[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

本發明公開了一種多處理單元協同運算裝置。主控制單元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，則將當前運算任務劃分為供主控制單元處理的主運算任務和供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，則將當前運算任務劃分為供主控制單元處理的主運算任務、供推理運算單元并行處理的多個子運算任務及供算力提升單元處理的復雜算法任務，并分配給相應單元處理。可見，本申請采用多處理單元協同運算，可有效提升系統運算能力；且配置有易實現復雜算法的算力提升單元，在處理復雜算法任務時使用，可進一步提升系統的運算能力及算法實現能力，從而為醫學影像推理提供高計算能力的硬件平臺。

技術領域

本發明涉及數據處理運算領域，特別是涉及一種多處理單元協同運算裝置。

背景技術

隨著科技的發展，醫療行業將融入更多人工智能、傳感技術等高科技，使醫療服務走向真正意義的智能化，推動醫療事業向智慧化發展。醫學影像診斷作為智慧醫療的發展方向之一，可利用機器根據病人拍攝的醫學影像資料，對病情進行初步推理診斷，輔助完成病理分析，提高診斷效率與質量。

現有技術中，醫學影像診斷通常采用的運算分析架構為FPGA(FieldProgrammable Gate Array，現場可編程邏輯門陣列)+ASIC(Application-SpecificIntegrated Circuit，專用集成電路)，FPGA作為主控制單元，ASIC作為FPGA的硬件加速器，二者協作實現醫學影像診斷。但是，ASIC硬件加速方案的運算能力固定，且存在復雜算法難以實現的缺陷，已經無法滿足日益增長的高計算性能需求。

因此，如何提供一種解決上述技術問題的方案是本領域的技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種多處理單元協同運算裝置，采用多處理單元協同運算，可有效提升系統運算能力；且配置有易實現復雜算法的算力提升單元，在處理復雜算法任務時使用，可進一步提升系統的運算能力及算法實現能力，從而為醫學影像推理提供高計算能力的硬件平臺。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種多處理單元協同運算裝置，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。

優選地，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。

優選地，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。

優選地，所述多處理單元協同運算裝置還包括：