EN
দ্রুত লিংক
অগ্রগামী সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ সিস্টেমের ক্ষেত্রে, তা ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (ICs) আমরা যেগুলি নির্বাচন করি তা প্রক্রিয়াটির মতো হৃদয় এবং মস্তিষ্ক। এই সিস্টেমগুলির উচ্চ দাবি রয়েছে। এগুলি জটিল কাজ পরিচালনা করতে যথেষ্ট গণনা শক্তির সাথে সম্পন্ন হওয়ার পাশাপাশি, শক্তি ব্যয় কম রাখতে শক্তি-কার্যক্ষম হওয়া এবং বিভিন্ন সিনারিওতে অনুরূপ হওয়া প্রয়োজন। ইঞ্জিনিয়াররা আদর্শ IC খুঁজতে কয়েকটি মৌলিক প্যারামিটারের উপর ফোকাস করেন। প্রসেসিং গতি একটি বড় বিষয়। কারণ, আজকের দ্রুতগামী ডিজিটাল বিশ্বে, প্রসেসিং যত দ্রুত হবে ততই ভালো। আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হলো সিগন্যাল-টু-নয়েজ অনুপাত (SNR)। আমরা আমাদের সিগন্যাল পরিষ্কার এবং অনাবশ্যক শব্দ থেকে মুক্ত চাই। এবং আধুনিক অ্যালগরিদমের উত্থানের সাথে, বিশেষ করে মেশিন লার্নিং-ভিত্তিক ফিল্টারিং জন্য এই অ্যালগরিদমের সঙ্গতিপূর্ণ হওয়া এখন আবশ্যক। বাস্তব-সময়ের বিশ্লেষণ প্রয়োজন হওয়া অ্যাপ্লিকেশন, যেমন বায়োমেডিকেল ইমেজিং যেখানে প্রতি সেকেন্ড ঠিক নির্ণয়ের জন্য গণ্য হয় বা স্বয়ংক্রিয় ব্যবস্থাগুলি যা সেকেন্ডের ভেতরেই সিদ্ধান্ত নেয়, এই ক্ষেত্রে নিম্ন-ল্যাটেন্সি পারফরম্যান্স শুধু একটি বাঞ্ছনীয় বৈশিষ্ট্য নয়; এটি একটি প্রয়োজনীয় বৈশিষ্ট্য। সর্বশেষ ইঞ্জিনিয়ারিং জার্নালগুলিতে উল্লেখ করা হয়েছে যে কনফিগারেবল আর্কিটেকচারের জন্য বৃদ্ধি পাচ্ছে। এই আর্কিটেকচারগুলি অত্যন্ত উপযোগী কারণ এগুলি ডিজিটাল এবং এনালগ সিগন্যাল প্রসেসিং প্যারাডাইম উভয়কেই সমর্থন করতে পারে, যা আমাদের ডিজাইনে আরও ফ্লেক্সিবিলিটি দেয়।
এখন আমরা সিগন্যাল প্রসেসিং-এর জন্য IC-এর মধ্যে কী খুঁজতে হবে তা জানি, এবং চলুন বর্তমান সিগন্যাল প্রসেসিং প্রকল্পের সঙ্গে আসা চ্যালেঞ্জগুলি সম্পর্কে আলোচনা করি। এই প্রকল্পগুলি একটি জটিল মিথ, পূর্ণ বাধা দিয়ে তৈরি। ঘন পিসিবি ডিজাইনগুলি ইলেকট্রনিক্স উপাদানের একটি ভিড়ালো শহরের মতো, যেখানে ইলেকট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফেয়ারেন্স একটি বড় মাথাব্যথা হতে পারে। এটি যেন আপনার শান্তি বিঘ্ন করে একটি অনেক শব্দ করা পड়া পड়শীদের সাথে বাস। এবং পোর্টেবল ডিভাইসে, শক্তি ব্যবহারের সীমাবদ্ধতা একটি প্রধান উদ্বেগ। আমরা চাই আমাদের ডিভাইস একটি চার্জের জন্য যতটা সম্ভব বেশি সময় চলে। