[發明專利]一種多處理單元協同運算裝置

在審

• 申請號: 202011256487.1
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112306662A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 劉丹;劉鐵軍;韓大峰
• 申請（專利權）人: 山東云海國創云計算裝備產業創新中心有限公司
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 侯珊

1.一種多處理單元協同運算裝置，其特征在于，包括：

具有并行運算能力的推理運算單元；

具有處理復雜度超過預設復雜度閾值的算法的能力的算力提升單元；

分別與所述推理運算單元和所述算力提升單元連接的主控制單元，用于判斷當前運算任務中是否包含復雜度超過預設復雜度閾值的復雜算法任務；若否，則將所述當前運算任務劃分為供所述主控制單元處理的主運算任務和供所述推理運算單元并行處理的多個子運算任務，并分配給相應單元處理；若是，則將所述當前運算任務劃分為供所述主控制單元處理的主運算任務、供所述推理運算單元并行處理的多個子運算任務及供所述算力提升單元處理的所述復雜算法任務，并分配給相應單元處理。

2.如權利要求1所述的多處理單元協同運算裝置，其特征在于，所述推理運算單元包括：

與所述主控制單元經多類型接口連接、且外接第一緩存器的第一FPGA；

與所述主控制單元經多類型接口連接、且外接第二緩存器的第二FPGA；

相應的，所述主控制單元具體用于獲取劃分的各子運算任務各自所需使用的運算資源，根據各子運算任務對應的運算資源，將各子運算任務分成兩組子運算任務，并分別將兩組子運算任務一一分配至所述第一FPGA和所述第二FPGA處理；其中，兩組子運算任務各自所需使用的總運算資源之間相差的運算資源量在預設資源閾值范圍內。

3.如權利要求1所述的多處理單元協同運算裝置，其特征在于，所述算力提升單元包括：

與所述主控制單元經USB接口連接、且設有與外部設備交互的外部USB接口的GPU。

4.如權利要求1所述的多處理單元協同運算裝置，其特征在于，所述多處理單元協同運算裝置還包括：

與所述主控制單元連接的啟動程序存儲單元，用于存儲所述主控制單元的啟動程序；

相應的，所述主控制單元還用于在裝置上電時，基于所述啟動程序進行系統啟動。

5.如權利要求4所述的多處理單元協同運算裝置，其特征在于，所述啟動程序存儲單元包括：

用于存儲啟動程序的SD卡；

用于共同存儲所述啟動程序的第一QSPI Flash和第二QSPI Flash；

相應的，所述主控制單元具體用于在裝置上電時，根據預設模式存儲對應關系確定與模式選擇開關的當前模式配置對應的目標存儲單元，并從所述目標存儲單元中讀取啟動程序進行系統啟動。

6.如權利要求1所述的多處理單元協同運算裝置，其特征在于，所述多處理單元協同運算裝置還包括：

與所述主控制單元連接的數據輸入輸出單元；

相應的，所述主控制單元還用于通過所述數據輸入輸出單元從外部設備獲取所述當前運算任務對應的待處理數據；將運算任務處理結果通過所述數據輸入輸出單元輸出至顯示器顯示。

7.如權利要求6所述的多處理單元協同運算裝置，其特征在于，所述數據輸入輸出單元包括：

分別連接所述外部設備和所述主控制單元、包含第一USB接口和第二USB接口的輸入接口；

分別連接所述顯示器和所述主控制單元、包含第一HDMI接口和第二HDMI接口的輸出接口。

8.如權利要求1所述的多處理單元協同運算裝置，其特征在于，所述多處理單元協同運算裝置還包括：

與所述主控制單元連接的通信單元；

相應的，所述主控制單元還用于借助所述通信單元實現與外部設備的數據通信。

9.如權利要求8所述的多處理單元協同運算裝置，其特征在于，所述通信單元包括：

RJ45網口，用于實現網絡數據傳輸；

3G/4G無線SIM模塊，用于插入SIM卡實現與無線基站的數據通信；

PCIE金手指，用于插接到服務器內，以將所述主控制單元作為所述服務器的加速器使用。

10.如權利要求1-9任一項所述的多處理單元協同運算裝置，其特征在于，所述主控制單元為外設有緩存單元、且基于SOC器件的FPGA芯片；

且所述FPGA芯片的PS側通過USB集線器芯片擴展USB接口、PL側通過PHY芯片將IO引腳擴展為USB接口，供外接多個USB接口設備使用。