Datavuopohjainen suunnitteluvuo energiatehokkaille sovelluskohtaisille prosessoreille

Väitöstutkimuksessa on kehitetty korkean tason suunnittelumenetelmiä signaalinkäsittelyjärjestelmien energiatehokkaaseen toteuttamiseen ohjelmoitavilla ratkaisuilla. Väitöstyössä esitettyjä menetelmiä on sovellettu perinteisiin digitaalisten signaalinkäsittelyn sovellusalueisiin kuten videonkoodaukseen, kantatajuusprosessointiin ja konenäköön.

Yksi isoimmista haasteista uusien sovellusten toteuttamisessa on niiden virrankulutus. Laitteiden energiatehokkuutta on viime aikoina pyritty parantamaan rinnakkaisia ja räätälöityjä laitteistoratkaisuja hyödyntämällä. Tämä puolestaan on vaikeuttanut niin ohjelmisto- kuin laitteistokehitystä, koska perinteisesti käytettävissä suunnittelu menetelmissä ohjelmisto ja laitteisto kuvataan liian matalalla tasolla. Tämän vuoksi useiden laitteistovaihtoehtojen kartoittaminen parhaan ratkaisun löytämiseksi perinteisiä menetelmiä hyödyntäen on lähes mahdotonta taloudellisista syistä johtuen. Ohjelmistokuvausten abstraktiotasoa nostamalla ja automatisoituja laitteistonkuvaus menetelmiä hyödyntämällä sovellukselle voidaan helposti saada useita ratkaisuvaihtoehtoja, joista voidaan valita ominaisuuksiltaan sopivin. Työssä on kehitetty työkaluketjua, jolla signaalikäsittelyjärjestelmä voidaan toteuttaa käyttäen korkean tason mallipohjaisia ohjelmiston kuvausmenetelmiä ja energiatehokkaita sovelluskohtaisia ohjelmoitavia prosessoreita.

Tutkimuksen mukaan ohjelmistokuvausten abstraktiotasoa on mahdollista nostaa ilman merkittävää vaikutusta järjestelmän lopulliseen suorituskykyyn. Lisäksi tutkimus esittelee energiatehokkaita ohjelmoitavia prosessoriratkaisuja videonkoodausalgoritmien toteuttamiseen. Tutkimustulosten mukaan esitetyt ratkaisut tarjoavat uusia kompromissiratkaisuja videonkoodaamiseen tavanomaisten ohjelmoitavien prosessorien ja kiinteästi johdotettujen piirien välille.