一种数据传输系统、方法及计算机设备技术方案

本申请公开的数据传输系统、方法及计算机设备，提供了一种与现有技术的“普通网卡‑CPU‑FPGA”相区别的“第一网卡‑控制器(具有操作系统且具备数据读写功能)‑可编程逻辑器件”数据传输架构，基于该架构中“控制器与第一网卡及各个可编程逻辑器件直连”的架构特点，可使得控制器对第一网卡及各个可编程逻辑器件的数据读写无需任何的数据中转，相应地不会产生因数据中转而带来的数据缓存，且由于本申请的该架构避免了对系统CPU的使用，相应地也不再受pcie协议规范中“传输数据时需经过内存”的约束，从而，本申请可基于控制器的数据读写功能实现第一网卡与可编程逻辑器件间的数据直传，有效降低了两者间的数据传输延迟。

A Data Transmission System, Method and Computer Equipment

【技术实现步骤摘要】
一种数据传输系统、方法及计算机设备
本申请属于计算机
，尤其涉及一种数据传输系统、方法及计算机设备。
技术介绍
FPGA(Field－ProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)具有灵活的可编程性、高带宽I/O(Input/Output，输入/输出)吞吐及低数据延迟等优点，在当前的人工智能、运算加速中有着广泛的应用，如广泛应用于数据中心AI(人工智能)推理、金融行业及电信行业的数据库加速等。其中，将FPGA进行池化以更好的保证FPGA计算资源共享、有效提高FPGA资源利用率，同时不牺牲FPGA的低延迟优点是当前数据中心的一个重要研究方向。请参考图1，在当前的“普通Server+FPGA+普通网卡”结构的数据中心服务器中，通常基于“普通网卡-CPU-FPGA”的数据传输架构、利用系统的CPU(CentralProcessingUnit，中央处理器)实现网卡与FPGA节点间的数据传输，其中，当运算任务从网卡向FPGA节点传输时，基于pcie(peripheralcomponentinterconnectexpress，高速串行计算机扩展总线标准)协议规范的约束，需由系统CPU首先将任务数据从网卡缓存器拷贝至系统内存，之后进一步将任务数据从系统内存拷贝至FPGA，从而，网卡与FPGA节点间的数据传输过程需要经过两次内存拷贝(从FPGA至网卡的数据传输过程与上述的过程相逆，同样需经过两次内存拷贝)，严重增加了数据传输的时间延迟，牺牲了FPGA的低延迟优点。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种数据传输系统、方法及计算机设备，以降低网卡与可编程逻辑器件间的数据传输延迟。为此，本专利技术公开如下技术方案：一种数据传输系统，包括：第一网卡，用于执行与网络之间的数据传输；至少一个可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件至少用于执行与所述第一网卡之间的数据传输；具有操作系统且具备数据读写功能的控制器，与所述第一网卡及所述至少一个可编程逻辑器件相连接，用于从所述第一网卡读取数据并将所读取的数据直接写入相应的可编程逻辑器件，和/或用于接收相应可编程逻辑器件的数据并将所接收的数据直接写入所述第一网卡。上述系统，优选地，其中：所述第一网卡包括缓存器；所述第一网卡集成在所述控制器中；所述控制器包括交换器及具备片上系统的主控芯片，所述操作系统为所述片上系统；所述主控芯片用于从所述第一网卡的缓存器中读取数据并将所读取的数据通过所述交换器直接写入相应的可编程逻辑器件，和/或用于通过所述交换器接收相应可编程逻辑器件的数据并将所接收的数据直接写入所述第一网卡的缓存器。上述系统，优选地，还包括：所述控制器的外围组件，用于为所述控制器的启动及运行提供支持；所述外围组件包括闪存及至少一个静态随机存取存储器。上述系统，优选地，所述控制器为具有片上系统的智能网卡。一种计算机设备，包括如上所述的数据传输系统。一种数据传输方法，该方法包括：利用控制器从第一网卡读取数据，并将所读取的数据直接写入至少一个可编程逻辑器件中的相应可编程逻辑器件；和/或，利用控制器接收所述至少一个可编程逻辑器件中相应可编程逻辑器件的数据，并将所接收的数据直接写入所述第一网卡；所述控制器具有操作系统且具备数据读写功能。上述方法，优选地，所述利用控制器从所述第一网卡读取数据，包括：利用所述控制器中的具备片上系统的主控芯片从所述第一网卡的缓存器中读取数据，所述操作系统为所述片上系统。上述方法，优选地，所述将所读取的数据直接写入所述至少一个可编程逻辑器件中的相应可编程逻辑器件，包括：通过所述控制器中的交换器将所读取的数据直接写入所述至少一个可编程逻辑器件中的相应可编程逻辑器件。上述方法，优选地，所述利用控制器接收至少一个可编程逻辑器件中相应可编程逻辑器件的数据，包括：利用所述控制器中的具备片上系统的主控芯片通过所述控制器中的交换器接收所述至少一个可编程逻辑器件中相应可编程逻辑器件的数据，所述操作系统为所述片上系统。上述方法，优选地，所述将所接收的数据直接写入所述第一网卡，包括：利用所述控制器中的主控芯片将所接收的数据直接写入所述第一网卡的缓存器中。由以上方案可知，本申请公开的数据传输系统、方法及计算机设备，提供了一种与现有技术的“普通网卡-CPU-FPGA”相区别的“第一网卡-控制器(具有操作系统且具备数据读写功能)-可编程逻辑器件”数据传输架构，即利用一具有操作系统且具备数据读写功能的控制器替代传统数据传输架构中的CPU，基于该架构中“控制器与第一网卡及各个可编程逻辑器件直连”的架构特点，可使得控制器对第一网卡及各个可编程逻辑器件的数据读写无需任何的数据中转，相应地不会产生因数据中转而带来的数据缓存，且由于本申请的该架构避免了对系统CPU的使用，相应地也不再受pcie协议规范中“传输数据时需经过内存”的约束，从而，本申请可基于控制器的数据读写功能实现第一网卡与可编程逻辑器件间的数据直传，有效降低了两者间的数据传输延迟，同时还节省了对系统CPU资源及内存资源的占用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1是现有技术中用于在网卡与可编程逻辑器件之间进行数据传输的数据传输架构的示意图；图2是本申请实施例提供的数据传输系统的一种结构示意图；图3是本申请实施例提供的数据传输系统的另一种结构示意图；图4是本申请实施例提供的数据传输系统的再一种结构示意图；图5是本申请实施例提供的用于在网卡与可编程逻辑器件之间进行数据传输的数据传输架构的示意图；图6是本申请实施例提供的数据传输方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了降低网卡与可编程逻辑器件间的数据传输延迟，本申请提供了一种数据传输系统、方法及计算机设备，所述数据传输系统及方法可应用于但不限于个人计算机(笔记本、台式机、一体机)或服务器(局域网/云端服务器)等计算机设备中，以下将通过具体实施例对本申请的数据传输系统、方法及计算机设备进行详细说明。参考图2，是本申请实施例提供的数据传输系统的结构示意图，如图2所示，本实施例中，该数据传输系统可以包括：第一网卡21，用于执行与网络之间的数据传输。网卡是一块被设计用来允许计算机与网络进行通讯的计算机硬件，因此，本申请中，所述第一网卡能够在个人计算机或服务器等计算机设备上执行计算机设备与网络之间的数据传输。所述第一网卡为非智能化的普通网卡，如可以是但不限于10Mbps、100Mbps、1000Mbps的支持PCI(PeripheralComponentInterconnect、外设部件互连标准)或PCIe标准的以太网卡、PCMCIA(PersonalComputerMemoryCardInternati本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据传输系统，包括：第一网卡，用于执行与网络之间的数据传输；至少一个可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件至少用于执行与所述第一网卡之间的数据传输；具有操作系统且具备数据读写功能的控制器，与所述第一网卡及所述至少一个可编程逻辑器件相连接，用于从所述第一网卡读取数据并将所读取的数据写入相应的可编程逻辑器件，和/或用于接收相应可编程逻辑器件的数据并将所接收的数据写入所述第一网卡。

