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当今社会，随着移动设备的逐步普及，诸如手机、医疗器械、武器装备、测量设备等嵌入式系统对于图形界面复杂度的要求不断提高，完全采用主处理器进行图形处理的效果已经很难满足应用需求，迫切需要专用的图形处理加速模块。目前，国外针对嵌入式系统的图形加速器已经发展到相当高的水平，但源代码大都不开放，外部研究人员很难对其进行优化和系统集成。 本论文涉及的图形加速器ORGFX，是一款开源的硬件图形加速器。其功能基本完善，不仅能够处理2D图形，也能处理3D图形。同时，它还提供了模拟仿真和软件实现，可帮助开发者加快开发速度。ORGFX具有很高的研究和应用价值，但仍存在一些不足，对它进行研究和优化，具有十分重要的现实意义。 本文主要研究工作如下: (1)调研了嵌入式图形加速技术的国内外发展现状;分析了开源嵌入式硬件图形加速器ORGFX的总体结构、内部各功能模块所涉及算法及实现方法。 (2)深入研究了基本图形的处理算法，改进了直线生成算法，在算法模块仅增加23％资源占用的情况下提升直线生成速度近两倍;改进了三角形填充算法，以减少算法遍历点数的方式极大提高填充效率;优化了栅格化模块，两倍频输出直线像素点。 (3)完成了硬件设计的功能仿真、FPGA验证及性能评估。 仿真和验证结果表明，该嵌入式图形硬件加速器在DE2开发板上的工作频率可达50MHz，能够快速有效地完成各种图形处理功能，性能优良。