[发明专利]一种嵌入式设备实现加速计算和高速网络数据传输方法

说明书

本发明提供一种嵌入式设备实现加速计算和高速网络数据传输方法，解决了在嵌入式设备的异构多核处理器实现高速率计算的情况下，为了满足加速计算的需求，通过设计一种网络传输方法来提高网卡的网络传输速率。其主要方法是嵌入式设备异构多核处理器的微处理器核负责接收加速计算的输入数据和参数数据，然后调用异构多核处理器的加速计算核进行加速计算，最后将计算好的结果数据通过以太网发送出去。本发明采用的方法直接以裸板的方式通过以太网发送和接收不包含TCP/IP包头的网络包，从而保证网络传输的速率与加速计算模块的计算速率相匹配，达到整体的性能提升。

技术领域

本发明涉及一种嵌入式设备实现加速计算和高速网络数据传输方法，尤其涉及一种嵌入式设备底层网络传输方法，属于网络开发领域。

背景技术

异构多核处理器是指在一个处理器芯片内集成了多个不同架构的处理器核。不同架构的处理器核完成不同类型的功能，且它们之间相互配合，从而使得整个处理器的效能得到较大的提升。

在嵌入式产品中，使用异构多核处理器有助于嵌入式产品的性能提升，拓宽了嵌入式产品的发展空间。包含嵌入式微处理器核和加速计算核的异构多核处理器可以通过嵌入式微处理器核来完成与网卡等外设的交互以及整个处理器的任务控制和调度，并通过加速计算核来进行加速计算，通过嵌入式微处理器核和加速计算核的配合工作，实现了处理器整体性能的提升。

目前，已经有很大范围的嵌入式产品中采用以太网网卡进行数据传输，基于操作系统的网络传输需要经过协议栈组网络包和拆网络包，相比而言，直接以裸板的方式通过以太网发送和接收不包含TCP/IP头的网络包可以节省协议栈组网络包和解析网络包的时间，从而保证网卡的传输速率尽可能接近物理层的传输速率，从而提升嵌入式设备的网络传输速率。

随着嵌入式设备异构多核处理器的加速计算核计算速率的不断提升，在嵌入式设备上基于操作系统等的网络传输，需要经过协议栈解析网络数据包，使得在这种时间要求比较高的条件下网络数据包的处理速度不能达到最优，拖慢了这种实时性要求比较高的嵌入式系统的整体速度。因此，对于需要完成加速计算和网络数据传输的嵌入式设备，为了使网络传输的速率与加速计算的速率匹配，需要一种不经过协议栈的网络传输方法来提高网络传输的速度。

目前有相关文献报导如下：

(1)CN1211746C:嵌入式系统与外部数据库进行数据交换的方法；

(2)CN205210648U:一种嵌入式数据处理和网络通信控制器；

(3)王再见，万婷等,一种嵌入式实时网络多媒体数据传输方法.系统仿真学报。

现有技术存在的缺点和不足：

专利号为CN1211746C的专利，是基于HTTP协议的网络传输方法，而HTTP协议又是基于操作系统和TCP/IP协议栈的，这两者在处理网络数据包时会带来较大的延迟，从而降低传输速率。专利号为CN205210648U的专利中的嵌入式控制器仅能够实现基本的控制功能，不支持加速计算。论文(3)中，采用的是FPGA实现的网络传输，受系统时钟的限制，传输速率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种嵌入式设备实现加速计算和高速网络数据传输方法，不经过协议栈的网络传输，提高了网络传输的速度。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种嵌入式设备实现加速计算和高速网络数据传输方法；

嵌入式设备与主机设备之间通过底层网络发送和接收数据时，嵌入式设备部分主要包括由嵌入式微处理器核和加速计算核构成的异构多核处理器，包含输入buffer、参数buffer和输出buffer的存储器和网卡等。