低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法及系统，包括：步骤S1：根据高速互联控制信息，通过高速互联模块将各计算模块高速接口进行互联互通；步骤S2：得到计算芯片内部的最优等级排序表，获取最优等级排序表信息；步骤S3：将等级较高的嵌入式处理器根据计算业务的数据量下发计算业务至较低等级的嵌入式处理器；步骤S4：将等级低的嵌入式处理器将计算结果汇报至较高级的嵌入式处理器；步骤S5：获取低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算结果信息。本发明专利技术可根据实际计算业务的需要自动增加计算节点，提高计算能力。同时还可根据实际计算量的需求合理分配计算任务，降低不必要的功耗。功耗。功耗。

【技术实现步骤摘要】
低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及嵌入式计算
，具体地，涉及一种低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，空、海、装甲等各军兵种装备朝自动化、信息化、智能化的方向发展，推动各军兵装备的更新换代。然而在现代化战争中，既要满足复杂多变的战争环境、高精度的定制计算等实际需求，又要保证装备的稳定性、自主可控和灵活性的要求，这就带来了产品设计的问题：如何满足现代战争对大规模计算、灵活动态配置的需求，同时还需保证有限能源情况下武器装备的正常使用。
[0003]传统的中央计算方式可满足大规模计算的需求，但无法做到灵活动态配置，同时还伴随着较高的能源需求。而通过嵌入式计算平台的应用可将计算任务分解至各个嵌入式计算节点，通过实际的计算需求灵活动态的加入计算节点，同时降低计算设备的需求与功耗。满足在有限能源情况下，计算能力的灵活配置与保障。
[0004]专利文献CN202049475U公开了一种嵌入式计算机主板及电子设备,所述嵌入式计算机主板包括CPU以及与所述CPU连接的外设接口,所述嵌入式计算机主板还包括至少一个用于实时存储数据,并于所述主板掉电时,对内部数据进行保存的静态随机存储器；所述静态随机存储器与所述CPU连接。该专利在结构和性能上仍然有待提高的空间。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法及系统。
[0006]根据本专利技术提供的一种低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法，包括：
[0007]步骤S1：搭建嵌入式智能计算系统的硬件平台，将供电模块的输出提供给计算系统内的芯片和模块；根据高速互联控制信息，通过高速互联模块将各计算模块高速接口进行互联互通；
[0008]步骤S2：初始化系统内的嵌入式计算模块，得到计算芯片内部的最优等级排序表，获取最优等级排序表信息；
[0009]步骤S3：根据最优等级排序表信息，将等级较高的嵌入式处理器根据计算业务的数据量下发计算业务至较低等级的嵌入式处理器；
[0010]步骤S4：将等级低的嵌入式处理器将计算结果汇报至较高级的嵌入式处理器；
[0011]步骤S5：获取低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算结果信息。
[0012]优选地，步骤S1包括：
[0013]步骤S1.1：外部电源为供电模块内的电源芯片组提供外部能量，采用电源芯片组将外部电源的电压转换成设定电压(智能计算系统内各芯片所需的电压)，并保证各芯片供电电流满足实际功耗需要；
[0014]步骤S1.2：将嵌入式处理器的一路高速接口与其物理距离最近的嵌入式处理器互联，组成一组最小嵌入式计算单元；
[0015]步骤S1.3：将嵌入式处理器的另一路高速接口与高速交换模块内的交换芯片互联，实现任意嵌入式处理器通过高速交换芯片的互联互通，将多组嵌入式计算单元组合成业务需要的嵌入式计算模块。
[0016]优选地，步骤S2包括：
[0017]步骤S2.1：初始化嵌入式计算模块内的各个嵌入式处理器，各处理器计算自身与高速交换模块的通信速率，获取通信速率信息；
[0018]步骤S2.2：根据通信速率信息，最小嵌入式计算单元内的两个嵌入式处理器进行等级排序；
[0019]步骤S2.3：各最小单元中等级较高的嵌入式处理器再依次将自身填入等级排序表内，直至最后一个嵌入式处理器完成这一活动；
[0020]步骤S2.3：最后拥有最完整的排序表的处理器将该等级排序表交换至各嵌入式处理器，并存储在各嵌入式处理器的本地存储中。
[0021]优选地，如图1所示，步骤S3包括：
[0022]步骤S3.1：等级最高的嵌入式处理器DSP1评估当前计算业务的数据量，判断当前业务量是否超高其最小嵌入式计算单元DSP1和最小嵌入式计算单元DSP2的计算能力；
[0023]步骤S3.2：若评估结果显示计算数据量未超过最小嵌入式计算单元DSP1和最小嵌入式计算单元DSP2的计算能力，则高速交换模块休眠，最小嵌入式计算单元DSP1通过与最小嵌入式计算单元DSP2直连的高速接口下发部分计算业务；
[0024]步骤S3.3：若评估结果显示计算数据量超过最小嵌入式计算单元DSP1和最小嵌入式计算单元DSP2的计算能力，则高速交换模块打开最小嵌入式计算单元DSP1 与较DSP1低一等级的嵌入式计算单元中较高等级的处理器DSP3间的高速通道；
[0025]最小嵌入式计算单元DSP1将部分计算业务下发至最小嵌入式计算单元DSP2与较最小嵌入式计算单元DSP1低一等级的嵌入式计算单元中较高等级的处理器DSP3；
[0026]步骤S3.4：各等级嵌入式最小计算单元根据计算业务的数据量依次执行S3.1 与S3.3，直到系统的计算能力满足计算业务的需要。
[0027]优选地，步骤S4包括：
[0028]步骤S4.1：最低等级的嵌入式处理器处理完分配的计算业务后，将计算结果上报至上一级处理器；
