如今的3D图形技术被广泛的应用于电影，游戏等各个领域中，有效的提高了图像的视觉效果。随着消费电子的迅猛发展，现在的手持设备也广泛的采用了3D图形技术，如3D的操作界面，3D游戏以及3D的GPS导航等功能。当前这些3D功能大多都是用软件在通用处理器上模拟实现，随着电子设备显示分辨率的增加以及3D图形显示的几何模型变得更加复杂，移动设备中软件模拟实现的3D图形绘制占用大量的CPU资源，绘制的图形质量差，很难做到图形显示的实时性。因此采用专用的硬件电路实现移动设备的3D图形处理系统，使之能够快速真实的绘制复杂图形，满足实时绘制的需求日益迫切。传统的图形处理器GPU的发展已经相对成熟，而研究适合嵌入式系统的GPU却还有许多问题需要解决。因此，关于嵌入式GPU的设计和研究具有重要的意义。针对移动设备对3D图形实时性绘制的迫切需求，本文将面向移动设备的3D图形绘制系统中的光栅化阶段的硬件实现作为研究内容。论文的主要工作和特色：针对真实感的3D图形系统的特点，在分析和研究3D图形光栅化算法的工作流程的基础上，给出了合理的流水线级的3D图形光栅化处理器模块结构划分方案，该结构充分考虑权衡了处理速度，低功耗，存储带宽和数据使用效率等因素，对硬件架构的优化是本设计的一个重要特色。该设计主要包括三角形插值模块，纹理映射模块和alpha混合模块。设计中采用了定点数据通路，从而达到降低电路复杂度，保持较低功耗的效果。