一种单节点与多节点互联和切换的电路和服务器的制作方法

1.本发明涉及数据传输技术领域，尤其涉及一种单节点与多节点互联和切换的电路和服务器。


背景技术：

2.在传统的服务器gpu(graphics processing unit，图形处理器)与cpu(central processing unit，中央处理器)互联系统中，gpu都是单对单互联，在多路cpu的系统中，如果某个cpu没有连接gpu，这个cpu需要使用到gpu的情况下，就需要通过cpu之间的互联信号进行数据传递，不能直接与gpu进行数据传输。
3.现有方案中，gpu与主cpu单点连接，当多路cpu的系统中，没有连接gpu的cpu需要用到gpu处理单元的时候，需要通过与cpu之间的互联信号将要处理的数据传送到与gpu连接的主cpu再进行数据处理。这样数据处理响应不及时，同时也造成cpu、gpu资源的浪费。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明实施例的目的在于提出一种单节点与多节点互联和切换的电路和服务器，通过pcie switch切换gpu与多个cpu之间的互联，实现根据图像处理需求自动切换相应的cpu连接，节约了资源，提高了效率。
5.基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种单节点与多节点互联和切换的电路，包括：一个处理节点；若干请求节点；pcie switch芯片，所述pcie switch芯片一端与所述若干请求节点相连，另一端与所述处理节点相连；cpld芯片，所述cpld芯片一端与所述若干请求节点相连，另一端与所述pcie switch芯片相连，其中，所述cpld芯片配置用于接收所述若干请求节点发送的请求信号，并基于所述请求信号向所述pcie switch芯片发送控制指令，所述pcie switch芯片配置用于基于所述控制指令选择一个所述请求节点与所述处理节点互联。
6.在一些实施方式中，所述处理芯片进一步配置用于：所述处理节点为图形处理器，所述请求节点为中央处理器。
7.在一些实施方式中，所述cpld芯片进一步配置用于：响应于接收到若干请求节点发送的请求信号，则判断所述请求信号的优先级，并基于所述请求信号的优先级向所述pcie switch芯片发送控制指令。
8.在一些实施方式中，所述pcie switch芯片进一步配置用于：响应于对所述cpld芯片发送的控制指令处理完成，则向所述cpld芯片返回完成信号。
9.在一些实施方式中，所述cpld芯片进一步配置用于：响应于接收到所述cpld芯片返回的所述完成信号，则向对应的所述请求节点发送互联信号。
10.在一些实施方式中，所述请求节点进一步配置用于：响应于接收到所述cpld芯片发送的所述互联信号，则通过pci扫描与所述处理节点建立连接，并进行数据传输和相关操作。
11.本发明实施例的另一方面，还提供了一种服务器，包括如下所述的单节点与多节点互联和切换的电路：一个处理节点；若干请求节点；pcie switch芯片，所述pcie switch芯片一端与所述若干请求节点相连，另一端与所述处理节点相连；cpld芯片，所述cpld芯片一端与所述若干请求节点相连，另一端与所述pcie switch芯片相连，其中，所述cpld芯片配置用于接收所述若干请求节点发送的请求信号，并基于所述请求信号向所述pcie switch芯片发送控制指令，所述pcie switch芯片配置用于基于所述控制指令选择一个所述请求节点与所述处理节点互联。
12.在一些实施方式中，所述处理芯片进一步配置用于：所述处理节点为图形处理器，所述请求节点为中央处理器。
13.在一些实施方式中，所述cpld芯片进一步配置用于：响应于接收到若干请求节点发送的请求信号，则判断所述请求信号的优先级，并基于所述请求信号的优先级向所述pcie switch芯片发送控制指令。
14.在一些实施方式中，所述pcie switch芯片进一步配置用于：响应于对所述cpld芯片发送的控制指令处理完成，则向所述cpld芯片返回完成信号。
15.在一些实施方式中，所述cpld芯片进一步配置用于：响应于接收到所述cpld芯片返回的所述完成信号，则向对应的所述请求节点发送互联信号。
16.在一些实施方式中，所述请求节点进一步配置用于：响应于接收到所述cpld芯片发送的所述互联信号，则通过pci扫描与所述处理节点建立连接，并进行数据传输和相关操作。
17.本发明具有以下有益技术效果：通过pcie switch切换gpu与多个cpu之间的互联，实现根据图像处理需求自动切换相应的cpu连接，节约了资源，提高了效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
19.图1为本发明提供的单节点与多节点互联和切换的电路的实施例的示意图；
20.图2为本发明提供的服务器的实施例的示意图。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
22.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
23.基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了单节点与多节点互联和切换的电路的实施例。图1示出的是本发明提供的单节点与多节点互联和切换的电路的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括：
24.一个处理节点100；
25.若干请求节点200、201；
26.pcie switch芯片300，pcie switch芯片300一端与若干请求节点200、201相连，另一端与处理节点100相连；
27.cpld芯片400，cpld芯片400一端与若干请求节点200、201相连，另一端与pcie switch芯片300相连，
28.其中，cpld芯片400配置用于接收若干请求节点200、201发送的请求信号，并基于请求信号向pcie switch芯片300发送控制指令，pcie switch芯片300配置用于基于控制指令选择一个请求节点200、201与处理节点100互联。虽然以两个请求节点为例进行说明，但是根据需要，其他数量的请求节点也包含在本发明的范围内。
