Đề án tốt nghiệp Thạc sĩ: Nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển bộ nhớ ngoài DDRAM3 sử dụng AXI4 trên hệ thống trên chip (SoC)

Trong bối cảnh ngành công nghiệp vi mạch bán dẫn toàn cầu và tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ, việc thiết kế các Hệ thống trên chip (SoC) hiệu suất cao trở thành một lĩnh vực nghiên cứu trọng yếu. Nhu cầu về khả năng lưu trữ và xử lý dữ liệu với tốc độ cao ngày càng tăng, đặc biệt là trong các ứng dụng phức tạp, đòi hỏi các giải pháp quản lý bộ nhớ tiên tiến. Đề án này tập trung vào việc nghiên cứu thiết kế bộ điều khiển bộ nhớ ngoài DDRAM3 sử dụng AXI4 trên hệ thống trên chip (SoC), nhằm đáp ứng các yêu cầu về hiệu năng và khả năng mở rộng. Công trình này không chỉ đóng góp vào sự phát triển của thiết kế vi mạch mà còn cung cấp kiến thức nền tảng quan trọng cho việc tối ưu hóa luồng dữ liệu giữa bộ xử lý và bộ nhớ, qua đó nâng cao hiệu quả hoạt động của các hệ thống tích hợp hiện đại.

Sinh viên, kỹ sư và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực điện tử, kỹ thuật máy tính, thiết kế vi mạch, hệ thống nhúng và kiến trúc SoC.

Đề án trình bày một nghiên cứu chuyên sâu về việc thiết kế bộ điều khiển bộ nhớ ngoài DDR3 SDRAM nhằm tích hợp hiệu quả vào các Hệ thống trên chip (SoC), sử dụng giao thức AXI4 để đảm bảo khả năng tương thích và hiệu năng cao. Nghiên cứu bắt đầu bằng việc cung cấp cơ sở lý luận vững chắc về các loại bộ nhớ DRAM, đặc biệt là DDR3 với cấu trúc và nguyên lý hoạt động chi tiết, từ đó làm nền tảng cho việc thiết kế. Các giải pháp điều khiển bộ nhớ ngoài trên SoC được phân tích kỹ lưỡng, khẳng định AXI4 là lựa chọn tối ưu nhờ hiệu suất và khả năng mở rộng. Phương pháp nghiên cứu tập trung vào việc xây dựng hệ thống bộ điều khiển DDR3 sử dụng IP-Core MIG sẵn có và giao tiếp AXI4, thiết kế các khối đọc/ghi và máy trạng thái (FSM), đồng thời giải thích chi tiết cơ chế burst, bắt tay, và quản lý địa chỉ/dữ liệu. Toàn bộ quá trình thiết kế vi mạch và thử nghiệm được thực hiện trên công cụ Vivado, bao gồm cấu hình MIG và kiểm thử chức năng đọc/ghi. Các kết quả mô phỏng và đánh giá hiệu quả cho thấy bộ điều khiển hoạt động chính xác, đáp ứng các tiêu chuẩn về hiệu suất và khả năng tích hợp. Giá trị ứng dụng của công trình nằm ở việc đóng góp vào việc làm chủ quy trình thiết kế và chế tạo SoC, phục vụ cho các hệ thống đòi hỏi lưu trữ dữ liệu tốc độ cao và chính xác, như xử lý tín hiệu số, hệ thống nhúng và các ứng dụng IoT.