基于FPGA的图形加速卡设计与功能验证策略

本文主要探讨了一种图形加速卡的设计与功能验证方法，由湖南大学计算机与通信学院的席光磊和李仁发两位作者共同完成。文章以图形加速卡为核心，特别聚焦于基于Field-Programmable Gate Array (FPGA) 的设计策略。FPGA的优势在于其灵活性、快速开发周期和低成本验证能力，这对于降低图形加速卡的体积、功耗以及提高性能具有显著作用。 设计部分，文章详细阐述了如何利用FPGA的可编程特性，构建高性能的图形处理单元，通过模块化设计将图形处理任务分解到各个子模块中，这包括纹理处理、几何变换、着色等功能模块。作者强调了模块级验证的重要性，确保每个组件都能独立工作并与其他组件协同配合。 在系统级验证方面，作者构建了两个阶段的验证平台：首先，使用逻辑模拟器进行功能仿真，这有助于在实际硬件部署之前发现潜在的逻辑错误和性能瓶颈；其次，利用FPGA本身作为验证平台，通过带约束的随机激励验证方法，进一步提高了验证效率。这种方法不仅减少了传统芯片设计的迭代周期，也降低了由于设计失误导致的生产成本。 关键词包括图形加速卡、FPGA设计、功能验证和验证平台，表明了文章的焦点集中在如何通过FPGA技术改进图形处理性能，同时保证了设计的有效性和可靠性。 本文为图形加速卡设计提供了一种创新且实用的方法，展示了FPGA在图形加速领域的潜力，对于嵌入式系统和高性能计算应用具有重要的参考价值。读者可以从中了解到如何在设计过程中有效利用FPGA的可编程性和验证能力，以提升图形处理的效率和灵活性。