TESGPU产品.doc

1、产品简介德国TES公司总部位于杜塞尔多夫，为全球移动设备和家庭娱乐市场的尖端应用提供一套全面的图形处理器（GPU）解决方案，图形处理器应用包括：智能手机和蜂窝电话、MID和上网本、数码相框、便携导航系统、个人媒体播放器、相机、汽车显示和娱乐系统、机顶盒、高清电视和游戏系统。TES提供最小、最快、最绝妙的图形处理器设计，TES的2D和2D/3D图形处理器，能够提供高性能和低功耗消耗。同时，TES也以最小的硅印模为业界标准应用程序接口（OpenGL ES 2.0和OpenGL ES 1.1、OpenVG、DirectX 9）提供强大支持。TES产品系列包括：l 2D图形：（光栅图形）GC200、GC300、（向量图形）GC350l 3D图形：GC400、GC600、GC800、GC10002、产品系列及相关技术指标GC400 GC40065nm LP65nm G+综合门数（ND2D1门）864K864K存储器位数35 KB35 KB综合面积（std. cells + memory）2.00 mm22.00 mm2硅片面积2.5 mm22.5 mm2硅片时钟频率250-300 MHz375-450 MHz有效功率49-59 mW65-78 mW几何绘制速度13-15 M tri/s19-23 M tri/s像素绘制速度（Depth-only）250-300 M pix/s375-450 M pix/s像素绘制速度（Textured）125-150 M pix/s188-225 M pix/s顶点绘制速度63-76 M vert/s94-113 M vert/sGC600 GC60065nm LP65nm G+综合门数（ND2D1门）1.2 M1.2 M存储器位数57 KB57 KB综合面积（std. cells + memory）3.20 mm23.20 mm2硅片面积4.2 mm24.2 mm2硅片时钟频率250 MHz375 MHz有效功率82 mW109 mW几何绘制速度13 M tri/s19 M tri/s像素绘制速度（Depth-only）250 M pix/s375 M pix/s像素绘制速度（Textured）250 M pix/s375 M pix/s顶点绘制速度63 M vert/s94 M vert/sGC800 GC80040nm LP（低功耗）40nm G+综合门数（ND2D1门）2.0M2.0M存储器位数64KB64KB综合面积（std. cells + memory）1.89mm21.89mm2硅片面积2.5mm22.5mm2硅片时钟频率325MHz575MHz有效功率48mW54mW几何绘制速度33M tri/s57M tri/s像素绘制速度（Depth-only）325M pix/s575M pix/s像素绘制速度（Textured）325M pix/s575M pix/s顶点绘制速度163M vert/s287M vert/sGC1000 GC100065nm LP65nm G+综合门数（ND2D1门）1.9 M1.9 M存储器位数76 KB76 KB综合面积（std. cells + memory）4.26 mm24.26 mm2硅片面积5.6 mm25.6 mm2硅片时钟频率500 MHz750 MHz有效功率219 mW269 mW几何绘制速度39 M tri/s58 M tri/s像素绘制速度（Depth-only）500 M pix/s750 M pix/s像素绘制速度（Textured）500 M pix/s750 M pix/s顶点绘制速度250 M vert/s375 M vert/s3、方案功能特点TES提供GPU内核设计以及完整的软件开发工具和应用生态系统支持，TES稳定的图形管线设计支持工业标准API规范，OpenGL ES 2.0、OpenGL ES 1.1和OpenVG 1.1，以及DirectX 11、桌面OpenGL和OpenCL；完全支持Android、Linux、Windows和QNX嵌入式开发平台，每一个TES GPU内核都具有完全功能的控制台质量的图形和视频后处理能力。GPU内核设计及其应用开发生态如下图所示：软件开发工具包如下图所示：功能特性：l 应用API支持n OpenGL ES 2.0包括所有扩展n OpenGL ES 1.1n OpenVG 1.1n DirectFBn GDI/DirectDrawn Flashl 操作系统和应用平台支持n 嵌入式Linux，内核2.6.21及更高版本n Windows CE 5.0和6.0n Windows Mobile 6.1n Androidl 硬件功能n ScalarMorphic体系架构，意味着性能不下降的情况下更小的硅片面积n 超线程（Ultra-threaded）、统一着色引擎（unified shader）最大化图形处理器速度n 每个GPU级别都有最小的死区n 支持节电创新技术的极低的功耗n 每平方mm面积的最高的图形性能n 支持高清晰度细节、多重采样抗锯齿（MSAA）和高动态范围的优秀的图像质量n 深度纹理支持动态着色生成n HD1080p及更高的高清晰度屏幕分辨率n 针对最小化带宽和减少CPU负载的优化n 采用标准AHB和AMBA AXI总线的SoC连接方式的方便的系统集成l 统一的着色引擎n 统一的顶点和分段/像素着色引擎，意味着不浪费GPU时钟周期n 完全的OpenGL ES 2.0 Shading Language，支持无限制的可编程能力n IEEE 32-bit高精度计算产生更多细节，支持长指令n 大规模的并发多线程，几乎消除了图形管线的延迟n 完全向下兼容所有的OpenGL ES 1.1的应用l 纹理映射n 纹理支持包括2D、立方体环境、投影、YUY2和高动态范围（HDR）n 