【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及任务调度，尤其涉及一种面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统。
技术介绍
1、边缘计算能够将计算能力下沉到网络边缘，为用户设备提供就近计算服务，辅助用户设备完成计算密集型和时延敏感型任务，是5g演进和6g的关键支撑技术。边缘计算与物联网(internet of things，iot)和人工智能(artificial intelligence，ai)技术的融合发展催生出了智慧城市、智能交通、增强现实等智能应用，加速了泛在智能时代的到来。然而，边缘计算服务器通常安装在通信基站或无线接入点等具有稳定电源供应和网络支撑环境的地面设施中，在军事对抗、应急救援、灾害响应等基础设施不足或遭到严重破坏的场景下，传统边缘计算网络难以实现快速部署和稳定运行。近些年，无人机、无人车等边缘计算节点凭借其机动灵活、成本低廉、操控简洁等优势得到了广泛应用。为了弥补单个边缘计算节点计算能力不足、能量供应受限、覆盖范围较小的缺陷，多个边缘计算节点通过多机组网、资源共享、协作服务等方式构建边缘智能网络，可提供更多的计算资源和更大的覆盖范围。为了边提升边缘智能网络服务质量，业界从最大化计算效率、最小化任务执行能耗和处理时延等多个角度开展了研究工作，在一定程度上解决了大规模用户设备对计算服务的迫切需求。
2、然而当前研究工作大都存在两个问题：
3、1)只考虑边缘计算节点承载通用中央处理器(central processing units，cpus)资源的情况，忽略了边缘计算节点需要支持基于深度学习等模型开发的ai服务功能
4、2)只考虑具有相同能力的边缘计算节点协作服务场景，忽略了异质多边缘计算节点协作服务场景。当前边缘计算技术发展势头迅猛，能力各异的边缘计算节点设备不断地被大量投入到市场，其差异性主要体现在其承载计算资源的容量和性能、部署服务功能(service function,sf)的数量和类型、搭载电池的容量等方面，因此，支持异质多边缘计算节点高效协作将是一个迫切需要解决的问题。
5、本申请针对当前研究工作存在的上述问题，面向边缘计算节点承载可重构硬件加速器且边缘计算节点之间存在异质性的边缘智能网络，专利技术了一种任务调度系统。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够有效降低任务完成时间与能耗加权总和，同时保持较高的任务完成率和任务满意度的面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，部署在边缘智能网络中的每个边缘计算节点上，所述包括时隙管理模块、任务接收模块、sf通告模块、服务请求模块、服务应答模块和任务卸载模块；
3、所述时隙管理模块安装在边缘计算节点上，用于边缘计算节点之间的时间同步，以及将时间划分为连续的调度时隙，每个调度时隙又被划分为一个通告子时隙和一个交互子时隙；
4、所述任务接收模块安装在边缘计算节点上，用于接收请求处理任务，并将一个调度时隙内接收到的任务编为一个请求处理任务集合，定义表示边缘计算节点um在一个调度时隙内接收到的请求处理任务集合；
5、所述sf通告模块安装在边缘计算节点上并在每个通告子时隙内运行，用于向邻居边缘计算节点通告本地边缘计算节点部署的服务功能(service function，sf)及其实例的处理能力，同时也接收来自邻居通告的部署sf及其实例处理能力，然后，汇聚一个以本地边缘计算节点为中心的网络局部部署sf集合；定义和分别表示边缘计算节点um本地部署sf集合和网络局部部署sf集合；所述网络局部部署sf集合包括了边缘计算节点本地部署sf集合和其所有邻居节点部署的sf集合；
6、所述服务请求模块安装在边缘计算节点上并在每个交互子时隙内运行，得到请求处理任务集合与网络局部部署sf的匹配结果；
7、所述服务应答模块安装在边缘计算节点上并在每个交互子时隙内运行，用于接收邻居边缘计算节点的任务卸载请求，然后，根据本地当前空闲计算资源情况和对请求卸载任务的偏好来决定是否为其提供服务；
8、所述任务卸载模块安装在边缘计算节点上并在每个交互子时隙结束后运行，依据服务请求模块输出的请求处理任务集合与网络局部部署sf的匹配结果，将请求处理任务卸载至与之匹配的sf上处理；
9、所述时隙管理模块与任务接收模块、sf通告模块、服务请求模块、服务应答模块和任务卸载模块均保持连接关系，并将通告子时隙开始、通告子时隙结束、交互子时隙开始和交互子时隙结束时刻通知给上述连接的模块；
10、所述任务接收模块与服务请求模块保持连接关系，当交互子时隙开始时，该模块将请求处理任务集合传递给服务请求模块；
11、所述sf通告模块与服务请求模块和服务应答模块保持连接关系，在通告子时隙结束时，向服务应答模块传递本地部署sf集合向服务请求模块传递网络局部部署sf集合
12、所述服务请求模块与任务卸载模块保持连接，当交互子时隙结束后，服务请求模块将请求处理任务集合与网络局部部署sf集合的匹配结果发送给任务卸载模块。
13、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
14、1)能够在当前调度时隙对上个调度时隙到达的请求处理任务进行准实时调度，满足了对动态到达任务调度的需求；
15、2)边缘计算节点能够根据请求处理任务的需求动态重构硬件加速器，从而提供更加多样的服务功能和提高计算资源的利用效率；
16、3)能够实现请求处理任务、服务功能sf和边缘计算节点之间的稳定匹配，仿真结果表明，所述方法与其他算法相比，能够有效降低任务完成时间与能耗加权总和，同时保持较高的任务完成率和任务满意度。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于：所述系统部署在边缘智能网络中的每个边缘计算节点上，所述系统包括时隙管理模块、任务接收模块、SF通告模块、服务请求模块、服务应答模块和任务卸载模块；
2.如权利要求1所述的一种面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于，所述系统部署在边缘智能网络中的每个边缘计算节点上；
3.如权利要求1所述的面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于，SF通告模块执行SF通告算法，其具体过程包括如下步骤：
4.如权利要求1所述的面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于，所述服务请求模块执行服务请求算法，其具体过程包括如下步骤：
5.如权利要求4所述的面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于，所述任务对服务功能SF的偏好准则，定义如下：
6.如权利要求1所述的面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于，所述服务应答模块执行服务应答算法，其具体过程包括如下步骤：
7.如权利要求6所
8.如权利要求1所述的面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于，所述任务卸载模块执行任务卸载算法，其具体过程包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于：所述系统部署在边缘智能网络中的每个边缘计算节点上，所述系统包括时隙管理模块、任务接收模块、sf通告模块、服务请求模块、服务应答模块和任务卸载模块；
2.如权利要求1所述的一种面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于，所述系统部署在边缘智能网络中的每个边缘计算节点上；
3.如权利要求1所述的面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于，sf通告模块执行sf通告算法，其具体过程包括如下步骤：
4.如权利要求1所述的面向可重构硬件加速器的边缘智能网络任务调度系统，其特征在于，所述服务请求模块执行服务请求算法，其具...
【专利技术属性】
技术研发人员：王彦刚，范建华，魏祥麟，胡永扬，赵框，于龙，郭辉，王晓波，王观武，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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