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনে, সিগন্যাল ইন্টিগ্রিটি রক্ষা করা গুরুত্বপূর্ণ, এবং এখানে কার্যকর থার্মাল ম্যানেজমেন্ট সমাধান আসে। এটি আপনার ইলেকট্রনিক্সের জন্য একটি শীতলনা ব্যবস্থা হিসেবে চিন্তা করুন। গবেষকরা খুঁজে পেয়েছেন যে ভিত্তিগত ত্রুটি সংশোধন মেকানিজম সহ আইসি ব্যবহার করা বেশি ফলপ্রদ ফলাফল দিতে পারে, বিশেষ করে ঐ পরিবেশে যেখানে ভোল্টেজ মাত্রাগুলি স্থায়ীভাবে পরিবর্তিত হয়। এটি যেন কোনও ভুল ধরার জন্য একটি নিরাপদ জাল। এছাড়াও, ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম এবং ওয়েভলেট বিশ্লেষণের জন্য হার্ডওয়্যার অ্যাক্সেলারেটর একত্রিত করা প্রসেসিং কার্যকারিতায় বিশেষ উন্নতি দেখায়। এটি বহু শিল্প বেঞ্চমার্ক দ্বারা প্রমাণিত হয়েছে, যা বিভিন্ন প্রযুক্তির পারফরম্যান্স বিবেচনা করার জন্য রিপোর্ট কার্ডের মতো।
চ্যালেঞ্জগুলি আমরা চিহ্নিত করেছি, এখন আমাদের সিগন্যাল প্রসেসিং সিস্টেমের পারফরম্যান্স কিভাবে অপটিমাইজ করব? সিস্টেম আর্কিটেক্টদের এখানে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা রয়েছে। তারা জানেন যে সেরা ফলাফল পেতে হলে IC স্পেশিফিকেশনগুলি অ্যাপ্লিকেশনের বিশেষ প্রয়োজনের সাথে মেলাতে হবে। উদাহরণস্বরূপ, অডিও প্রসেসিং কাজে, আমরা শ্রেষ্ঠ শব্দ গুনগত মান চাই। 24-বিট রিজোলিউশন কনভার্টার এবং 192 kHz এর বেশি স্যাম্পলিং হার আমাদের উত্তম ডায়নামিক রেঞ্জ দিতে পারে। এটি উচ্চ-সংজ্ঞার অডিও অভিজ্ঞতা পাওয়ার মতো। র্যাডার এবং লিডার সিস্টেমে, যা পরিবেশে বস্তু নির্ধারণের জন্য ব্যবহৃত হয়, অ্যাডাপ্টিভ বিমফর্মিং অ্যালগরিদম সমর্থনকারী IC একটি গেম-চেঞ্জার। এগুলি সংকেত বিশ্লেষণে নির্দিষ্ট স্থানিক বিশ্লেষণ অনুমতি দেয়, এই সিস্টেমগুলিকে আরও সঠিক করে। ব্যাটারি চালিত ডিভাইসের মতো শক্তি-সংবেদনশীল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, ডায়নামিক ভোল্টেজ স্কেলিং বাস্তবায়নকারী চিপগুলি একটি উত্তম বিকল্প। ক্ষেত্র পরীক্ষায় দেখা গেছে যে এই চিপগুলি শক্তি ব্যয় কমাতে পারে 30-40% ছাড় দিয়ে এবং প্রসেসিং ক্ষমতা বজায় রাখতে পারে। এটি যেন আপনার গাড়ি একই গতিতে চালাতে পারে এবং আরও বেশি মাইলেজ পান।
সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ হার্ডওয়্যারের জগত সময়ের সাথে ধীরে ধীরে পরিবর্তিত হচ্ছে, এবং কিছু আলোকিত নতুন ধারা উদয় হচ্ছে। ৫জি নেটওয়ার্কের উন্নয়ন এবং IoT ইনফ্রাস্ট্রাকচারের বৃদ্ধি সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ IC ডিজাইনে অভিনবতা চালিয়ে যাচ্ছে যেন শক্তিশালী ইঞ্জিনের মতো। ভিন্ন ভিন্ন গণনা আর্কিটেকচার, যা CPU, GPU এবং নির্দিষ্ট DSP কোর একত্রিত করেছে, আরও জনপ্রিয় হচ্ছে। এগুলো যেন একটি স্বপ্নের দল, যা বহু-সেন্সর ডেটা ফিউশনের বৃদ্ধি পাওয়া জটিলতা প্রতিনিধিত্ব করতে সক্ষম। বহু-সেন্সর সিস্টেমে, আমরা বিভিন্ন ধরনের সেন্সর থেকে ডেটা পাই, এবং এই আর্কিটেকচার সেই ডেটাকে কার্যকরভাবে একত্রিত করতে পারে। সর্বশেষ গবেষণা পত্র নিউরোমরফিক চিপের ক্ষেত্রে কিছু অত্যন্ত প্রত্যাশাজনক উন্নয়ন উল্লেখ করেছে। এই চিপগুলো আকর্ষণীয় কারণ এগুলো জৈব সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ মেকানিজম অনুকরণ করে। এটি প্যাটার্ন চিহ্নিতকরণ অ্যাপ্লিকেশনে একটি বিপ্লব ঘটাতে পারে। এটি যেন আমাদের যন্ত্রগুলোকে মানুষের মতো প্যাটার্ন বোঝার ক্ষমতা দেয়। পরিবেশ নিরীক্ষণ সিস্টেমে, যা বায়ু গুণবত্তা এবং তাপমাত্রা প্রভৃতি পরিদর্শনে ব্যবহৃত হয়, এখন আরও বেশি প্রয়োগ করা হচ্ছে যা এম্বেডেড AI কোর সহ ইসি। এই কোরগুলো বাস্তব সময়ে স্পেক্ট্রাল বিশ্লেষণ এবং ব্যতিক্রম নির্ণয় করতে সক্ষম, যা আমাদের পরিবেশের সমস্যা দ্রুত চিহ্নিত করতে সাহায্য করে।
যখন ইঞ্জিনিয়ারিং দলগুলি ভবিষ্যতের দিকে তাকায়, তখন তারা জানে যে IC উপাদান নির্বাচনের সময় তারা ভবিষ্যদৃষ্টিশীল হতে হবে। একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় যা তারা প্রাথমিকভাবে গুরুত্ব দেয়, তা হলো স্কেলাবিলিটি। এটি ভবিষ্যতে আরও ঘর যোগ করার অপশন সহ একটি বাড়ি তৈরি করার মতো। ফার্মওয়্যার আপডেট সমর্থনকারী মডিউলার ডিজাইন হলো বিকাশশীল সিগন্যাল প্রসেসিং স্ট্যান্ডার্ডের সাথে সুবিধাজনকতা নিশ্চিত করার একটি উত্তম উপায়। এটি যেন আপনার সফটওয়্যার আপডেট করার মতো হয় যা সর্বশেষ প্রযুক্তির সাথে সম্পর্কিত থাকে। প্রোগ্রামেবল লজিক অ্যারে বিশিষ্ট মূল্যায়ন বোর্ড দিয়ে প্রোটোটাইপিং করা একটি বুদ্ধিমান পদক্ষেপ। এটি অ্যালগরিদম বাস্তবায়নের দ্রুত পুনরাবৃত্তি অনুমতি দেয়। এটি যেন আপনার ধারণাগুলি দ্রুত পরীক্ষা ও উন্নয়ন করার মতো হয়। শিল্প কেস স্টাডিগুলি দেখায়েছে যে ত্রুটি-প্রতিরোধী আর্কিটেকচার সংযুক্ত সিস্টেমগুলি ব্যাপক অপারেশনাল সময়ের মধ্যে ৫০% কম পারফরম্যান্স নিখোঁজ হয়। এটি একটি বড় সুবিধা, বিশেষ করে শিল্প অ্যাপ্লিকেশনে যেখানে কোনও ডাউনটাইম খরচজনক হতে পারে। এটি রক্ষণাবেক্ষণের খরচ সামান্য করে এই সিস্টেমগুলিকে দীর্ঘ সময়ের জন্য আরও নির্ভরযোগ্য এবং খরচজনক করে তোলে।