一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台的制作方法

本发明涉及边缘智能计算，具体涉及一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台。

背景技术：

1、近年来，边缘计算得到快速发展，以深度学习为代表的智能算法越来越多地被部署到边缘计算设备上。然而，深度学习算法的网络结构千变万化、层数和参数异常庞大，对算力资源的需求也日益复杂多元。嵌入式异构计算平台是实现边缘侧深度学习算法硬件加速的一种有效方式。异构计算平台是传统计算平台的组合，当前已有cpu+fpga、cpu+gpu、cpu+npu等一系列不同架构的异构计算平台。然而面对复杂应用场景，现有异构计算平台在通用性、可靠性、异构计算资源管理和调度等方面仍然存在不足。

技术实现思路

1、面向车载、机载等复杂应用场景，提供一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台。平台采用国产高性能cpu、fpga、gpu、npu等多类异构处理器实现多种载荷数据实时处理及异构数据融合，并同时支持经典数据处理算法与深度学习智能处理，提高平台通用性；平台核心处理器支持多种工作模式，同时兼顾平台算力与可靠性，另外平台采用双星型高可靠冗余总线，进一步提高平台可靠性；利用虚拟化技术，实现平台多类异构计算资源的高效管理和调度，可根据待处理数据规模和可用算力资源自适应调整算力分配。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：

3、本发明提供了一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台，包括cpu主控模块、接口控制模块、npu处理模块、gpu处理模块和电源模块；所述cpu主控模块与接口控制模块、npu处理模块、gpu处理模块通过以太网、pcie进行高速数据交换；cpu主控模块、接口控制模块、npu处理模块和gpu处理模块之间通过rs485总线连接；

4、所述电源模块与其他模块电连接，接收设备供电电源，转化为设备内部各个模块需要的二次电源。

5、在一实施例中，cpu主控模块与接口控制模块是互为备份的中心节点。

6、在一实施例中，接口控制模块对外支持can、以太网、uart接口，负责外部传感器数据接入及预处理；对内支持rs485、can、uart低速通信，与平台其余模块通过以太网和pcie进行高速数据交换。

7、在一实施例中，npu处理模块设计为两个。

8、在一实施例中，gpu处理模块实现视频图像的接入、编解码、输出显示工作，并进行数据智能处理，作为npu处理模块的算力补充。

9、在一实施例中，cpu主控模块包含cpu与fpga，cpu型号为ft-2000/4。

10、在一实施例中，npu处理模块选用atlas 200模组。

11、在一实施例中，gpu处理模块选用rk3588模组。

12、本发明所达到的有益效果为：

13、通用性：采用国产高性能cpu、fpga、gpu、npu等多类异构处理器支持多种载荷数据实时处理及异构数据融合，同时支持经典数据处理算法与深度学习智能处理。

14、高可靠：平台核心处理器支持多种工作模式，兼顾平台算力与可靠性，同时平台采用双星型高可靠冗余总线，进一步提高平台可靠性。

15、自适应：利用虚拟化技术，实现平台多类异构计算资源的高效管理和调度，可根据待处理数据规模和可用算力资源自适应调整算力分配。

技术特征：

1.一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台，其特征在于：包括cpu主控模块、接口控制模块、npu处理模块、gpu处理模块和电源模块；所述cpu主控模块与接口控制模块、npu处理模块、gpu处理模块通过以太网、pcie进行高速数据交换；cpu主控模块、接口控制模块、npu处理模块和gpu处理模块之间通过rs485总线连接；

2.根据权利要求1所述的一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台，其特征在于：cpu主控模块与接口控制模块是互为备份的中心节点。

3.根据权利要求1所述的一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台，其特征在于：接口控制模块对外支持can、以太网、uart接口，负责外部传感器数据接入及预处理；对内支持rs485、can、uart低速通信，与平台其余模块通过以太网和pcie进行高速数据交换。

4.根据权利要求1所述的一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台，其特征在于：npu处理模块设计为两个。

5.根据权利要求1所述的一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台，其特征在于：gpu处理模块实现视频图像的接入、编解码、输出显示工作，并进行数据智能处理，作为npu处理模块的算力补充。

6.根据权利要求1所述的一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台，其特征在于：cpu主控模块包含cpu与fpga，cpu型号为ft-2000/4。

7.根据权利要求1所述的一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台，其特征在于：npu处理模块选用atlas 200模组。

8.根据权利要求1所述的一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台，其特征在于：gpu处理模块选用rk3588模组。

技术总结
本发明涉及边缘智能计算技术领域，具体涉及一种嵌入式高性能通用异构智能计算平台。包括CPU主控模块、接口控制模块、NPU处理模块、GPU处理模块和电源模块；所述CPU主控模块与接口控制模块、NPU处理模块、GPU处理模块通过以太网、PCIe进行高速数据交换；CPU主控模块、接口控制模块、NPU处理模块和GPU处理模块之间通过RS485总线连接；所述电源模块与其他模块电连接，接收设备供电电源，转化为设备内部各个模块需要的二次电源。采用国产高性能CPU、FPGA、GPU、NPU等多类异构处理器支持多种载荷数据实时处理及异构数据融合，同时支持经典数据处理算法与深度学习智能处理。

技术研发人员：杨宁,郭清源,杨旭,朱其星,王允森,安剑,张建德,张明,孙福磊
受保护的技术使用者：山东航天电子技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24