[發(fā)明專利]嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法、系統(tǒng)、存儲介質(zhì)、處理器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010323642.0
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111694789A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊鵬飛;吳自力;呂文凱;黨佳樂;張璐璐;舒潔瓊;張鶴于;王振翼;張昊
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F15/78
• 分類號: G06F15/78;G06F11/22;G06F16/27
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 李霞

1.一種嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法，其特征在于，所述嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法將多個分布式的、承載各種異構(gòu)計算資源的嵌入式計算板卡的計算能力進(jìn)行集中，構(gòu)建任務(wù)驅(qū)動的可重構(gòu)異構(gòu)計算平臺；利用動態(tài)集群構(gòu)建的方式統(tǒng)一管理集群的任務(wù)及異構(gòu)計算資源，利用虛擬化技術(shù)構(gòu)建可重構(gòu)的虛擬計算環(huán)境。

2.如權(quán)利要求1所述的嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法，其特征在于，所述嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法接受用戶的任務(wù)輸入，提供web可視化交互頁面，將節(jié)點(diǎn)劃分為多個獨(dú)立集群，在集群上層搭建代理，提供負(fù)載均衡；

在代理節(jié)點(diǎn)中，基于VRRP協(xié)議使得多個節(jié)點(diǎn)共有一個虛擬IP，當(dāng)虛擬IP綁定的節(jié)點(diǎn)Master故障時，虛擬IP漂移到一個Slave節(jié)點(diǎn)上，此Slave節(jié)點(diǎn)上升為新的Master，繼續(xù)提供任務(wù)接入和負(fù)載均衡的功能。

3.如權(quán)利要求1所述的嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法，其特征在于，所述嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法通過動態(tài)集群構(gòu)建模塊構(gòu)建集群，通過任務(wù)池構(gòu)建模塊、資源池構(gòu)建模塊構(gòu)建集群的任務(wù)池與資源池，通過虛擬計算環(huán)境構(gòu)建模塊匹配任務(wù)與資源，生成任務(wù)執(zhí)行的虛擬計算環(huán)境。

4.如權(quán)利要求3所述的嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法，其特征在于，所述嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法的動態(tài)集群構(gòu)建包括心跳檢測、數(shù)據(jù)庫一致性和動態(tài)中心選舉策略；

心跳檢測在節(jié)點(diǎn)地位對等的主從服務(wù)方式下，對各個節(jié)點(diǎn)進(jìn)行存活檢測，將新的計算節(jié)點(diǎn)加入集群，對故障節(jié)點(diǎn)進(jìn)行刪除；當(dāng)刪除計算節(jié)點(diǎn)時，系統(tǒng)的心跳檢測會自動檢測到刪除開發(fā)板的故障信息；刪除完成以后，通過數(shù)據(jù)庫一致性策略同步數(shù)據(jù)庫中系統(tǒng)資源的內(nèi)容；

數(shù)據(jù)庫一致性實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的同步，使得每一個計算節(jié)點(diǎn)均知曉集群的任務(wù)、資源配置信息，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)故障時，利用動態(tài)中心選舉策略選舉出新的主節(jié)點(diǎn)，同步數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)；

動態(tài)中心選舉實(shí)現(xiàn)集群中主控制節(jié)點(diǎn)的動態(tài)選擇，在數(shù)據(jù)庫一致性模塊的基礎(chǔ)上，利用選舉策略動態(tài)選擇主節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無中心化；選舉出的主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)任務(wù)的下發(fā)，將具體的任務(wù)及任務(wù)相關(guān)的配置信息，按照一定的分發(fā)策略分發(fā)到某一計算節(jié)點(diǎn)中；當(dāng)某一計算節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時，主節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)故障遷移并將該故障節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)重新下發(fā)。

5.如權(quán)利要求3所述的嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法，其特征在于，所述嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法當(dāng)有任務(wù)X來臨時，主節(jié)點(diǎn)按照計算節(jié)點(diǎn)的資源狀態(tài)進(jìn)行任務(wù)分配，將任務(wù)及其配置信息發(fā)送至滿足要求的計算節(jié)點(diǎn)i；如果資源不足，則將任務(wù)進(jìn)行排隊等候；在資源分配成功后，更改主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)庫，再將該操作同步到其他數(shù)據(jù)庫中；當(dāng)計算節(jié)點(diǎn)i發(fā)生故障后，心跳檢測將發(fā)現(xiàn)此故障并將節(jié)點(diǎn)i在數(shù)據(jù)庫中的資源信息清除，通過數(shù)據(jù)庫一致性策略同步數(shù)據(jù)庫后，主節(jié)點(diǎn)獲得節(jié)點(diǎn)i故障的信息，則判定節(jié)點(diǎn)i上正在執(zhí)行的任務(wù)X已失敗，主節(jié)點(diǎn)重新根據(jù)集群中存活節(jié)點(diǎn)的資源狀態(tài)等信息下發(fā)任務(wù)X，任務(wù)X被下發(fā)到節(jié)點(diǎn)j上重新執(zhí)行。

6.如權(quán)利要求3所述的嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法，其特征在于，所述嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法的資源池構(gòu)建在嵌入式計算板卡啟動時，完成資源配置的掃描，獲取已注冊的設(shè)備信息并對設(shè)備進(jìn)行健康檢測，將可用資源信息存入數(shù)據(jù)庫的資源列表中，實(shí)現(xiàn)資源發(fā)現(xiàn)與可用性檢測，借助數(shù)據(jù)庫一致性策略構(gòu)建集群的資源池；

虛擬計算環(huán)境構(gòu)建將任務(wù)與任務(wù)所需資源匹配，根據(jù)任務(wù)的需求，主節(jié)點(diǎn)構(gòu)建任務(wù)執(zhí)行的虛擬計算環(huán)境，構(gòu)建任務(wù)執(zhí)行環(huán)境的相關(guān)配置信息，隨任務(wù)一同下發(fā)給計算節(jié)點(diǎn)，計算節(jié)點(diǎn)將任務(wù)與配置環(huán)境整合構(gòu)建虛擬計算環(huán)境。將應(yīng)用及運(yùn)行環(huán)境打包為docker鏡像并上傳到docker倉庫中，使用docker的方式構(gòu)建虛擬計算環(huán)境，其啟動快速，屬于秒級別；計算節(jié)點(diǎn)按照主節(jié)點(diǎn)下發(fā)的配置信息從docker倉庫中拉取鏡像，構(gòu)建任務(wù)執(zhí)行的虛擬計算環(huán)境，從而使應(yīng)用的安裝、環(huán)境的配置自動化的完成。

7.如權(quán)利要求1所述的嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法，其特征在于，所述嵌入式可重構(gòu)異構(gòu)測定方法的硬件資源采用總線-組件的體系結(jié)構(gòu)，將掛載有異構(gòu)計算資源的控制器板卡通過消息總線定義的標(biāo)準(zhǔn)接口進(jìn)行網(wǎng)路化互聯(lián)通信；嵌入式計算板卡上異構(gòu)資源統(tǒng)一接入、板間網(wǎng)絡(luò)化互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的可擴(kuò)展的高速系統(tǒng)總線和異構(gòu)資源統(tǒng)一化組件封裝和接入。