数据处理装置的制作方法

本实用新型涉及数据处理技术领域，具体而言，涉及一种数据处理装置。

背景技术：

人工智能、区块链技术的应用和发展助长了对高性能计算设备的需求，在诸如数字凭证的应用场景中，通常需要配置有专用运算芯片的数据处理装置运行特定算法与远程服务器进行通信来执行数据运算。现有的配置有专用运算芯片的数据处理装置中单颗芯片的算力较低，而为了提高数据运算装置整体的算力，芯片常采用通用异步收发器UART串口作为通信接口，并将多颗芯片串联起来接收控制命令和发送计算结果以提高数据处理装置整体的算力。

但是，本公开的发明人发现，该多颗芯片的串联方式极易发生某一颗芯片出现问题之后整个串联的芯片链路断开而使整台数据处理装置停止运算，不易排查具体哪颗芯片出现问题，且不方便后期进行扩展。

技术实现要素：

本公开实施例提供一种数据处理装置，能够提高数据处理装置的可扩展性，降低单点故障对数据处理装置整体算力的影响。

第一方面，本公开实施例提出一种数据处理装置。该数据处理装置包括：

至少一组运算模块，所述运算模块用于通过UART接口进行数据通信，执行数据运算处理；

至少一组第一接口转换模块，每一第一接口转换模块对应连接至一运算模块，用于实现所述UART接口和RS485接口之间的转换；

至少一个第二接口转换模块，每一第二接口转换模块的多路接口对应连接至一组第一接口转换模块，用于实现所述RS485接口和USB接口的转换；

中央控制模块，经由所述USB接口连接至所述至少一个第二接口转换模块，用于通过所述第二接口转换模块和第一接口转换模块分别与所述至少一组运算模块进行数据通信。

在一些实施方式中，所述中央控制模块还用于通过外部网络模块向服务器请求第一运算数据，并将所述第一运算数据处理为第二运算数据，发送给所述至少一组运算模块。

在一些实施方式中，所述数据处理装置还包括网络模块，所述中央控制模块还用于通过所述网络模块向服务器请求第一运算数据，并将所述第一运算数据处理为第二运算数据，发送给所述至少一组运算模块。

在一些实施方式中，所述至少一组运算模块用于对所述第二运算数据进行运算处理，并将运算结果发送给所述中央控制模块。

在一些实施方式中，所述中央控制模块还用于将所述运算结果发送给所述服务器。

在一些实施方式中，所述中央控制模块还用于获取所述运算模块的设备标识，并根据所述设备标识向所述运算模块发送轮询指令，所述运算模块响应于所述轮询指令，向所述中央控制模块发送状态信息。

在一些实施方式中，所述运算模块的设备标识包括服务集标识SSID。

在一些实施方式中，所述中央控制模块还用于在未接收到所述状态信息或者接收到的所述状态信息出现异常时，确定所述状态信息所属的运算模块发生故障。

在一些实施方式中，所述中央控制模块还用于向发生故障的运算模块发送复位指令，以指示所述发生故障的运算模块进行复位。

本公开实施例通过第一接口转换模块将每个运算模块的UART接口转换为RS485接口，并经由第二接口转换模块将RS485接口转换为中央处理模块支持的USB接口，实现了各个运算模块与中央处理模块之间并联的通信方式。相对于现有技术，本公开实施例提高了数据处理装置的可扩展性，降低了运算模块单点故障对数据处理装置整体算力的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本公开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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本公开第一实施例的数据处理装置100的结构示意图；

图2是根据本公开第二实施例的数据处理装置200的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

图1是根据本公开第一实施例的数据处理装置100的结构示意图。如图1所示，本公开实施例的数据处理装置100包括：

一组编号1～N的运算模块110，每个运算模块通过UART接口进行数据通信，用于执行数据运算处理；

一组编号1～N的第一接口转换模块120，每一第一接口转换模块120 对应连接至一运算模块110，用于实现所述UART接口和RS485接口之间的转换；

第二接口转换模块130，该第二接口转换模块130的N路接口对应连接至该一组第一协议转换模块120，用于实现所述RS485接口和USB接口之间的转换；

中央控制模块140，经由所述USB接口连接至所述第二接口转换模块130，用于经由所述第二接口转换模块130和第一接口转换模块120分别与所述一组运算模块110进行数据通信。其中，N为大于等于1的整数。

之前提及，现有的数据处理装置中，为了提高算力，运算模块之间采用串口通信连接，在某个运算模块发生故障时，不方便扩展、不易进行故障定位。

考虑到上述缺陷，本公开实施例改进了数据处理装置内部的通信方式，其经由第一接口转换模块将每个运算模块的UART串口转换为RS485 通信接口，并经由第二接口转换模块将RS485通信接口转换为中央处理模块支持的USB通信接口，实现了各个运算模块与中央处理模块之间并联的通信方式。这种并联的通信方式，相对于现有技术中运算模块串联的通信方式而言，即便某个运算模块出现故障，也不影响其他运算模块与中央处理模块之间的数据通信和数据运算处理，避免了运算模块单点故障导致整个运算模块的链路出现问题，使得运算模块易于扩展。

本实施方式中，运算模块110可以是执行数据运算的专用处理芯片，例如，ASIC专用集成电路芯片，其可以支持包括AI算法、区块链哈希运算等的多种数据处理算法。

中央控制模块140可以是设置有中央处理器CPU(Central Processing Unit)、应用处理器AP(Application Processor)或者其它逻辑控制部件的计算机终端设备，例如台式机电脑、笔记本电脑、平板电脑、电脑一体机等。中央控制模块140与所述运算模块110进行数据通信，控制所述运算模块110执行数据运算和返回运算结果。

