[发明专利]一种基于DSP的并行计算装置及系统

说明书

技术领域

本发明关于计算机并行计算技术，具体的讲是一种基于DSP的并行计算装置及系统。

背景技术

科学计算是伴随着电子计算机的出现而迅速发展并获得广泛应用的新兴交叉学科，是数学及其计算机实现在高科技领域应用的必不可少的纽带和工具。

并行计算可以利用并行计算机或分布式计算机系统提供单个处理器所不具备的计算能力。人们在研制新一代计算机的努力中，一个共同的特点就是采用并行技术。增加同一时间间隔内操作数量的技术即所谓并行处理技术；为并行处理所设计的计算机统称之为并行计算机；在并行计算机上求解问题称之为并行计算；在并行计算机上实现求解问题的算法可称之为并行算法。

并行性(parallelism)有两种含义：一是同时性(simutaneity)，亦即并行性指两个或多个事件在同一时问发生；二是并发性(ncurrency)，指两个或多个事件在同一时间间隔内发生。

现有技术中，机群系统是利用高速通用网络将一组高性能工作站或高档PC机，按某种结构连接起来，在并行程序设计以及可视化人机交互集成开发环境支持下，统一调度，协调处理，实现高效并行处理的系统。从结构和结点间的通信方式来看，它属于分布存储系统。机群系统中的主机和网络可以是同构的，也可以是异构的。

机群系统的特点是性能高，速度快，但是价格高昂，功耗巨大，占地面积很大。机群系统目前已经成为高性能计算机的发展方向，世界上top500排行榜的高性能计算机系统绝大多数是机群系统。

尽管机群式并行系统具有超强的性能，速度达几百万亿次/秒，但是现在一些大规模和超大规模HPC(高性能计算)用户已经把能耗(每瓦特计算性能Flops/W)和占地面积(每平方米计算性能Flops/m2)作为HPC选购的重要指标关注。一些HPC供应商也把降低能耗和减少系统占地面积作为战略课题来研究，甚至已经将功耗控制课题提高到体系结构设计的高度。

中国发明专利申请00814367.6公开了一种并行计算机体系结构、使用这种体系结构的信息处理单元，该发明申请所公开的技术方案被合并于此以作为本发明的现有技术。

发明内容

本发明提供一种基于DSP的并行计算装置及系统，用以解决并行计算设备的高成本、高占地面积、高功耗的问题。本发明的技术方案为：

一种基于DSP的并行计算装置，所述的装置包括：显示控制单元、至少一个并行交换单元和至少两个运算单元；其中，所述的显示控制单元包括：第一DSP，以及与该第一DSP相联接的第一微处理器、第一可编程控制逻辑器件、显示器和至少二个通信接口；所述的并行交换单元包括：第二DSP，以及与该第二DSP相联接的第二微处理器、第二可编程控制逻辑器件和至少三个通信接口；所述的运算单元包括：第三DSP，以及与该第三DSP相联接的第三可编程控制逻辑器件、存储器和通信接口；并且，所述并行交换单元的一个通信接口与所述显示控制单元的一个通信接口相连接，所述并行交换单元的另两个通信接口分别与两个所述运算单元的通信接口相连接。

一种基于DSP的并行计算系统，该系统包括，计算机；所述的系统还包括：基于DSP的并行计算装置；该基于DSP的并行计算装置包括，显示控制单元、至少一个并行交换单元和至少两个运算单元；其中，所述的显示控制单元包括：第一DSP，以及与该第一DSP相联接的第一微处理器、第一可编程控制逻辑器件、显示器和至少二个通信接口；所述的并行交换单元包括：第二DSP，以及与该第二DSP相联接的第二微处理器、第二可编程控制逻辑器件和至少三个通信接口；所述的运算单元包括：第三DSP，以及与该第三DSP相联接的第三可编程控制逻辑器件、存储器和通信接口；并且，所述的计算机与所述的显示控制单元的一个通信接口相连接，所述显示控制单元的另一个通信接口与所述并行交换单元的一个通信接口相连接，所述并行交换单元的另两个通信接口分别与两个所述运算单元的通信接口相连接。

本发明的有益效果在于：采用DSP作为并行运算核心，将计算机输出的并行运算任务通过显示控制单元和并行转换单元分配给多个运算单元进行并行运算，由于显示控制单元、并行转换单元和多个运算单元可集中安装在一个小机壳内，所以本发明装置即可完成并行运算任务，又实现了的低成本、很小的占地面积、低功耗的良好的发明效果。

附图说明

图1是本发明装置运算单元的结构框图；

图2是本发明装置并行交换单元的结构框图；

图3是本发明装置显示控制单元的结构框图；

图4是本发明装置的结构框图；