GDI函数硬件加速器：高性能设计与实现

本文主要探讨了GDI函数硬件加速器的设计与实现，针对Microsoft GDI（图形设备接口）中的关键图像处理函数，如AlphaBlend、BitBlt、MaskBlt、StretchBlt和TransparentBlt，进行了深入研究和优化。GDI是Windows操作系统中用于绘制和管理屏幕上的图形的主要接口，这些函数在图形渲染和窗口操作中发挥着重要作用。本文重点在于提升这些函数在硬件层面的执行效率，特别是针对图像缩放这一性能瓶颈问题。 作者首先设计了一种高效的硬件结构来加速这些GDI函数，通过分析函数实现中的数据相关性，找到了优化点，使得整体性能相较于Marvell PXA300等同类解决方案有了显著提升。这种改进体现在缩放算法的执行速度上，使得图像处理更为迅速，这对于需要频繁进行图像变换的应用来说，有着显著的性能提升。 为了验证设计的有效性，研究者使用了FPGA（现场可编程门阵列）作为硬件平台，对提出的加速器结构进行了实际验证。结果显示，该硬件加速器的性能与Microsoft GDI的软件实现一致，这意味着在硬件级别实现了与软件相近的图像处理效果，且在SMIC 0.13μm CMOS工艺标准单元库下，通过Design Compiler进行了综合设计，最终实现了高达203MHz的工作频率，这表明了其在实际应用中的高速和高效。 此外，本文还关注了技术的可移植性和兼容性，确保了设计能够在不同的硬件平台上稳定运行，并强调了关键词2D图像、GDI、图像缩放以及FPGA的重要性。整篇文章不仅提供了技术实现的细节，还对硬件加速器的设计方法和性能优化策略进行了深入探讨，对于从事GDI优化、图像处理或FPGA应用的科研人员具有较高的参考价值。