Mô hình hóa mức RTL và thực thi mảng phần cứng có thể tái cấu hình cấu trúc thô cho các ứng dụng xử lý đa phương tiện

Abstract

Luận văn mô tả thiết kế một cấu trúc tái cấu hình cấu trúc thô ứng dụng cho xử lý đa phương tiện gọi tắt là MUSRA (Multimedia Specific Reconfigurable Architecture). Cấu trúc này được sử dụng để tăng tốc độ tính toán cho các nhiệm vụ tính toán chuyên sâu trong một thuật toán bằng việc khai thác nhiều mức cơ chế song song trong một thuật toán. Cấu trúc hỗ trợ khả năng tái cấu hình động bằng việc cho phép kết cấu phần cứng tái cấu hình lại để thực hiện các chức năng khác nhau ngay cả khi hệ thống đang làm việc. Cấu trúc đề xuất được mô hình hoá ở mức truyền thanh ghi RTL (Register Transfer Level) sử dụng ngôn ngữ VHDL. Một vài ví dụ benchmark cũng đã được ánh xạ lên cấu trúc MUSRA để đánh giá độ linh hoạt và hiệu năng cao của hệ thống. Thiết kế đã được mô hình hóa bằng ngôn ngữ VHDL (trong đó RCA của MUSRA được thiết kế dưới dạng RTL) và tiến hành mô phỏng, so sánh với các phương thức thực hiện khác. Các kết quả thực nghiệm chỉ ra rằng thiết kế đáp ứng được yêu cầu cơ bản đặt ra ban đầu: như tăng tốc độ tính toán cho các vòng lặp; khả năng tái hình linh hoạt các vòng lặp khác nhau có thể sử dụng cho một số phép toán thường dùng trong xử lý đa phương tiện trong truyền thông. Các module được tham số hóa, dễ dàng mở rộng thiết kế theo các phương án kết nối khác nhau, trong đó lõi RCA của MUSRA được thiết kế với khả năng có thể mở rộng kích thước theo cả 2 chiều.