一种基于小型国产计算设备的协同计算系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有扩展性的小型国产计算设备与协同计算系统。所述一种具有扩展性的小型国产计算设备包括神经网络计算模块、通用处理器模块、通讯模块，电源模块，显示接口与扩展接口。所述神经网络计算模块用于加速神经网络计算，所述通用处理器负责用户交互与整合与处理音视频流等多媒体信息与传感器数据。所述通讯模块负责接入互联网与用户通讯。所述电源模块用于供电。所述的显示接口连接外部显示屏，在用户需要时提供用户交互界面。所述的扩展接口用于外接其他外部设备或是用于多台国产计算设备之间的扩展。产计算设备之间的扩展。产计算设备之间的扩展。

【技术实现步骤摘要】
一种基于小型国产计算设备的协同计算系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种基于小型国产计算设备的协同计算系统及方法，属于电子设备
，特别涉及一种基于小型国产计算设备的具有扩展性的协同计算系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着国际关系与国际形势的不断变化，信息化领域的安全与自主可控的重要性逐渐凸显。国内各个厂商也相继推出了不同的国产化硬件解决方案。但是，目前国产化平台也存在一些问题，如面向移动端的平台算力较弱，应用场景集中在服务器计算领域，为机器人与可穿戴设备设计的国产化平台较少。除此以外，目前的平台不具备扩展性，不能实现多个国产计算设备自扩展的功能。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术的针对目前现有技术中存在的问题，提出了一种基于小型国产计算设备的具有扩展性的协同计算系统及方法，具有组网灵活简单，可扩展性强的特点，可在可穿戴应用、机器人、无人机、自动驾驶等场景下提供可观算力。
[0004]本专利技术的技术解决方案是：
[0005]一种基于小型国产计算设备的具有扩展性的协同计算系统，该本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于小型国产计算设备的具有扩展性的协同计算系统，其特征在于该协同计算系统包括：设备层、数据传输层、并发中间层、并发计算API层和应用层；所述的设备层包括多个计算节点与多个互联节点，所述的计算节点用于提供算力，并通过互联节点组织为一个计算网络，所述的计算节点与所述的互联节点相连，所述的互联节点与所述的互联节点相连接；所述的数据传输层包括所述计算节点与互联节点的通讯制式，所述的计算节点与互联节点的数据传输使用两种方式，分别是消息收发方式与数据读写方式，消息收发方式允许两个计算节点之间使用以太网TCP/IP协议传输消息，数据读写方式用于计算节点访问与修改与其相连接的互联节点的信息；所述的并发中间层包含链路与设备管理模块、网络通讯模块、共享存储管理模块和任务接收模块；所述的并发计算API层包括分散
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聚集操作、广播操作和计算池管理操作；所述的应用层用于运行用户业务，使用并发计算API接口进行多节点之间的协同计算与信息交互。2.根据权利要求1所述的一种基于小型国产计算设备的具有扩展性的协同计算系统，其特征在于：所述的设备层中互联节点，包含FPGA芯片、存储模块、以太网交换模块、以太网接口、USB3接口和扩展接口。3.根据权利要求2所述的一种基于小型国产计算设备的具有扩展性的协同计算系统，其特征在于：所述的存储模块拥有易失性存储空间，该易失性存储空间为互联节点周围的若干个计算节点提供共享存储；所述的以太网交换模块，链接了计算节点扩展接口中的MDI接口，用于交换由MDI接口发出的以太网包；所述的以太网接口包含以太网物理芯片，以太网物理芯片与FPGA芯片、以太网交换模块连接；所述的USB3接口与所述FPGA芯片连接；所述扩展接口用于所述互联节点以线缆连接所述计算节点；所述的USB3接口中包含了多片USB3物理层芯片；所述的以太网交换模块包含多个MDI接口；所述的存储模块，将共享存储空间划分成若干个大小不都一致的存储块；所述计算节点对该存储空间的访问是互斥的；所述的FPGA芯片内部使用高速缓存技术以加速访问。4.根据权利要求2或3所述的一种基于小型国产计算设备的具有扩展性的协同计算系统，其特征在于：所述的并发中间层，包含链路与设备管理模块、网络通讯模块、共享存储管理模块和任务接收模块。5.根据权利要求4所述的一种基于小型国产计算设备的具有扩展性的协同计算系统，
其特征在于：所述的链路与设备管理模块，用于建立与维护计算节点之间的互联关系，传输设备的基本状态信息；所述的网络通讯模块，用于建立计算设备之间的点对点通信、传输控制、指令、状态等信息；所述的共享存储管理模块，用于在所述互联节点存储模块与计算节点之间进行数据的组织、分发与同步；所述的并发处理模块，用于所述计算节点在接收到所述其他计算节点的计算指令后，根据设备当前的状态，执行并发任务并予以回复，或在所述当前计算节点任务繁重时暂缓执行计算指令。6.根据权利要求5所述的一种基于小型国产计算设备的具有扩展性的协同计算系统，其特征在于：当所述计算节点与所述互联节点相连接时，二者通过以下步骤建立连接，并通告其他所述计算节点：第一步，运行在所述计算节点的软件会请求所述互联节点建立连接，并告知其设备算力，当前任务数量；第二步，互联节点会向该所述计算节点通告该所述计算节点的设备地址，当前连接的其他所述计算节点的算力，处理器空闲比例，连接端口地址；第三步，互联节点向其他已经...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓方，孙智昊，张乐乐，陈杰，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：