29.在本实施例中，若干请求节点200、201发出的请求信号给到cpld芯片400，请求信号默认空闲状态为1，当请求节点200或201有图像处理需求时候，将请求信号置0，且接收pcie switch芯片300切换完成信号之后会进行pci扫描建立连接，之后进行数据传输及相关计算工作；pcie switch芯片300负责切换上行cpu与gpu的互联，通过接收的控制信号切换gpu与相关的cpu连接，当切换完成后返回完成信号；cpld芯片400是控制单元，接收请求节点200或201发出的请求信号控制pcie switch芯片300切换，当多个请求节点200、201都有发出的请求信号，根据请求优先级切换。
30.在本实施例中，以处理节点为gpu单元，若干请求节点为两个cpu单元cpu0和cpu1为例进行说明。gpu可以通过pcie switch芯片切换与cpu0，cpu1实现互联，gpu默认与cpu0互联，当cpu1将请求信号1置为低电平，cpld首先判断cpu0的请求信号0是否为高电平，若为高电平，将pcie switch芯片切换gpu与cpu1互联；若cpu0的请求信号0是否为低电平，则等待状态，直到cpu0的请求信号0变为高电平，且cpu1有发出请求信号为低电平，将pcie switch芯片切换gpu与cpu1互联。切换完成之后，pcie switch芯片发出切换完成信号给到相应cpu。具体步骤如下：
31.开机上电，pcie switch芯片默认切换到gpu与cpu0连接；当cpu1有图像处理需求时，将请求信号1拉低；cpld收到请求信号1，cpld判断请求信号0是否为高电平；若请求信号0为高电平，cpld将pcie switch芯片切换gpu与cpu1互联，完成之后回传完成信号；若请求信号0为低电平，cpld等待状态，直到cpu0的请求信号0变为高电平，cpld将pcie switch芯片切换gpu与cpu1互联，完成之后回传完成信号。cpld芯片收到完成信号之后发出pcie switch芯片切换完成信号1；cpu1进行pci扫描建立连接，之后进行数据传输及相关计算工作。
32.在本发明的一些实施例中，处理节点100为图形处理器，请求节点200、201为中央处理器。
33.在本实施例中，处理节点100为gpu单元，gpu是图像处理器，负责图像和图形相关运算工作；若干请求节点200、201为cpu单元，cpu单元发出的请求信号给到cpld芯片400，请求信号默认空闲状态为1，当cpu有图像处理需求时候，将请求信号置0，且接收pcie switch芯片300切换完成信号之后会进行pci扫描建立连接，之后进行数据传输及相关计算工作；pcie switch芯片300负责切换上行cpu与gpu的互联，通过接收的控制信号切换gpu与相关的cpu连接，当切换完成后返回完成信号；cpld芯片400是控制单元，接收cpu发出的请求信
号控制pcie switch芯片300切换，当多个cpu都有发出的请求信号，根据请求优先级切换。
34.在本实施例中，单个gpu卡可以根据cpu图像处理需求自动切换到与相应的cpu连接；实现gpu硬件资源共享，快速响应。
35.在本发明的一些实施例中，cpld芯片400进一步配置用于：响应于接收到若干请求节点200、201发送的请求信号，则判断请求信号的优先级，并基于请求信号的优先级向pcie switch芯片300发送控制指令。
36.在本实施例中，当多个请求节点200、201都有发出的请求信号，根据请求优先级向pcie switch芯片300发送控制指令进行切换。
37.在本发明的一些实施例中，pcie switch芯片300进一步配置用于：响应于对cpld芯片400发送的控制指令处理完成，则向cpld芯片400返回完成信号。
38.在本发明的一些实施例中，cpld芯片400进一步配置用于：响应于接收到cpld芯片400返回的完成信号，则向对应的请求节点200、201发送互联信号。
39.在本发明的一些实施例中，请求节点200、201配置用于：响应于接收到cpld芯片400发送的互联信号，则通过pci扫描与处理节点100建立连接，并进行数据传输和相关操作。
40.基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种服务器。图2示出的是本发明提供的服务器的实施例的示意图。如图2所示，服务器011包括如下的单节点与多节点互联和切换的电路012，该单节点与多节点互联和切换的电路012包括：一个处理节点；若干请求节点；pcie switch芯片，pcie switch芯片一端与若干请求节点相连，另一端与处理节点相连；cpld芯片，cpld芯片一端与若干请求节点相连，另一端与pcie switch芯片相连，其中，cpld芯片配置用于接收若干请求节点发送的请求信号，并基于请求信号向pcie switch芯片发送控制指令，pcie switch芯片配置用于基于控制指令选择一个请求节点与处理节点互联。
41.在本发明的一些实施例中，处理节点为图形处理器，请求节点为中央处理器。
42.在本发明的一些实施例中，cpld芯片进一步配置用于：响应于接收到若干请求节点发送的请求信号，则判断请求信号的优先级，并基于请求信号的优先级向pcie switch芯片发送控制指令。
43.在本发明的一些实施例中，pcie switch芯片进一步配置用于：响应于对cpld芯片发送的控制指令处理完成，则向cpld芯片返回完成信号。
44.在本发明的一些实施例中，cpld芯片进一步配置用于：响应于接收到cpld芯片返回的完成信号，则向对应的请求节点发送互联信号。
45.在本发明的一些实施例中，请求节点配置用于：响应于接收到cpld芯片发送的互联信号，则通过pci扫描与处理节点建立连接，并进行数据传输和相关操作。
46.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
47.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一
个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
48.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
49.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
50.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。