点样、二线性和三线性纹理过滤器n 支持凹凸贴图n 深度图可达24-bitn 压缩纹理标准ETC1和DXT1-DXT5n 高性能相关的纹理操作n 支持4个顶点着色引擎和8个像素着色引擎同步的纹理n 支持纹理大小可达8K x 8Kl 视频后处理和外设n YUV到RGB颜色空间转换n 支持9带、32相位可编程尺度滤波器的高质量图像和视频n 相机预览 l 可选的专门的2D部件n 所有可编程的2D功能l AHB接口n 256K可寻址寄存器空间n 32-bit数据总线n 非法地址访问的错误处理 n 总线速度可达400MHz，65nm低功耗工艺l AXI接口n AMBA AXI协议兼容n 32-bit地址总线和64-bit数据总线n 多种burst模式长度（8、16、32或64字节）n 高性能的out-of-order/multiple outstanding访问 n 支持从多种从设备out-of-order模式返回数据 n 总线速度可达400MHz，65nm低功耗工艺n 到图形内核的异步接口4、方案优势TES的技术打破了大小、性能和功耗的限制，有助于客户快速低成本地提供独特的产品。图形硬件的最新趋势已由区域可编程性取代固定功能。并且，这种可编程性已经发展得超乎寻常的复杂，如：顶点处理和片段处理。开放的图形库（OpenGL ）着色语言，就是为了允许应用程序员们表达那些发生在开放图形库流水线可编程点的处理而设计的。用这种语言编写的可独立编译的单元们，被称作着色器。一段程序，是一组可编译且连接在一起的着色器。TES的图形处理器技术，最初就为达到高精度真实统一着色的目的而设计，从而能够最大限度利用系统功耗的每毫瓦能源提高图象的性能和质量。强大的应用支持能不受编程限制地访问高性能着色器，是降低应用开发成本和开发者维护成本的关键。图芯的高性能真实统一着色体系结构，提供了以下一流的可编程性：l VX系列图形处理器可达每秒43亿浮点运算l 全面支持开放图形库着色语言，除附录A中的例外情况 l 支持长指令的高精度流水线技术 l 像素着色器的动态分支技术和非线性索引技术更小，更快，更低功耗TES是晶元/硅片利用率领导者，可以提供市场上面积最小的兼容OpenGL ES 2.0标准的硅印模。适合在上一代印模的基础上应用下一代技术，TES可以在上一代仅支持OpenGL ES 1.1标准的图象处理单元核同样面积大小情况下，使得下一代产品全面支持OpenGL ES 2.0 和1.1的标准。TES同样提供迄今为止最低功率消耗的图象处理单元：l 超低功耗的微体系结构 l 频率变换技术 l 软件可控制的功耗状态 TES采用了自己的专利算法，降低存储器带宽和优化全屏质量。这样，TES的图象处理单元，能够使用最少的内存和处理功耗。全屏抗锯齿、统一顶点和像素着色和丰富的纹理映射特性等，可以生成最高质量的图象：l 统一着色器：可编程体系结构，每个着色器单元128个线程 l 低功耗技术：扩大化时钟门控，着色器单元资源的灵活分配 l 抗锯齿的专利算法l 高级动态范围纹理可升级性TES着色器使用的高度可编程多线程体系结构便于升级。并且，TES的模块化软件体系结构，可以仅用单一的驱动程序架构支持多图形处理器。易于集成通过支持自由航行的AXI和AHB接口，客户可以很容易地将TES的图形处理器集成到自己的系统中。通过参考TES提供的Cadence和Synopsys执行软件包的设计工具环境，TES用户可以快速一致地到达目标频率并取得最优的最终硅片面积。5、同类GPU性能对比GC800与ATI M9性能对比GC800ATI M9像素绘制速度575MB952MB顶点绘制速度287M32M着色引擎模型3.01.4浮点或定点计算浮点定点GC800与NVIDIA Tegra-2性能对比（芯片上的测试数据）SOC/GC800 versus Tegra-2芯片对比分辨率：1080p/32-bit颜色GC800（内核时钟375MHz）Tegra-2（内核时钟300MHz）3DMarkMobile ES 1.1MM06 Intro52.2116.29MM06 Samurai40.3617.6MM06 Proxycon38.1716.84Fill rate Single Texture297.41M132.95MFill rate Dual Texture(texel rate)324.32M142.72MTriangle Count Simple49.17M5.20MTriangle Count Lit26.68M4.30M3DMarkMobile ES 2.0MM07 Intro33.5225.684MM07 Taiji10.543.364MM07 Hoverjet4.122.2.46、产品交付硬件交付产品l 可综合的Verilog RTLl 存储器规范l SoC集成测试集l 系统诊断测试（FPGA和SoC系统）l 用于产品原型的FPGA Bit文件（Xilinx、Altera）l 时钟约束l 参考平面图定义l 参考实现流程l 参考形式验证脚本软件交付产品l TES GCCORE驱动l TES开发包l 嵌入式Linux，内核2.6.21及更高版本支持l Windows CE 5.0和6.0支持l Windows Mobile 6.1支持l Android支持7、应用案例TES的GPU已经授权给全球超过30家SoC厂商。2008年，TES成为OCP国际合作组织的一员（OCPIP）。OCPIP是一个非营利性半导体产业联盟，其成立的目的是维持、促进和加强开放核心协议（OCP）规范。OCP是唯一完全支持并公开许可知识产权（IP）核心的完整接口插口。IP核共有的OCP地址设计、验证和测试问题均可重复利用到“即插即用”片上系统（SOC）产品中。2008年，TES加入MIPS联盟计划。TES优化其2D和2D/3D图形处理器IP的高清可视化技术和移动可