【技术特征摘要】
1.一种数据传输系统，包括：第一网卡，用于执行与网络之间的数据传输；至少一个可编程逻辑器件，所述可编程逻辑器件至少用于执行与所述第一网卡之间的数据传输；具有操作系统且具备数据读写功能的控制器，与所述第一网卡及所述至少一个可编程逻辑器件相连接，用于从所述第一网卡读取数据并将所读取的数据写入相应的可编程逻辑器件，和/或用于接收相应可编程逻辑器件的数据并将所接收的数据写入所述第一网卡。2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述第一网卡包括缓存器；所述第一网卡集成在所述控制器中；所述控制器包括交换器及具备片上系统的主控芯片；所述主控芯片用于从所述第一网卡的缓存器中读取数据并将所读取的数据通过所述交换器写入相应的可编程逻辑器件，和/或用于通过所述交换器接收相应可编程逻辑器件的数据并将所接收的数据写入所述第一网卡的缓存器。3.根据权利要求2所述的系统，还包括：所述控制器的外围组件，用于为所述控制器的启动及运行提供支持；所述外围组件包括闪存及至少一个静态随机存取存储器。4.根据权利要求2所述的系统，所述控制器为具有片上系统的智能网卡。5.一种计算机设备，包括如权利要求1-4任一项所述的数据传输系统。6.一种数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱劲松，
申请(专利权)人：联想北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11