[发明专利]基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统

权利要求书

1.一种基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统，包括：基于模型-视图-控制器(MVC，Model-View-Controller)框架，从上至下依次分为：态势显示层、综合数据管理层、分布式实时运算层和硬件设备层，四层结构，其特征在于：综合数据管理层从文件系统中读取电磁态势仿真计算需要的基础数据：设备数据、环境数据和地形数据，将基础数据综合以后形成运算数据推送给分布式实时运算层进行处理；分布式实时运算层调用硬件设备层中的GPU计算卡和CPU板卡的计算资源对运算数据进行处理，处理后的结果数据返回给综合数据管理层形成电磁数据；综合数据管理层将基础数据和电磁数据综合后形成态势显示数据推送给态势显示层；态势显示层将态势显示数据送入GPU显示卡，进行态势数据的可视化，并提供人机交互接口。

2.如权利要求1所述的基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统，其特征在于：态势显示层从综合数据管理层获取需要显示的地形、环境、设备部署和电磁场信息的态势显示数据进行可视化，提供电磁态势仿真系统的人机交互接口、显示区域调整、镜头切换、焦点设备切换，以及系统的告警、调试、运行的日志信息。

3.如权利要求1所述的基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统，其特征在于：综合数据管理层通过对外接口从文件系统读取电磁态势仿真系统计算所需的基础数据包括设备数据、环境数据和地形数据，将基础数据综合后送入分布式实时运算层并获得反馈的数据处理结果，并通过对外接口将基础数据和电磁数据打包发送至态势显示层完成电磁态势信息的可视化。

4.如权利要求1所述的基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统，其特征在于：分布式实时运算层利用云计算的资源管理技术对系统硬件设备资源进行调度和管理，同时提供系统的异常捕获、日志管理、运行状态监视、分系统管控、任务调度、算法分片决策、算法过程管理和数据整合服务。

5.如权利要求1所述的基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统，其特征在于：硬件设备层包含：CPU板卡、多个GPU计算卡和GPU显示卡；CPU板卡是系统的核心管理硬件单元，支持系统的管理、资源调度和少量计算任务；GPU计算卡是系统的计算核心，支持系统大部分的数据处理任务；GPU显示卡是系统的显示核心，支持最终电磁态势数据的显示；CPU板卡通过磁盘或网络传输方式获取数据，调度GPU计算卡执行大部分的计算任务，最后通过GPU显示卡对综合的计算结果数据进行地形渲染、态势显示等可视化工作。

6.如权利要求1所述的基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统，其特征在于：CPU板卡通过读取硬盘、网络接口进行本地或远程的数据交互，通过运行在CPU板卡上的操作系统和管理软件实现GPU计算集群的调度。

7.如权利要求1所述的基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统，其特征在于：分布式实时运算层包括：任务调度模块、配置管理模块、业务发布模块、状态管理模块、管控服务模块、GPU计算集群和CPU计算模块；任务调度模块接收综合数据管理层的任务请求，并向配置管理模块请求资源；配置管理模块根据任务请求和运算数据的类型为任务调度模块分配计算资源和算法；任务调度模块在获得计算资源和算法后，将可分片任务发送给业务发布模块，将不可分片任务直接发送给GPU计算集群的计算单元或CPU计算模块的计算单元。

8.如权利要求1所述的基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统，其特征在于：业务发布模块接受任务调度模块的分片任务列表获取运算任务，按照任务的运算要求，向GPU计算集群的计算单元或CPU计算模块的计算单元分发运算任务包，同时将任务运行指令发送给GPU计算集群或CPU计算模块，采集GPU计算集群或CPU计算模块的日志，并将指令和日志同步汇报给状态管理模块。

9.如权利要求1所述的基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统，其特征在于：GPU计算集群和CPU计算模块接受运算任务后，根据业务发布模块的运算请求，动态加载相应的任务包并执行任务，任务执行完成后的运算数据经过数据整合，返回给综合数据管理层。

10.如权利要求1所述的基于GPU的分布式电磁态势仿真计算系统，其特征在于：状态管理模块收集业务发布模块的运行速度信息，对业务发布模块的状态进行管理，并将实时监控GPU计算集群和CPU计算模块的会话状态信息送入管控服务模块；管控服务模块通过人机交互接口，对业务发布模块、GPU计算集群和CPU计算模块处理任务的状态信息进行展示。