LAB THIẾT KẾ ĐIỆN TỬ TỰ ĐỘNG (EDA)

Tên nhóm nghiên cứu: Lab Thiết kế điện tử tự động (EDA)
Lĩnh vực nghiên cứu: Hệ thống nhúng và IoT, thiết kế phần cứng, thiết kế vi mạch số
Địa chỉ: Phòng 402 – Rạng Đông Lab, Phòng 402-A3, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Trưởng nhóm: TS. Nguyễn Ngọc Minh

Giới thiệu chung

Nhóm nghiên cứu Thiết kế điện tử tự động (EDA) trực thuộc Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông được thành lập theo Quyết định số 39/QĐ-HV ngày 10/01/2024, do TS. Nguyễn Ngọc Minh làm Trưởng Lab.

Lab EDA tập trung nghiên cứu và phát triển các hệ thống điện tử thông minh trên nền tảng tích hợp giữa phần cứng, phần mềm nhúng và các thuật toán trí tuệ nhân tạo tại biên. Định hướng của nhóm không chỉ dừng lại ở việc phát triển các thành phần riêng lẻ mà hướng tới xây dựng các giải pháp hoàn chỉnh có khả năng triển khai trong thực tế, đảm bảo các yêu cầu về hiệu năng, tiêu thụ năng lượng và chi phí triển khai.

Các hoạt động nghiên cứu của Lab tập trung vào việc đưa các mô hình học máy từ môi trường điện toán đám mây xuống các thiết bị nhúng có tài nguyên hạn chế, đồng thời tối ưu hóa toàn bộ hệ thống từ kiến trúc phần cứng đến phần mềm và thuật toán. Bên cạnh đó, nhóm phát triển các nền tảng IoT với khả năng kết nối linh hoạt, tích hợp các giao thức truyền thông hiện đại và đảm bảo khả năng mở rộng trong các hệ thống lớn.

Hướng nghiên cứu chính

Lab EDA triển khai các hướng nghiên cứu trọng tâm trong lĩnh vực TinyML và trí tuệ nhân tạo trên thiết bị nhúng, trong đó chú trọng đến việc thiết kế và tối ưu các mô hình học máy phù hợp với các nền tảng phần cứng có giới hạn về bộ nhớ, năng lực xử lý và năng lượng. Các nghiên cứu này không chỉ dừng ở mức thuật toán mà còn gắn liền với quá trình triển khai thực tế trên vi điều khiển và các hệ thống nhúng.

Trong lĩnh vực y tế, Lab tập trung phát triển các hệ thống Edge AI phục vụ chăm sóc sức khỏe, đặc biệt là các thiết bị đeo thông minh có khả năng thu thập và phân tích dữ liệu sinh lý theo thời gian thực. Các hệ thống này hướng tới việc hỗ trợ theo dõi liên tục và phát hiện sớm các dấu hiệu bất thường của người dùng.

Đối với môi trường công nghiệp, Lab nghiên cứu và xây dựng các giải pháp giám sát và phát hiện bất thường trong hoạt động của máy móc và dây chuyền sản xuất. Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo tại biên cho phép xử lý dữ liệu trực tiếp tại thiết bị, giảm độ trễ và tăng độ tin cậy của hệ thống.

Trong lĩnh vực IoT, Lab phát triển các hệ thống hoàn chỉnh bao gồm các nút cảm biến, gateway và hạ tầng truyền thông, tích hợp các giao thức như Bluetooth Mesh, Zigbee, LoRa và Matter. Các hệ thống này được thiết kế theo hướng linh hoạt, có khả năng mở rộng và phù hợp với nhiều bài toán ứng dụng khác nhau.

Song song với đó, Lab chú trọng đến thiết kế phần cứng và lập trình vi điều khiển, bao gồm phát triển các mạch nhúng dựa trên các nền tảng ARM như STM32, NXP và ESP32. Quá trình này bao gồm từ thiết kế sơ đồ nguyên lý, thiết kế PCB đến tối ưu hệ thống ở mức phần cứng.

Bên cạnh các nền tảng vi điều khiển, Lab còn phát triển các hệ thống sử dụng Linux nhúng, với trọng tâm là tùy biến hệ điều hành thông qua các công cụ như Yocto, Buildroot và OpenWrt. Các nghiên cứu trong hướng này bao gồm phát triển driver, tối ưu hệ thống và xây dựng các ứng dụng chạy trên nền Linux nhúng.

Định hướng phát triển

Lab EDA hướng tới xây dựng một môi trường nghiên cứu chuyên sâu, nơi kết hợp giữa việc làm chủ các công nghệ lõi và khả năng triển khai các hệ thống thông minh trong thực tế. Định hướng phát triển của Lab tập trung vào việc nâng cao năng lực nghiên cứu và chuyển giao công nghệ, đặc biệt trong các lĩnh vực TinyML, Edge AI và hệ thống IoT.

Nhóm chú trọng thúc đẩy các nghiên cứu có khả năng ứng dụng cao, trong đó các mô hình học máy được tối ưu để hoạt động trực tiếp trên các thiết bị nhúng nhỏ gọn, đáp ứng yêu cầu về thời gian thực và tiêu thụ năng lượng thấp. Đồng thời, Lab tăng cường hợp tác với các doanh nghiệp công nghệ nhằm phát triển các giải pháp hoàn chỉnh, từ thiết kế phần cứng, phát triển phần mềm đến triển khai hệ thống.

Bên cạnh hoạt động nghiên cứu, Lab EDA cũng đặt mục tiêu đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, có khả năng làm việc liên ngành giữa điện tử, công nghệ thông tin và trí tuệ nhân tạo. Người học tham gia Lab sẽ được trang bị kiến thức và kỹ năng toàn diện từ thiết kế mạch, lập trình hệ thống nhúng, phát triển Linux Embedded đến triển khai và tối ưu các mô hình học máy trên thiết bị thực tế.