[发明专利]一种软件化载荷计算资源虚拟化分配方法及装置

权利要求书

1.一种软件化载荷计算资源虚拟化分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对星载计算平台任务状态及星载计算平台的异构计算资源使用状态进行监控，获得监控数据；所述任务状态包括：待处理任务的状态和正在处理任务的状态；

2)根据任务状态，对星载计算平台异构计算资源进行虚拟化处理，获得异构计算资源虚拟化划分结果；

3)根据步骤1)获得的任务状态和异构计算资源使用状态监控数据并根据步骤2)获得的异构计算资源虚拟化划分结果，对星载计算平台异构计算资源进行动态分配，获得星载计算平台异构计算资源的分配方案并作为硬件计算资源动态分配结果；

4)根据步骤3)所述硬件计算资源动态分配结果，部署待处理任务和正在处理的任务，获得处理任务的部署方式；

5)根据步骤4)处理任务的部署方式，在异构处理器上配置订阅发布客户端，实现处理前和处理后数据的交互。

2.根据权利要求1所述的一种软件化载荷计算资源虚拟化分配方法，其特征在于，所述异构计算资源包括：现场可编程门阵列、数字信号处理器和通用处理器对应的处理资源。

3.根据权利要求2所述的一种软件化载荷计算资源虚拟化分配方法，其特征在于，步骤2)所述对星载计算平台异构计算资源进行虚拟化处理的方法包括：现场可编程门阵列的虚拟化处理的方法、数字信号处理器的虚拟化处理的方法以及通用处理器的虚拟化处理的方法；

所述现场可编程门阵列的虚拟化处理的方法为：根据任务状态将现场可编程门阵列逻辑资源分为一个高速通信客户端实现区域，以及多个虚拟化计算资源区域，所述虚拟化计算资源区域通过通信客户端对外通信；

所述数字信号处理器的虚拟化处理的方法为：根据任务状态，基于专门的数字信号处理器任务收发信息，剩余的虚拟化计算资源作为虚拟资源进行分配；

所述通用处理器的虚拟化处理的方法为：基于嵌入式操作系统进行虚拟化计算资源的划分。

4.根据权利要求1所述的一种软件化载荷计算资源虚拟化分配方法，其特征在于，步骤1)所述对星载计算平台任务状态及星载计算平台的异构计算资源使用状态进行监控的方法，包括：

监控并获得各现场可编程门阵列FPGA的空闲区域资源数量及其正在处理任务的数据通信速率；

监控并获得各可用数字信号处理器的资源总数及可用数字信号处理器正在处理任务的数据通信速率；

监控并获得各可用通用处理器的资源总数及可用通用处理器正在处理任务的数据通信速率；

当存在待处理任务时，根据待处理任务配置文件，获取待处理任务的时延要求、计算需求和数据通信需求。

5.根据权利要求1所述的一种软件化载荷计算资源虚拟化分配方法，其特征在于，步骤3)所述对星载计算平台异构计算资源进行动态分配的方法，包括：通用处理器和数字信号处理器的动态分配方法，以及在在现场可编程门阵列的动态分配方法。

6.根据权利要求5所述的一种软件化载荷计算资源虚拟化分配方法，其特征在于，所述通用处理器和数字信号处理器的动态分配方法，具体为：

A31)设待处理任务i需要处理数据的输入速率为Dibit/s，需要处理Ci个执行周期，设容忍延迟为Ti；处理器j的主频为Fj，当前使用率为Pj，可用通信带宽为Dj bit/s；

在星载计算平台的通用处理器和数字信号处理器中查找同时满足DjDi和Ci/(Fj*(1-Pj))Ti条件的处理器，并以(Dj-Di)对满足条件的处理器进行排序，将(Dj-Di)值最小的处理器作为任务执行处理器；如果在星载计算平台处理器中不存在满足条件的任务执行处理器时，进入步骤A32)，反之，则直接进入步骤4)；

A32)对通用处理器和数字信号处理器中正在运行任务及待处理任务进行重分配，重分配方法为，按任务优先级顺序，基于分支定界法搜索满足任务执行时延和通信带宽要求的任务组合，获得处理器和任务组合的最佳匹配，作为任务重分配结果；如果所有任务均被分配完毕，则结束分配，进入步骤4)，否则，进入步骤A33)；所述处理器包括：通用处理器和数字信号处理器

A33)未分配的任务等待其他任务执行完毕，且系统计算资源释放后，再执行步骤4)。