件描述语言，实现硬件加速引擎的功能。

- FPGA实现。

使用FPGA实现设计的硬件加速引擎原型，并进行性能测试。

6. 参考文献
- Iliya, N. D., & Aleksandra, C. T. (2017). FPGA-Based Acceleration of 2D Graphics Algorithms for Embedded Systems.
- Wu, C. J., Lin, C. C., & Hsieh, Y. C. (2017). Enhancing Quadtree-based 2D Graphics Rendering with GPU Acceleration. Journal of Information Hiding and Multimedia Signal Processing, 8(1), 63-74.
- Guo, Y., Li, P., & Huo, S. (2019). A research on efficient acceleration algorithms for 2D graphics on heterogeneous platforms. IEEE Access, 7, 10656-10668.。