[0029]步骤S4.2：次低等级的嵌入式处理器汇总最低等级的处理器上报的计算结果，并与自身计算结果结合上报给上一级处理器；
[0030]同时，关闭高速交换模块中相关的高速数据通路；
[0031]步骤S4.3：各层级的嵌入式处理器从低到高依次执行S4.1与S4.2，直到最高等级的处理器完成嵌入式系统计算结果的汇总。
[0032]根据本专利技术提供的一种低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算系统，包括：
[0033]模块M1：搭建嵌入式智能计算系统的硬件平台，将供电模块的输出提供给计算系统内的芯片和模块；根据高速互联控制信息，通过高速互联模块将各计算模块高速接口进行互联互通；
[0034]模块M2：初始化系统内的嵌入式计算模块，得到计算芯片内部的最优等级排序表，获取最优等级排序表信息；
[0035]模块M3：根据最优等级排序表信息，将等级较高的嵌入式处理器根据计算业务的数据量下发计算业务至较低等级的嵌入式处理器；
[0036]模块M4：将等级低的嵌入式处理器将计算结果汇报至较高级的嵌入式处理器；
[0037]模块M5：获取低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算结果信息。
[0038]优选地，模块M1包括：
[0039]模块M1.1：外部电源为供电模块内的电源芯片组提供外部能量，采用电源芯片组将外部电源的电压转换成设定电压(智能计算系统内各芯片所需的电压)，并保证各芯片供电电流满足实际功耗需要；
[0040]模块M1.2：将嵌入式处理器的一路高速接口与其物理距离最近的嵌入式处理器互联，组成一组最小嵌入式计算单元；
[0041]模块M1.3：将嵌入式处理器的另一路高速接口与高速交换模块内的交换芯片互联，实现任意嵌入式处理器通过高速交换芯片的互联互通，将多组嵌入式计算单元组合成业务需要的嵌入式计算模块。
[0042]优选地，模块M2包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法，其特征在于，包括：步骤S1：根据高速互联控制信息，通过高速互联模块将各计算模块高速接口进行互联互通；步骤S2：初始化系统内的嵌入式计算模块，得到计算芯片内部的最优等级排序表，获取最优等级排序表信息；步骤S3：根据最优等级排序表信息，将等级较高的嵌入式处理器根据计算业务的数据量下发计算业务至较低等级的嵌入式处理器；步骤S4：将等级低的嵌入式处理器将计算结果汇报至较高级的嵌入式处理器；步骤S5：获取低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算结果信息。2.根据权利要求1所述的低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法，其特征在于，步骤S1包括：步骤S1.1：采用电源芯片组将外部电源的电压转换成设定电压；步骤S1.2：将嵌入式处理器的一路高速接口与其物理距离最近的嵌入式处理器互联，组成一组最小嵌入式计算单元；步骤S1.3：将嵌入式处理器的另一路高速接口与高速交换模块内的交换芯片互联，将多组嵌入式计算单元组合成业务需要的嵌入式计算模块。3.根据权利要求1所述的低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法，其特征在于，步骤S2包括：步骤S2.1：初始化嵌入式计算模块内的各个嵌入式处理器，各处理器计算自身与高速交换模块的通信速率，获取通信速率信息；步骤S2.2：根据通信速率信息，最小嵌入式计算单元内的两个嵌入式处理器进行等级排序；步骤S2.3：各最小单元中等级较高的嵌入式处理器再依次将自身填入等级排序表内，直至最后一个嵌入式处理器完成这一活动；步骤S2.3：最后拥有最完整的排序表的处理器将该等级排序表交换至各嵌入式处理器，并存储在各嵌入式处理器的本地存储中。4.根据权利要求1所述的低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法，其特征在于，步骤S3包括：步骤S3.1：等级最高的嵌入式处理器DSP1评估当前计算业务的数据量，判断当前业务量是否超高其最小嵌入式计算单元DSP1和最小嵌入式计算单元DSP2的计算能力；步骤S3.2：若评估结果显示计算数据量未超过最小嵌入式计算单元DSP1和最小嵌入式计算单元DSP2的计算能力，则高速交换模块休眠，最小嵌入式计算单元DSP1通过与最小嵌入式计算单元DSP2直连的高速接口下发部分计算业务；步骤S3.3：若评估结果显示计算数据量超过最小嵌入式计算单元DSP1和最小嵌入式计算单元DSP2的计算能力，则高速交换模块打开最小嵌入式计算单元DSP1与较DSP1低一等级的嵌入式计算单元中较高等级的处理器DSP3间的高速通道；最小嵌入式计算单元DSP1将部分计算业务下发至最小嵌入式计算单元DSP2与较最小嵌入式计算单元DSP1低一等级的嵌入式计算单元中较高等级的处理器DSP3；步骤S3.4：各等级嵌入式最小计算单元根据计算业务的数据量依次执行S3.1与S3.3，
直到系统的计算能力满足计算业务的需要。5.根据权利要求1所述的低功耗柔性扩展的嵌入式智能计算方法，其特征在于，步骤S4包括：步骤S4.1：最低等级的嵌入式处理器处理完分配的计算业务后，将计算结果上报至上一级处理器；步骤S4.2：次低等级的嵌入式处理器汇总最低等级的处理器上报的计算结果，并与自身计算结果结合上报给上一级处理器；同时，关闭高速交换模块中相关的高速数据通路；步骤S4.3：各层级的嵌入式处理器从低到高依次执行S4.1与S4.2，直到最高等级的处理器完成嵌入式系统计算结果的汇总。6.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：申浩，康明涛，
申请(专利权)人：华东计算技术研究所中国电子科技集团公司第三十二研究所，
类型：发明
国别省市：