[科普中国]-图形协处理器

定义

图形协处理器是专门设计用来加快高分辨视频图像的处理和显示速度的微处理器。含有图形协处理器的图形加速板可以加快图形用户界面的显示速度，通过将图形处理任务从CPU上转移到协处理器上，图形加速板可极大的提高系统显示Windows和Windows应用程序的能力。1

从历史上讲，在PC中使用的第一个特性齐全的专用图形协处理器是。这个芯片在1986年的面市，1990年公布了升级后的TMS34020芯片。这个项目在商业上并不成功，在1993年，德州仪器公司开始对基于TMS340芯片的新产品的开发失去信心。但是从1988到1993年，这些协处理器被合并到许多视频产品中去，包括几种高端的显卡，其中一些能够达到分辨率为1280×1024像素，并且颜色超过1600万种。这些产品，称为真彩色或24位彩色卡，首次在PC上实现了照片质量的颜色。结果系统的质量足以进行图像编辑、预处理操作、桌面出版和CAD应用程序。2

82786 图形协处理器82786可与所有的INTEL微处理器协同工作，并可替换用传统分立器件和软件作用的图形板和子系统。82786只需要最少的支持电路就可构成许多种系统，因此既降低了成本又缩小了板子所占用的空间。82786是靠INTEL公司先进的CHMOS工艺制成的。3

目标Intel 82786 图形协处理器的目标是解决更高分辨率、更多色彩和更快的显示速度，它的出现改进了诸如Microsoft Window 或Digital Research的GEM这样程序的性能，使用户有更大的灵活性。由于提高了显示速度和分辨率，使软件开发者有更多的余地设计新系统。4

结构特点82786是一个具有两个独立处理单元的协处理器，这两个处理单元是图形处理器（GP）和显示处理器（DP），它们与CPU并行协调工作。CPU将这两个处理器的指令放入存贮器中，在82786中有若干寄存器，用于指向控制这两个处理器的指令链表的第一个存贮块的地址。每个指令存贮块都依次指向后面的指令块，形成一种链表结构。CPU对这些寄存器进行I/O或存贮器寻址，并且部分存贮器可以为82786和CPU所共享。3

位图和窗口82786可以产生并保存多幅图形于存贮器中，存贮器中的这些图形称之为位图。82786可以将这些图形的一个子集结合起来显示在一个区域的屏幕上，屏幕上的每一个独立的区域称之为一个窗口。

大部分图形系统用软件的方式产生一个相当于位图的存放屏幕上全部内容的存贮区，称做帧缓冲区。82786用一个高级的窗口描述表和专用硬件从独立的位图中取得当前屏幕的显示内容。这使得屏幕上的图形可以立即变更，从而省去了只用软件修改一个帧缓存中的类似图形要花的时间。

功能特点82786片子本身可以执行许多功能，每个模块的主要性能如下：

1.图形处理器（GP）

（1）画直线、圆、多边形及其它基本的图形元素；

（2）字符发生；

（3）执行图形块操作指令。

2.显示处理器（DP）

（1）管理窗口及放大；

（2）提供光标；

（3）屏幕刷新，点频高达200MHZ；

（4）负责装载视频DRAM移位寄存器；

3.DRAM控制器

控制高达4MB的交叉图形存贮器，包括页式，静态列式和快速页式的DRAM（交叉方式或非交叉方式的存贮体）。

4.总线接口单元（BIU）

使CPU能存取图形存贮器，82786能存取系统存贮器。

优点（1）快速直线和多边形作图；

（2）硬件窗口；

（3）高速字符作图；

（4）接口设计符合设备无关软件标准；

（5）有支持多达4MB图形存贮器的DRAM控制器；

（6）在系统的存贮器和位图存贮器间可进行位块的快速拷贝；

（7）视频时序可编程；

（8）高度集成；

（9）软件用户提供软件支持；

（10）88管脚和一个带有88根引线的底座；

（11）通过各种模式支持快速填充；

（12）与IBM PC彩色图形适配器兼容的位图存贮器；

（13）支持国际字符；

（14）先进的CHMOS工艺；

（15）整体视频DRAM支持。