作为一种专用的系统,嵌入式系统是指嵌入在受控器件内部,专门为特定的应用设计的系统,具有以应用为中心、软硬件可裁剪、专用性很强的特点。近些年,随着嵌入式系统的普及,越来越多高级的嵌入式设备,要求提供信息显示和控制功能。三维显示控制电路板是一款专业的显示高分辨率三维图形/图像的板卡,在汽车电子等民用/军用领域都具有广泛的应用。本文依据某型机载/舰载设备的3D图形显示需求,设计和实现一种基于PowerPC+GPU和嵌入式操作系统VxWorks架构的3D图形显示控制板,包括器件选型、硬件设计、底层硬件驱动开发和简单的用户应用程序测试。本文的主要工作归纳如下:第一、设计了一种基于飞思卡尔PowerPC处理器P1010和VxWorks操作系统架构的嵌入式3D图形显示控制板的硬件,包括各种器件选型(含CPU模块、图形显示接口芯片、通信接口模块和电源模块)和硬件设计(包括1553B、ARINC429、1394A等高速通信接口。具体地,它采用双核PowerPC CPU P1010,板载2G的第3代动态内部存储器(DDR3 SDRAM),搭载AMD公司推出的高性能3D显示芯片ATI Radeon E4690,硬件功能强大,可以实现3D图形/图像绘制和加速显示。第二、通过理解并且掌握VxWorks系统板级支持包(BSP),结合E4690三维图形显示GPU芯片的硬件特性,参考Linux下的MESA框架,开发了嵌入式3D图形显示控制板的硬件驱动程序,包括矢量中文字体引擎、2D/3D图形硬件加速等。控制电路板本身的器件具有先进的性能,并且通过驱动程序实现了图形硬件加速,完全可以满足实时3D地图等应用的计算和显示性能要求,预计可适用于汽车电子、机载/舰载武器和工业控制等广泛的应用领域。本文研制的嵌入式3D图形显示控制系统,虽然是针对特定的需求,采用特定的硬件专门开发的,但是其涉及到的技术本身具有通用性,尤其是VxWorks EOS系统下的BSP移植,对于研制基于其他硬件架构的嵌入式3D图形显控系统具有较好的参考价值。