[發明專利]大規模DSP并行計算裝置

在審

• 申請號: 202011580095.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112631986A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 張昊;潘靈;賈明權;劉紅偉;吳明欽;郝黎宏
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: G06F15/173
• 分類號: G06F15/173;G06F15/177;G06F9/50
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

1.一種大規模DSP并行計算裝置，包括：集成在1U尺寸機箱內的背板單元、電源模塊、控制單元、網絡交換單元和大規模多核DSP計算單元節點的并行計算單元，其特征在于：背板單元采用緊湊布局為并行計算單元提供安裝槽位，利用高速印制板PCB布線技術引出安裝槽位的千兆以太網、萬兆RIO網絡與網絡交換單元進行連接，每個數字信號處理器DSP芯片子卡板載DDR3芯片與加載FLASH芯片和EEPROM芯片陣列協同實現并行計算單元，并通過子卡插槽連接到背板單元上，DSP芯片線陣排列對稱分布連接在網絡交換單元的兩邊；固定在底板上并集成了ARM處理器和以太網對外接口的控制單元通過網線連接網絡交換單元，完成千兆以太網和萬兆RIO網絡路由功能，通過并行計算單元上的代理單元加載新的應用算法，根據當前并行計算單元資源使用情況，基于測點計算的子任務動態分發給各計算節點，自動分配計算資源給新建立的任務，通過接收用戶下發的計算任務，自動分配DSP計算資源，采用不同進程或同一進程完成所有迭代計算。

2.如權利要求1所述的大規模DSP并行計算裝置，其特征在于：背板單元、控制單元、電源模塊均通過螺柱固定在裝置底板上，背板單元實現控制單元、并行計算單元、網絡交換單元、電源模塊相互連接，并行計算單元則按照6排4列的方式均勻的安裝在背板單元上。

3.如權利要求1所述的大規模DSP并行計算裝置，其特征在于：控制單元網口通過以太網雙絞線與網絡交換單元的網口相連，對外以太網通過背板單元的對外以太網口引出。

4.并行計算單元則按照3排4列的方式均勻的安裝在背板單元的上半部和下半部，通過高速子卡連接器安裝在背板單元上，網絡交換單元直接布置在背板單元PCB中部，通過直接布置在背板單元上，通過背板單元上的對外高速連接器引出SRIO對外接口。

5.如權利要求1所述的大規模DSP并行計算裝置，其特征在于：電源模塊通過220V電源輸入接口一端連接外部供電，另一端輸出9V直流電源，并通過背板單元PCB走線到控制單元、并行計算單元和網絡交換單元。

6.如權利要求1所述的大規模DSP并行計算裝置，其特征在于：背板單元的后面板上布置有三個千兆以太網口、四個對外高速接口以及220V電源輸入接口，前面板上布置有把手、電源開關和指示燈。

7.如權利要求1所述的大規模DSP并行計算裝置，其特征在于：DSP系統外設部分包括電源模塊、復位、時鐘及去耦電路，電源模塊電路為系統提供滿足不同性能要求的電源電壓；復位電路為系統初始化一個確定的狀態，包括手動復位和上電復位；時鐘電路為系統提供運行的時鐘或系統實時時鐘；去耦電路減少耦合噪聲，提高系統性能。

8.如權利要求1所述的大規模DSP并行計算裝置，其特征在于：用戶按照Map-Reduce編程模型構建計算圖，編寫Map()和Reduce()函數或指定系統提供的Map()和Reduce()函數)，并編排計算圖形成JSON文件，并存放在用戶程序管理端。

9.如權利要求1所述的大規模DSP并行計算裝置，其特征在于：在任務需要運行時，通過用戶界面向系統控制單元提交任務請求，系統控制器接收到新任務請求，創建一個任務驅動器進程，任務驅動器對任務的計算圖進行分解為執行器組，并形成對計算和通信資源的需求，同時向系統控制器提起資源請求，系統控制器根據當前資源狀況進行資源分配并返回分配到的資源ID給任務驅動器。

10.如權利要求8所述的大規模DSP并行計算裝置，其特征在于：任務驅動器獲得資源ID后，通知資源組所在的節點控制器，將資源能分配至對應多各節點控制器，并發送資源部署信息和執行器Worker文件；節點控制器根據資源部署信息創建執行器組管理器，執行器組管理器對管轄的組內執行器Worker進行參數注入，上述工作完成以后，任務部署和資源調度已完成，等待任務啟動。