Разработка теоретических основ, методов и способов проектирования современных высокопроизводительных компьютерных систем в среде Ґрід- и облачных систем

Разработана новая архитектурная концепция организации параллельных вычислений в Грид-системах и облачной среде с использованием программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) как высокопроизводительного гетерогенного вычислительного ресурса с архитектурой программируемого операционного блока с обработкой потоков данных, что позволяет достигать оптимизированного отношения производительность-энергопотребление и упростить программирование вычислительных задач для этих систем. Разработаны новые подходы к диспетчеризации вычислительных процессов в гетерогенных Грид-системах, которые позволяют оптимизировать загруженность вычислительных ресурсов, эффективно выполнять их мониторинг. Разработан новый метод ресинхронизации графов синхронных потоков данных, который обеспечивает проектирование конвейерных схем для реализации в ПЛИС, отличающихся минимальными аппаратными затратами при оптимизированной производительности. На базе этого метода создана система автоматизированного проектирования (САПР) параллельных вычислительных схем, описанных на языке VHDL и конфигурируемых в ПЛИС, которая внедряется как приложение в облачной среде. Клиентская часть экспериментальной САПР размещена на Web-браузере пользователя, а серверная часть - на сервере HP Blade server C3000, установленном в НТУУ "КПИ".

Разработаны генераторы модулей деления, извлечения квадратного корня, рекурсивных цифровых фильтров на базе онтологии структур фильтров и прикладной базы знаний, которые предназначены для генерирования виртуальных модулей для ПЛИС и внедряются в облачной среде. Генерируемые цифровые фильтры имеют минимальные аппаратные затраты и максимальную частоту дискретизации, достигающую 400 МГц.

С помощью САПР параллельных вычислительных схем разработан ряд виртуальных вычисли¬тельных модулей, таких как контроллер локальной сети Ethernet, декодер Рида-Соломона, процессоры быстрого преобразования Фурье, двумерного дискретного косинусного преобразования, ядро микропроцессора ARMv.3, ядро микроконтроллера i8051, имеющее производительность до 100 млн. команд в секунду.