Tài liệu Kỹ thuật Reference dành cho Sinh viên ngành Kỹ thuật Máy tính, Hệ thống Nhúng & Vi điện tử
1. TỔNG QUAN VỀ FRAMEWORK (OVERVIEW)
Thiết kế mạch tích hợp số và các bộ tăng tốc phần cứng chuyên dụng (Domain-Specific Hardware Accelerators) là một quy trình đa tầng, đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa toán học thuật toán, kiến trúc máy tính và công nghệ vi điện tử. Quy trình thiết kế là quá trình chuyển đổi một thuật toán ở mức trừu tượng cao thành kiến trúc phần cứng có khả năng thực thi hiệu quả trên FPGA hoặc chế tạo ASIC. Khác với quy trình thiết kế mạch số truyền thống, quy trình này đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa thiết kế thuật toán, tối ưu hóa cho phần cứng và xây dựng vi kiến trúc nhằm đạt được sự cân bằng tối ưu giữa hiệu năng (Performance), diện tích (Area) và năng lượng tiêu thụ (Power), thường được gọi là bài toán PPA (Performance–Power–Area).
Quy trình chuẩn hóa trong tài liệu này gồm 10 giai đoạn liên tiếp dẫn dắt từ việc phân tích yêu cầu và xây dựng đặc tả thiết kế, phân tích mô hình lý thuyết gốc, tối ưu hóa toán học hướng phần cứng, mô hình hóa tham chiếu, thiết kế vi kiến trúc RTL, cho đến tổng hợp vật lý trên FPGA và tích hợp hệ thống SoC. Các giai đoạn của quy trình có tính lặp lại (iterative), yêu cầu người thiết kế liên tục tối ưu thuật toán và kiến trúc dựa trên kết quả đánh giá ở từng bước.
2. NỘI DUNG CHI TIẾT CÁC GIAI ĐOẠN (DETAILED PHASES)
