一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统技术方案

本发明专利技术公开了计算机硬件、软件FPGA芯片技术领域的一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统，包括云端存储系统、调度程序模块和FPGA计算单元；所述云端存储系统包括pod节点单元，且所述云端存储系统通过pod节点单元接入调度程序模块，且所述pod节点单元和调度程序模块均相互对应；所述调度程序模块和FPGA计算单元均相互对应，且所述调度程序模块和FPGA计算单元之间可进行数据和命令的交互；所述调度程序模块，用于PS端对数据、参数和命令的接收，本发明专利技术采用arm linux操作系统+FPGA高性价比芯片，来实现云端的并行计算模块，是一种低成本，高效率，高配置性的FPGA云端集群方案，在arm系统中配置私有的socket服务，采用定制化的协议来实现不同的请求。

A high cost performance cloud computing service system based on FPGA chip

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统
本专利技术涉及计算机硬件、软件FPGA芯片
，具体为一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统。
技术介绍
现有的作为云计算方案的FPGA芯片都是高端配置芯片，通过pcie接口进行通信，这种方案的缺点在于芯片非常昂贵，同时在PCIE接口上需要更高的pc端的配置，这些配置本身也是昂贵的成本；现有产品成本很高，FPGA芯片利用率低，方便部署，灵活配置，现有产品因为成本的限制，大规模进行部署时成本非常的昂贵，而且如果用高端芯片，一台服务器只能做一种计算方式。基于此，本专利技术设计了一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统，以解决上述
技术介绍
中提出的现有的产品成本很高，FPGA芯片利用率低，方便部署，灵活配置，现有产品因为成本的限制，大规模进行部署时成本非常的昂贵的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统，包括云端存储系统、调度程序模块和FPGA计算单元；所述云端存储系统包括pod节点单元，且所述云端存储系统通过pod节点单元接入调度程序模块，且所述pod节点单元和调度程序模块均相互对应；所述调度程序模块和FPGA计算单元均相互对应，且所述调度程序模块和FPGA计算单元之间可进行数据和命令的交互；所述调度程序模块，用于PS端对数据、参数和命令的接收。>优选的，所述调度程序模块传输的数据包括FPGA控制参数、CNN网络需要的权重参数和data数据和操作命令，且其按照FPGA控制参数、CNN网络需要的权重参数和data数据和操作命令的顺序依次进行传输。优选的，所述调度程序模块包括进入程序分发模块和进入调度模块；所述进入程序分发模块，用于接收来自云端的请求命令，并将图片切割对进入调度模块传输；所述进入程序分发模块包括FPGA并行计算选择单元，且所述FPGA并行计算选择单元，用于选择是否需要进入进入程序分发模块；所述进入调度模块，用于将调度分割的图片合并，并将结果数据原路返回给用户；所述进入调度模块和进入程序分发模块之间包括FPGA计算单元支持类型判断单元，且所述FPGA计算单元支持类型判断单元，用于判断是否进入进入调度模块。优选的，所述进入调度模块包括路由模块，所述路由模块，用于FPGA计算单元的无线数据传输，且所述FPGA计算单元包括的arm系统的网口与所述路由模块相对应。优选的，所述FPGA计算单元的数量至少为一组，且每组所述FPGA计算单元包括至少24组独立的FPGA芯片，且每组所述FPGA芯片均嵌入在arm系统中。优选的，当PS端向PL端发送start命令时，FPGA芯片会用到之前传输的控制参数来启动计算。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术采用armlinux操作系统+FPGA高性价比芯片，来实现云端的并行计算模块，是一种低成本，高效率，高配置性的FPGA云端集群方案，在arm系统中配置私有的socket服务，采用定制化的协议来实现不同的请求；用高性价比的fpga芯片加上嵌入式系统提供的微服务，直接通过网线来介入云计算系统，解决成本高的问题一台FPGA服务器有24个独立运行的fpga高性价比芯片，成本是一台同等算力GPU服务器的1/10，同时可以根据需要配置成不同的算法结构，并且可以同时运行。既解决了高配置性的问题，也方便部署，通过优化FPGAipcore功能和微服务功能来提高fpga的利用率.嵌入式系统提供的微服务主要是指在嵌入式linux系统中运行一个socket服务端，处理来自client端的计算请求。