[發(fā)明專利]基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110796621.5
• 申請(qǐng)日: 2021-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN113407481A
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉德生;龍真真;王斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科晶銳（蘇州）科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F15/78
• 分類號(hào): G06F15/78;G06F9/38;G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 北京眾元弘策知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11462
• 代理人: 李超

1.一種基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，包括底層異構(gòu)硬件平臺(tái)、系統(tǒng)軟件層以及應(yīng)用軟件層，系統(tǒng)軟件層運(yùn)行在底層異構(gòu)硬件平臺(tái)上，應(yīng)用軟件層在系統(tǒng)軟件層上開發(fā)應(yīng)用，所述底層異構(gòu)硬件平臺(tái)由數(shù)據(jù)處理模塊、異構(gòu)互聯(lián)傳輸模塊、溫度檢測調(diào)節(jié)控制模塊、電磁兼容碰撞設(shè)計(jì)模塊、功耗管理能耗控制模塊、星載環(huán)境主機(jī)適配模塊、CPU主控單元、FPGA加速單元、IPU、DSP處理單元以及容錯(cuò)與故障恢復(fù)模塊組成；

所述系統(tǒng)軟件層包括智能算法庫和中間件，設(shè)置任務(wù)調(diào)度策略和軟硬件劃分機(jī)制，支持并行處理與異構(gòu)計(jì)算，采用并行編程框架適配；

所述應(yīng)用軟件層提供人工智能應(yīng)用計(jì)算過程的建模與分析以及人工智能應(yīng)用的特征刻畫及數(shù)據(jù)流分析接口。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，所述數(shù)據(jù)處理模塊由基礎(chǔ)模塊子系統(tǒng)、溫度管理子系統(tǒng)和功耗控制接口子系統(tǒng)組成，其中基礎(chǔ)模塊子系統(tǒng)包括存儲(chǔ)模塊、時(shí)鐘模塊、智能芯片、IO模塊和電源模塊組成，智能芯片分別與存儲(chǔ)模塊、時(shí)鐘模塊、IO模塊和電源模塊連接，基礎(chǔ)模塊子系統(tǒng)分別與溫度管理子系統(tǒng)和功耗控制接口子系統(tǒng)連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，所述平臺(tái)系統(tǒng)軟件層通過任務(wù)調(diào)度模塊完成任務(wù)調(diào)度和分配任務(wù)，通過負(fù)載均衡模塊完成設(shè)備緩存、板載內(nèi)存管理和Docker實(shí)例-應(yīng)用映射任務(wù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，所述平臺(tái)上任務(wù)包括軟件任務(wù)和硬件任務(wù)，軟件任務(wù)定義為運(yùn)行在通用處理器上的任務(wù)，硬件任務(wù)定義為運(yùn)行在異構(gòu)計(jì)算單元上的任務(wù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，每個(gè)硬件任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間基本固定，執(zhí)行過程包括輸入數(shù)據(jù)傳輸、任務(wù)執(zhí)行、輸出數(shù)據(jù)傳輸三個(gè)階段。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，所述硬件任務(wù)通常不支持任務(wù)搶占，一個(gè)硬件任務(wù)一旦開始執(zhí)行，從該任務(wù)發(fā)送數(shù)據(jù)開始，一直到計(jì)算結(jié)果返回，異構(gòu)計(jì)算單元一直被該硬件任務(wù)獨(dú)占，其他任務(wù)無法獲得該異構(gòu)計(jì)算單元的使用權(quán)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，所述硬件任務(wù)之間不具備直接通信的能力，硬件任務(wù)的直接通信需要平臺(tái)的硬件支持，異構(gòu)計(jì)算單元之間需要有直接的硬件通路，從而完成信號(hào)和數(shù)據(jù)的傳輸。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，所述平臺(tái)還包括一內(nèi)存管理模塊，通過頁表結(jié)構(gòu)完成虛擬地址空間到物理地址空間的轉(zhuǎn)換；當(dāng)異構(gòu)計(jì)算核心或者數(shù)據(jù)傳輸總線需要片外板載內(nèi)存時(shí)，所述頁表結(jié)構(gòu)提供一個(gè)地址給內(nèi)存管理部件。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，所述平臺(tái)的異構(gòu)任務(wù)運(yùn)行流程如下：

創(chuàng)建任務(wù)后分別綁定軟件任務(wù)單元和硬件任務(wù)單元，將任務(wù)分為軟件任務(wù)負(fù)載和硬件任務(wù)負(fù)載，所述軟件任務(wù)負(fù)載通過軟件執(zhí)行并完成檢查，所述硬件任務(wù)負(fù)載分別完成硬件任務(wù)創(chuàng)建、硬件執(zhí)行，并通過控制和寫回操作后完成檢查，其中通過調(diào)度來完成硬件任務(wù)創(chuàng)建和硬件執(zhí)行。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于人工智能的異構(gòu)計(jì)算平臺(tái)，所述硬件任務(wù)負(fù)載可以通過異構(gòu)計(jì)算單元來完成硬件執(zhí)行的控制，也可以直接實(shí)施硬件執(zhí)行后的控制。