[發(fā)明專利]基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置

在審

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• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113282529A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊剛;賈偉;姚遠;張羽;劉慧霞;周興社;李曉娟;吳曉
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F13/40
• 分類號: G06F13/40;G06F13/42;G06F15/78;G06T1/20
• 代理公司: 西安利澤明知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61222
• 代理人: 劉偉

本發(fā)明提供基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，括VPX機箱單元、主處理單元、GPU處理單元、IO接口單元、PCIe交換單元、電源單元及背板互聯(lián)單元；該處理異構(gòu)計算裝置體積小、接口豐富、獨立于飛機系統(tǒng)，可以適配多種型號無人機；可以實施無人機應(yīng)用的在線處理，提高任務(wù)執(zhí)行的實時性。可以使各種類型的載荷與無人機機載計算機無縫的連接在一起，建立載荷接入及管理的快速高效途徑，極大地簡化了無人機搭載載荷的設(shè)計和開發(fā)，極大地拓展了無人機內(nèi)部設(shè)備的互聯(lián)關(guān)系。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及異構(gòu)計算領(lǐng)域，涉及一種高性能數(shù)據(jù)接入及處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

無人機由于其成本低、效率高、機動性好的特點，被廣泛用于軍用及民用領(lǐng)域。隨著載荷技術(shù)的快速發(fā)展，以及無人機搭載能力、處理能力的增強，越來越多的任務(wù)載荷接入無人機系統(tǒng)，極大地擴展了無人機的應(yīng)用領(lǐng)域。目前載荷接入無人機系統(tǒng)的接口沒有達到標準化，系統(tǒng)需要針對接入的載荷修改系統(tǒng)設(shè)計。并且受限于機上的處理能力，載荷數(shù)據(jù)通常是傳給地面站進行處理，再將處理結(jié)果返回給無人機。傳統(tǒng)的載荷接入方式和數(shù)據(jù)處理方式降低了無人機投入使用的快速性及操作的自主性，影響了無人機作用的發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容

針對以上缺陷，本發(fā)明提供基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，使得通過該系統(tǒng)，無人機可以更快搭載異質(zhì)異構(gòu)的多種載荷，并對載荷數(shù)據(jù)進行機載快速處理。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，所述計算裝置包括VPX機箱單元、主處理單元、GPU處理單元、IO接口單元、PCIe交換單元、電源單元及背板互聯(lián)單元；所述主處理單元提供順序邏輯處理能力，所述GPU處理單元提供數(shù)據(jù)并行處理能力，為主處理單元提供輔助的并行數(shù)據(jù)處理能力；所述 IO處理單元提供載荷通用接入的能力；所述PCIe交換單元用于擴展主處理單元的PCIe接口數(shù)量，與其它單元相連接；所述主處理單元、 GPU處理單元、IO接口單元通過背板互聯(lián)單元與PCIe交換單元相連；所述電源單元通過背板單元為主處理單元、GPU處理單元、IO接口單元、PCIe交換單元提供電能；所述計算裝置采用模塊化設(shè)計，所述各單元采用統(tǒng)一的模塊結(jié)構(gòu)；各個功能模塊通過接插組件連接背板互聯(lián)單元。

進一步地，基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，所述計算裝置還包括導(dǎo)冷模塊，本設(shè)計用于計算裝置的散熱。

進一步地，基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，所述各個功能模塊上的接插組件通過楔形鎖緊滑塊與所述背板互聯(lián)單元及機箱內(nèi)導(dǎo)槽構(gòu)成楔形鎖緊機構(gòu)固定，并添加緊鎖裝置。

進一步地，基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，所述各個模塊與背板互聯(lián)模塊通過定位裝置進行插拔的準確位置定位。

上述設(shè)計用于各模塊能夠快速與VPX機箱單元進行準確安裝。

進一步地，基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，所述VPX機箱單元還設(shè)置有與無人機的安裝接口。

進一步地，基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，所述載荷接口的數(shù)據(jù)收發(fā)通過IO處理單元并行進行，IO處理單元通過 PCIe接口與PCIe交換單元相連，再通過PCIe交換單元與主處理單元相連。

進一步地，基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，所述電源單元采用兩塊EMI濾波器，所述一塊EMI濾波器為主電源供電，另一塊濾波器為其余電源供電。

進一步地，基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，所述各個模塊能夠根據(jù)需要進行替換。

進一步地，基于VPX架構(gòu)的多載荷通用接入與處理異構(gòu)計算裝置，所述背板互聯(lián)模塊采用VPX連接器，支持7槽互聯(lián)；第一槽連接主處理單元、第二槽連接交換單元、第三槽連接GPU處理單元、第四槽為預(yù)留槽位、第五槽連接IO接口單元、第六槽為預(yù)留槽位、第七槽連接電源單元。