运算模块110的通用异步收发器UART接口，支持总线双向通信，可以实现全双工传输和接收，常用于主机与辅助设备通信。

第一接口转换模块120可以将UART串口转换为RS485通信接口。其中，RS485是由电信行业协会和电子工业联盟定义的平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准。RS485的接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上可以连接多达32-128个通信节点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机，基于这种总线特性，第二接口转换模块130可以连接多个第一接口转换模块120，实现了各个运算模块110与中央处理模块140之间并联的通信方式。

本实施方式中，如图1所示，数据处理装置100用于执行数据运算处理任务时，中央控制模块140通过网络模块150与远程的服务器160进行通信，向服务器160请求运算数据。

中央控制模块140从服务器获取到运算数据之后，可以对所述运算数据进行处理，并将处理后的运算数据经由所述第二接口转换模块130和第一接口转换模块120发送给所述运算模块110。

所述运算模块110对所述处理后的运算数据分别执行运算处理，得到运算结果，并将所述运算结果经由所述第一接口转换模块120和第二接口转换模块130发送回中央控制模块140。

中央控制模块140收到所述运算模块110发送的运算结果后，将所述运算结果经由网络模块150发送给服务器160。

在一些实施方式中，网络模块150可以是位于数据处理装置100外部的网络通信组件，也可以是集成于所述数据处理装置100内部的网络通信组件。中央控制模块140通过控制网络模块150经由通信协议与服务器160 进行双向通信。所述通信协议可以包括TCP传输控制协议或者UDP用户数据报协议等多种数据通信协议。

图2是根据本公开第二实施例的数据处理装置200的结构示意图。如图2所示，本实施例的数据处理装置200在数据处理装置100的基础进一步对所述运算模块110、第一接口转换模块120和第二接口转换模块130 进行扩展，使得数据处理装置200可以具备更大算力。

如图2所示，数据处理装置200包括：

两组运算模块110，每组包括N个运算模块，每个运算模块通过UART 接口进行数据通信，用于执行数据运算处理；

两组第一接口转换模块120，每组包括N个第一接口转换模块，每一第一接口转换模块120对应连接至一运算模块110，用于实现所述UART 接口和RS485接口的转换；

两个级联的第二接口转换模块130，每一第二接口转换模块130的N 路接口对应连接至一组第一接口转换模块120，用于实现所述RS485接口和USB接口之间的转换；

中央控制模块140，通过USB接口连接至所述第二接口转换模块130，用于经由所述第二接口转换模块130和第一接口转换模块120分别与所述两组运算模块110进行数据通信。

本实施方式中，中央控制模块140能够连接更多扩展的运算模块110，扩展功能主要基于第二接口转换模块130易于扩展的特性，即第二接口转换模块130本身可接入多路第一接口转换模块120，一路第一接口转换模块120可接入一运算模块110。并且，第二接口转换模块130本身还可以进行级联扩展，图2仅仅示意性地展示了两个第二接口转换模块130级联扩展的实施方式，实际上，本公开实施例可以根据数据处理装置所需算力的需要，对第二接口转换模块130进行两个以上的级联扩展，相应地，运算模块110、第一接口转换模块120也进行对应的多路扩展，使得数据处理装置200可以包括两组以上的运算模块110和第一接口转换模块120、以及两个以上级联的第二接口转换模块130，从而支持更多数量的运算模块执行运算处理，极大提高了数据处理装置的可扩展性。

在一些实施方式中，本公开第一和第二实施例的数据处理装置还具备快速定位和复位故障运算模块的功能。

具体而言，所述中央控制模块140还用于获取所述运算模块110的设备标识，并根据所述设备标识向所述运算模块110发送轮询指令，所述运算模块110响应于所述轮询指令，向所述中央控制模块发送状态信息。

所述中央控制模块140还用于在未接收到所述状态信息或者接收到的所述状态信息出现异常时，确定所述状态信息所属的运算模块110发生故障。

其中，所述运算模块的设备标识包括服务集标识SSID。服务集标识 SSID可以通过对各运算模块110进行烧录，构成可唯一识别运算模块的设备标识。中央控制模块在开机时，即可通过第二接口转换模块130和第一接口转换模块120读取各运算模块110的SSID设备标识。中央控制模块读取运算模块的SSID设备标识后，经过一小段适当的时间即发送轮询 SSID设备的指令，运算模块接收到轮询的SSID设备指令后即刻发送状态信息给中央控制模块，中央控制模块分析状态信息即可分析设备状态。若中央控制模块未收到所述状态信息或者所述状态信息出现异常，则可准确定位发生故障的运算模块。

所述中央控制模块还用于向发生故障的运算模块发送复位指令，以指示所述发生故障的运算模块进行复位。

其中，中央控制模块定位发生故障的运算模块之后，即可通过第二接口转换模块130和第一接口转换模块120给发生故障的运算模块发送 RESET命令，使之进行复位。

本实施方式中，基于数据处理装置内部的运算模块与中央控制模块之间的并联通信方式，中央控制模块利用对运算模型的轮询指令，快速对运算模块进行故障定位，并通过复位指令对发生故障的运算模块进行故障复位，从而在某个运算模块出现故障时，数据处理装置可以及时检测到发生故障的运算模块，并进行故障修复，避免了运算模块单点故障对数据处理装置整体算力的影响。

无论是哪一方面，例如方法方面、装置方面等，本公开中所述的数据处理装置可以包括基于数据或对数据进行的设置、计算、判断、传输、存储、管理等至少之一。

作为一个实施例，所述数据处理装置可以执行与数字凭证相关的处理，可以是数字凭证处理装置，所述数字凭证可以通过所述数据处理装置处理得到。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。