[发明专利]嵌入式边缘计算平台资源配置方法

说明书

本发明公开的一种嵌入式边缘计算平台资源配置方法，旨在为嵌入式边缘计算平台提供一种简单可靠、可快速部署的分布式计算资源配置方法。本发明通过下述技术方案予以实现：以Json文件为载体，按照计算图中的数据传播路径和节点计算操作，对Json文件进行编排，并将需额外补充的计算操作程序一起打包成一个压缩文件；然后，将计算任务(即Json文件包)注入嵌入式边缘计算平台，自动解析Json文件，恢复出计算图，并根据计算图对计算、通信资源的需求进行分解，形成映射图；最后，使用映射图完成计算需求到硬件资源的部署；如映射未成功，则可根据失败反馈的原因，对计算图的分解方式进行调整，形成新的映射图后进行再次映射。

技术领域

本发明涉及一种用于嵌入式边缘计算平台的分布式计算资源配置方法。

背景技术

近年来，随着传感器和端设备的能力越来越强，数据量和数据处理多样化的需求爆发式增长。尤其是当前物联网、自动驾驶、虚拟现实等新应用的不断涌现，传统基于云端的大数据处理和人工智能计算已不能很好地解决现有问题，于是产生了一种新的计算模型，叫做边缘计算。边缘计算在网络边缘，即靠近数据生成源头，利用网络边缘节点来处理和分析数据、提供近端计算服务。

作为工业物联网的一部分，边缘计算变得日益重要。由于物联网终端的资源局限，传统方式需要借助远端的云计算资源为用户提供服务，如果将终端所有数据传输到云中心统一处理后再返回终端，势必给网络链路和数据中心带来巨大压力，也极易导致云中心过载而拒绝服务，影响终端用户的体验。因此，根据分级分层计算的理念和应用实践，逐步提出了边缘计算模式，通过在用户邻近区域提供计算服务，减少网络和云计算中心资源压力。边缘计算并不是为了取代云计算，而是对云计算的拓展，为物联网提供更好的计算平台。边缘计算的构架是“端设备—边缘—云”三层模型，三层均可以为应用提供资源与服务。边缘层与设备层之间的邻近度包含有两层含义。第一，逻辑上的邻近度，代表边缘层基础设施与终端设备之间的路由跳数，跳数越多代表路由中遭遇拥塞的机会越大，延迟增加的可能性也越大。第二，指物理上的邻近度，物理上的邻近度取决于终端设备与边缘层的物理距离和边缘计算设备的性能。

边缘计算中，端设备会产生大量的数据，同时边缘服务器(也可称为边缘计算平台)需要提供大量的数据处理服务。因此，根据边缘计算平台性能以及网络状况，如何动态地对这些数据和处理进行调度至合适的计算服务提供者即计算节点，是边缘计算中的核心问题之一。同时，由于边缘计算环境中计算设备和计算服务请求的大动态特性，计算设备由于用户开关等造成动态注册和撤销，计算服务请求可能随时发起或终止，边缘平台的计算服务通常也需要跟着进行迁移和启停。因此，实现边缘平台计算服务的快速配置，也是边缘计算中的一个核心问题。

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有较高要求的专用计算机系统。目前主流的嵌入式微处理器包括进阶精简指令集机ARM(Advanced RISC Machine)，数字信号处理器DSP(Digital Signal Processor)和现场可编程门阵列FPGA(Field Programmable GateArray)等。由于其体积小、功耗低、形态易定制、便携等优良特性，嵌入式系统非常适合作为边缘计算平台提供边缘计算服务。但是针对上述核心问题，目前尚无建立实施标准。并且对比云计算中心，边缘计算平台的计算、通信、存储、供电等资源均较为有限，不适宜布置重量级的系统服务，因此急需一种适用于边缘计算平台的轻量级资源配置方法。

发明内容

为了满足嵌入式边缘计算平台资源配置的需求，本发明针对现有技术存在的问题，提供一种简单可靠、复杂度低、可快速部署的嵌入式边缘计算平台资源配置方法。