[发明专利]一种嵌入式系统分布式调度系统

说明书

本发明公开了一种嵌入式系统分布式调度系统，所述分布式调度系统设置于分布式嵌入式系统，所述分布式嵌入式系统包括服务端和至少1个客户端，所述服务端和客户端通过socket进行通信；该分布式调度系统的服务端包括服务端任务管理模块、服务端异常管理模块和基础服务模块，该分布式调度系统的客户端包括客户端任务处理模块、客户端异常管理模块和网络服务模块。可以基于该分布式系统进行业务端的开发，利用各个异构的嵌入式系统，共同合作完成一个计算任务；通过异常模块用于检测各个节点的状态信息和异常情况，并对出现的异常进行处理可以自动恢复，开发一个上位机，并设计一套协议和机制来传输状态信息进行可视化显示。

技术领域

本发明属于嵌入式系统技术领域，具体地涉及一种嵌入式系统分布式调度系统。

背景技术

嵌入式系统在于结合微处理机或微控制器的系统电路与其特定的软件，以达到系统运行性能成本的最高比，比如现在的移动电话、电视、冰箱等都属于嵌入式系统，但原本的嵌入式系统只负责单一的计算，不过由于系统越来越复杂，需要多个嵌入式系统共同运行，所以产生了分布式嵌入式系统。

如图1是一个分布式嵌入式系统平台架构图，硬件平台包括上注FPGA、主FPGA和4个1H8硬件开发平台(以下简称1H8)。其中主FPGA采用xilinx公司运行速率高达1.5GHz的四核Cortex-A53平台以及大规模16nm FinFET+制造工艺的可编程逻辑处理器单元相结合的FPGA芯片，具有丰富的外设接口，并且拥有航空航天及国防应用需求的专门处理单元，使用灵活，可扩展性比较好。另外主FPGA分为两部分，一部分是可编程逻辑处理单元(简称PL)，另一部分是包含四核ARM处理器的控制单元(简称PS)。而1H8是以寒武纪1H8智能终端处理器为核心的人工智能计算开发平台，寒武纪1H8智能终端处理器是以寒武纪1H8 IP核为核心计算单元，以ARM Cortex A7为主控单元的人工智能处理器芯片。其中还包括一些其他资源，比如网口、串口、Flash等。

分布式嵌入式系统是由一组通过网络进行通信、为了完成共同的任务而协调工作的嵌入式计算节点组成的系统。分布式嵌入式系统的出现是为了用廉价的、普通的机器完成单个嵌入式计算机无法完成的运算、存储任务，其目的是利用更多的机器，处理更多的数据。分布式嵌入式系统需要大量的机器协作，面临诸多的挑战：

1、异构的机器与网络：分布式嵌入式系统中的机器，配置不一样，比如上述举例的分布式系统，包含有FPGA、ARM、1H8等多种异构计算平台，其上运行的服务也可能由不同的语言、架构实现，因此处理能力也不一样；节点间可能通过网络、串口来连接通信，采用不同的通信方式有不同的传输速率、延时和丢包率等。怎么保证各个嵌入式设备齐头并进，共同完成目标，这是个不小的挑战。

2、普遍的节点故障：对于单个嵌入式设备单个节点出故障的概率比较低，但是节点数目达到一定的规模后，出故障的概率就变高了。分布式嵌入式系统需要保证在故障发生的时候，系统仍然是可用的，这就需要系统能够监控节点的状态、能够检测异常的发生以及异常的自动恢复处理，这是本发明的难点以及需要解决的问题。

3、可视化的显示和控制：对于分布式嵌入式系统，由于有大量分布式计算节点，有时为了能够获知每个节点的运行状态和是否异常，甚至有时需要手动控制某些节点的运行和暂停，为了满足这些需求，需要一套协议和机制来获取每个节点的状态信息和传输控制命令等，这是本发明中软件开发需要考虑的一个问题。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明目的是：提供了一种嵌入式系统分布式调度系统，充分利用各个异构的嵌入式系统，共同合作完成一个计算任务，系统能够监控节点的状态、能够检测异常的发生以及异常的自动恢复处理。

本发明的技术方案是：