I. Thiết kế kết nối hybrid
Thiết kế kết nối hybrid là trọng tâm của luận án, tập trung vào việc tối ưu hóa giao tiếp dữ liệu giữa các bộ gia tốc phần cứng đa dạng. Luận án đề xuất một phương pháp heuristic dựa trên phân tích giao tiếp dữ liệu để thiết kế hệ thống với kết nối tùy chỉnh. Các giải pháp bao gồm bộ nhớ cục bộ chia sẻ dựa trên crossbar, DMA hỗ trợ xử lý song song, bộ đệm cục bộ và nhân bản phần cứng. Phương pháp này đặc biệt hữu ích cho các hệ thống nhúng nơi tài nguyên phần cứng bị hạn chế.
1.1. Phương pháp heuristic
Phương pháp heuristic được sử dụng để thiết kế kết nối tùy chỉnh, dựa trên phân tích giao tiếp dữ liệu của ứng dụng. Các giải pháp như crossbar, DMA và bộ đệm cục bộ được xem xét để tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.
1.2. Tối ưu hóa tài nguyên
Luận án nhấn mạnh việc tối ưu hóa tài nguyên phần cứng bằng cách sử dụng các giải pháp kết nối hybrid, giúp giảm thiểu việc sử dụng tài nguyên trong khi vẫn đảm bảo hiệu suất cao.
II. Bộ gia tốc phần cứng đa dạng
Luận án tập trung vào việc thiết kế kết nối cho các bộ gia tốc phần cứng đa dạng, bao gồm các lõi xử lý chuyên dụng và các IP core. Các bộ gia tốc này được thiết kế để xử lý các tác vụ cụ thể, mang lại hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng so với các bộ xử lý đa năng.
2.1. Kiến trúc đa dạng
Các bộ gia tốc phần cứng được thiết kế với kiến trúc đa dạng, bao gồm các lõi xử lý chuyên dụng và các IP core, giúp tối ưu hóa hiệu suất cho các tác vụ cụ thể.
2.2. Hiệu suất và năng lượng
Các bộ gia tốc phần cứng đa dạng mang lại hiệu suất cao và tiết kiệm năng lượng, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu xử lý dữ liệu lớn.
III. Kết nối phần cứng đa dạng
Luận án đề xuất một kết nối phần cứng đa dạng dựa trên phân tích giao tiếp dữ liệu, bao gồm NoC và bộ nhớ cục bộ chia sẻ. Phương pháp này giúp tối ưu hóa kết nối giữa các lõi tính toán và bộ nhớ cục bộ, giảm thiểu việc sử dụng tài nguyên phần cứng.
3.1. NoC và bộ nhớ chia sẻ
Kết nối hybrid bao gồm NoC và bộ nhớ cục bộ chia sẻ, giúp tối ưu hóa giao tiếp dữ liệu giữa các lõi tính toán và bộ nhớ.
3.2. Thuật toán ánh xạ thích ứng
Thuật toán ánh xạ thích ứng được đề xuất để kết nối các lõi tính toán và bộ nhớ cục bộ với kết nối hybrid, giúp tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.
IV. Ứng dụng thực tế
Luận án đã triển khai các phương pháp trên các nền tảng phần cứng thực tế, chứng minh hiệu quả trong việc cải thiện hiệu suất và giảm tiêu thụ năng lượng. Các kết quả thực nghiệm cho thấy các phương pháp đề xuất không chỉ cải thiện hiệu suất hệ thống mà còn giảm tiêu thụ năng lượng so với các hệ thống cơ bản.
4.1. Kết quả thực nghiệm
Các kết quả thực nghiệm trên các nền tảng phần cứng thực tế cho thấy sự cải thiện đáng kể về hiệu suất và tiêu thụ năng lượng.
4.2. Ứng dụng trong xử lý ảnh
Luận án cũng đề xuất một kiến trúc phần cứng hỗ trợ xử lý ảnh theo luồng, chứng minh hiệu quả trong các ứng dụng thực tế.
