[发明专利]基于嵌入式GPU的高速信号处理板

说明书

技术领域

本发明涉及高速信号处理技术领域，特别涉及一种基于嵌入式GPU（Graphic Processing Unit，图形处理器）的高速信号处理板。

背景技术

随着高新技术的快速发展，在越来越多的场合中都需要进行高速信号的处理工作。其中，在高速信号的处理工作中需要进行大量的计算，因此计算单元的性能在高速信号的处理工作中起着极其重要的作用。传统的计算单元有FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）、DSP（Digital Signal Processor，数字信号处理器）、CPU（Central Processing Unit，中央处理器）等器件，然而，FPGA在数字信号处理和算法方面不具备优势，DSP面对着越来越高的计算性能要求也逐渐显得力不从心，另外，CPU在很多高速信号的处理工作中无法满足实时性的要求。因此，近年来新兴的一种处理核心技术GPU计算技术在高速信号处理领域得到了越来越多的关注。

具体地，GPU具有超多线程和强大的并行计算能力，并且在浮点运算、并行运算等方面，GPU可以提供数十倍乃至于上百倍于CPU的性能，能很好地满足用户的需求。

相关技术中，目前已有的GPU通用开发场合中，一般都是采用“服务器机箱+高端显卡”的方式对GPU进行开发和使用。然而，“服务器机箱+高端显卡”的方式使用了现成的显卡、CPU、器件接口、操作系统等环境，省去了硬件开发的流程，相对降低了开发难度，但是具有以下缺点：

1)占用空间大：由于服务器机箱体积和重量大，尤其是在工业控制领域中很多场合都对服务器机箱体积和重量要求比较严格，导致“服务器机箱+高端显卡”的方式在工业控制领域中的使用严重受限；

2)可靠性较差：在“服务器机箱+高端显卡”的方式中，高端显卡放置在服务器机箱的插槽中，抗震性差，尤其是在一些对可靠性要求很高的场合例如航空电子中，“服务器机箱+高端显卡”的方式的可靠性无法满足用户的要求；

3)灵活性差：在“服务器机箱+高端显卡”的方式中，GPU与外界的数据交换只能通过终端进行，无法根据实际应用开发可定制的用户接口，导致与其他设备之间的互联方式受限，使用方式固定而不灵活。

发明内容

本申请是基于发明人对以下问题的认识和发现作出的：

在当前的工业控制领域中，迫切地需要一种小型化、可靠性高、使用灵活的GPU开发方式以实现对高速信号的实时处理，然而，当前的“服务器机箱+高端显卡”的GPU开发方式无法满足这种迫切需求。

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题。

为此，本发明的目的在于提出一种具有小型化、可靠性高、使用灵活的特点的基于嵌入式GPU的高速信号处理板。

为达到上述目的，本发明的实施例提出了一种基于嵌入式GPU的高速信号处理板，包括：接口模块，所述接口模块包括多个通信接口和多个配置接口，以通过所述配置接口接收配置信息，并通过所述通信接口实现与外围设备的通信；电源模块，所述电源模块为所述处理板供电；检测模块，所述检测模块与所述电源模块相连，所述检测模块用于检测所述处理板的状态；处理模块，所述处理模块用于数据处理，其中，所述处理模块为图形处理器GPU；以及控制模块，所述控制模块分别与所述接口模块的多个通信接口和多个配置接口、所述检测模块和所述处理模块相连，所述控制模块通过所述检测模块获取所述处理板的状态，且与所述处理模块进行数据传输及交换，并通过所述通信接口实现与所述外围设备的通信。

根据本发明实施例的基于嵌入式GPU的高速信号处理板，通过将GPU芯片直接焊接在高速信号处理板上，即针对独立的GPU芯片进行开发和使用，不需要使用体积庞大的服务器机箱和高端显卡，可以满足小型化的需求，且可靠性大大提高，同时可以在板卡上根据实际需求设计丰富的用户接口，即可根据实际应用开发进行定制用户接口，灵活方便地实现与外围设备例如GPU芯片与其他芯片之间、本板卡与其他板卡之间的通信，提高了使用灵活性。

另外，根据本发明上述实施例的基于嵌入式GPU的高速信号处理板还可以具有如下附加的技术特征：