当请求计算的计算量很大时，由调度程序进行任务的分配，如用CNN进行图像处理时，可以将图片进行切割，将切割后的图片分别发送给不同的socket服务端，服务端收到请求后会调用FPGA进行计算，并将计算结果返回给client端，client端再进行图片的合并。这种方案可以大量的节省硬件成本，只需要交换机+网线+高性价比FPGA芯片就可以在云端大量的部署。同时在云端配置起来会比较灵活，可以方便的建立FPGA集群，该集群可以根据用户的需要配置不同的功能，如在集群内部可以配置运行CNN的不同网络结构，也可以配置成RNN的网络结构。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术云计算总体框架图；图2为本专利技术FPGA计算单元图；图3为本专利技术调用FPGA计算模块框架图；图4为本专利技术计算单元内部计算框架图。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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4，本专利技术提供一种技术方案：一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统，包括云端存储系统、调度程序模块和FPGA计算单元；所述云端存储系统包括pod节点单元，且所述云端存储系统通过pod节点单元接入调度程序模块，且所述pod节点单元和调度程序模块均相互对应；所述调度程序模块和FPGA计算单元均相互对应，且所述调度程序模块和FPGA计算单元之间可进行数据和命令的交互；所述调度程序模块，用于PS端对数据、参数和命令的接收。更进一步的实施方式为，所述调度程序模块传输的数据包括FPGA控制参数、CNN网络需要的权重参数和data数据和操作命令，且其按照FPGA控制参数、CNN网络需要的权重参数和data数据和操作命令的顺序依次进行传输；更进一步的实施方式为，所述调度程序模块包括进入程序分发模块和进入调度模块；所述进入程序分发模块，用于接收来自云端的请求命令，并将图片切割对进入调度模块传输；所述进入程序分发模块包括FPGA并行计算选择单元，且所述FPGA并行计算选择单元，用于选择是否需要进入进入程序分发模块；所述进入调度模块，用于将调度分割的图片合并，并将结果数据原路返回给用户；所述进入调度模块和进入程序分发模块之间包括FPGA计算单元支持类型判断单元，且所述FPGA计算单元支持类型判断单元，用于判断是否进入进入调度模块；更进一步的实施方式为，所述进入调度模块包括路由模块，所述路由模块，用于FPGA计算单元的无线数据传输，且所述FPGA计算单元包括的arm系统的网口与所述路由模块相对应；更进一步的实施方式为，所述FPGA计算单元的数量至少为一组，且每组所述FPGA计算单元包括至少24组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统，其特征在于：包括云端存储系统、调度程序模块和FPGA计算单元；/n所述云端存储系统包括pod节点单元，且所述云端存储系统通过pod节点单元接入调度程序模块，且所述pod节点单元和调度程序模块均相互对应；/n所述调度程序模块和FPGA计算单元均相互对应，且所述调度程序模块和FPGA计算单元之间可进行数据和命令的交互；/n所述调度程序模块，用于PS端对数据、参数和命令的接收。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统，其特征在于：包括云端存储系统、调度程序模块和FPGA计算单元；
所述云端存储系统包括pod节点单元，且所述云端存储系统通过pod节点单元接入调度程序模块，且所述pod节点单元和调度程序模块均相互对应；
所述调度程序模块和FPGA计算单元均相互对应，且所述调度程序模块和FPGA计算单元之间可进行数据和命令的交互；
所述调度程序模块，用于PS端对数据、参数和命令的接收。


2.根据权利要求1所述的一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统，其特征在于：所述调度程序模块传输的数据包括FPGA控制参数、CNN网络需要的权重参数和data数据和操作命令，且其按照FPGA控制参数、CNN网络需要的权重参数和data数据和操作命令的顺序依次进行传输。


3.根据权利要求1所述的一种基于FPGA芯片的高性价比云计算服务系统，其特征在于：所述调度程序模块包括进入程序分发模块和进入调度模块；
所述进入程序分发模块，用于接收来自云端的请求命令，并将图片切割对进入调度模块传输；
所述进入程序分发模块包括FPGA并...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，杨付收，赵小吾，龙瞻，田志明，荣义然，
申请(专利权)人：上海雪湖信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31