PSP 简介
作者: 刘鹏
日期: 2009-04-24
本文介绍了 PSP 掌上游戏机的大体情况,重点对其硬件做了细致分析。

简介

SONY 公司生产的掌上游戏机,有 PSP1000, PSP2000, PSP3000 等三种机型。

硬件彻底分析

简单的讲,PSP 的硬件可概括为“高性能的CPU与内嵌在CPU核心内的DRAM以及强 大的图形协处理器”。下面做具体分析。

高性能的CPU与内嵌在CPU核心内的DRAM

两颗R4000 CPU内核. 精简指令集 (CPU Core 和 media enginie)

CPU Core

主频:333MHZ

总线:128Bit

集成了I-Cache(指令缓存具体容量未知)、D-Cache(数据缓存 具体容量未知)与 FPU、VFPU(Vector Unit).

CPU Core 主要作用是用来进行先期的多边形生成等3D运算与模拟部分特效。

3D计算能力主要来源FPU与VFPU这两个矢量单元,其浮点运算能力已经达到的 2.6GFlops 与 P3 733 的浮点运算量相当。Graphics Core不支持很多特效,但 是可以依仗FPU与VFPU来实现不支持的特效。

集成 30MB DRAM 主内存这样可以容纳更多的多边形数据与高解析度的纹理, 主内存带宽为2.6GB/sec. 注意是内嵌式内存,CPU 直接访问,减少内存反应时间。

Media Engine 媒体引擎

主频:333 MHZ

与 CPU Core 共享 128Bit 前端总线。

Media Engine 主要负责媒体解压,处理声音和I/O管理,MPEG4 解压在这里完成。不做 3D 运算。

内嵌了2MB DRAM, DRAM带宽为2.6GB/sec,它主要作为媒体解压缓冲与音频存储器。

PSP Graphics Core

2 颗 GPU。Graphics Core1和2都是128BIT核心,工作频率都是166MHZ以256BIT数据总线宽连接其内嵌式的4M DRAM。

Graphics Core 1

主要负责几何运算。具体来说包括如下技术:

3D Curved Surface , 3D Polygon (支持3D曲面运算和3D多边形引擎)。

Compressed Texture纹理压缩:这是很重要的技术,这个技术可以在有限的显存 与内存空间内,存储更多的纹理,纹理压缩还能减少主内存的使用率。因为当显 存不够时,也就是纹理溢出时系统会把纹理存储在主内存中。据估计,采用的是 S3TC 的纹理压缩技术 。

Hardware Clipping硬件剪裁,就是把物体落在屏幕外面的部分去掉,这样就不 需要处理看不到的东西,从而节省了处理量。

Morphing、Bone分别是变形与骨骼动画.它们是很相似的技术,都是让角色的动 作更流畅。Morphing使开发人员能够创造海浪和水波等真实的表面或使三角形组 从一种形状变成另一种形状,从而带来更平滑的骨胳动作效果;

Bone 使编程人员可以在每个关节处使用8根“骨胳”来创造真实的角色动作,而 且关节运动时不会发生变形使角色的移动更为真实自然.

Hardware Tessellator它是一种硬件多边形细分功能, Tessellator使用高顺序 表面几何使游戏的原始简单模型变得更圆滑更细致。它被加入到引擎后我们就可 以在程序中使用LOD技术(或称为HIGH ORDER SUFACE),根据对象与观察者的距离, 使用线框密度不同的3D模型.由于LOD的引入,场景中的多边形数量就会比先前大 幅度的降低,而画面的画质却不会有明显的下降,并且硬件剪裁的工作也可以由于 多边形的减少而效能提高。在DX8.0、OPENGL 1.4时加入到DX与OPENGL中的。

支持Bezier B-Spline(NURBS)(贝塞尔曲线 NURB*建模功能) ,4×4,16×16,64×64 sub-division是细分模式(N*N越大曲线的表面越光滑)、reduce program/data与reduce memory footprint & bus traffic(它们是类似于ATI的HZPER技术,可以用来降低带宽占用率.其具体工作模式没有详细说明)。

PSP Graphics Core 1看起来更象一个几何运算器.个人感觉其功能更接近PC 显 卡的Vertex Shader顶点着色器。[注:什么是Vertex Shader(顶点着色器)?——Vertex(顶点)是计算机图形学中的最基本元素,三个顶点可以连接成一个三角形形成一个面,在三维空间中,每个顶点都拥有自己的坐标(xyzw)和颜色值等数据,Vertex Shader(顶点着色器)在软件层上来说就是一系列对顶点数据进行操作处理的指令程序,在硬件上就是执行这些Vertex Shader程序的处理单元], 但功能可能稍弱一些.。

Graphics Core 2

即 Rendering Engine & Surfacece Engine (渲染引擎与曲面引擎)。

主要的作用是渲染与硬件T&L(硬件几何变换和光照处理)。这项技术可以是物体 在不增加多边形的前提下使3D模型表面更圆滑 更准确 更生动和即时处理光源, 使光源更真实可以产生带有反射性质的光源效果。

DRAM带宽为5.3GB/sec。Graphics core2象素填充率为每秒6亿6千4百万,每个时 钟周期的纹理贴图数为4,像素管线为4,工作模式为4*1即每一个像素流水线所配 的TMU单元(纹理映射单元)为1.

支持Pixel Shader。Pixel Shader(像素着色器)是指在Vertex(顶点)被 vertex shader处理完后,就会交给setup(设置)引擎转换为屏幕上的二维坐标 点(称作fragment(OPENGL中的叫法)或者pixel(D3D 中的叫法)-即像素),像素 包含的信息类似于顶点,也是有色彩、深度坐标等资料.Pixel Shader(像素着 色器)在软件层上来说就是对像素资料进行操作处理的指令程序,在硬件上就是 执行Pixel Shader(顶点着色器)的像素单元.] .Pixel shader主要负责生成特 效和合成Texture(贴图), 所以就不用多个TMU 单元来合成贴图.

输出也是Graphics Core 2的工作,其最大输出24BIT色,输出信号为RGBA这样有更好的颜色还原。

SeeAlso