[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

说明书

本发明公开了一种软件化载荷计算资源虚拟化分配方法及装置。所述方法包括：对星载计算平台处理待任务状态、正处理任务状态及异构计算资源使用状态进行监控；根据待处理任务状态对星载计算平台异构计算资源进行虚拟化处理；根据监控数据和处理任务要求，对星载计算平台异构计算资源进行动态分配或者重分配；根据硬件计算资源动态重分配结果部署处理任务；根据处理任务部署方式配置异构计算资源订阅发布客户端，实现处理前和处理后数据的交互。本发明提出对现场可编程门阵列、数字信号处理器和通用处理器等多类型异构处理的控制和动态重构的虚拟化方法，解决了星载计算平台虚拟化的高效实现问题。

技术领域

本发明涉及卫星载荷计算资源虚拟化技术领域，特别是一种计算资源虚拟化分配方法及装置。

背景技术

在复杂任务环境下，要求卫星载荷系统快速适应复杂动态环境和任务需求，比如快速在不同功能波形间切换，实现不同的处理过程，传统以硬件平台为中心，面向专用功能设计的载荷，越来越难以满足应用需求，如何构建以软件服务为中心的载荷系统，使载荷系统具备可扩展的硬件重组能力和基于虚拟化的软件可重构能力，满足当前和未来卫星计算任务扩展的需求，是需要解决的问题。

虚拟化是对硬件资源的配置和管理，虚拟化技术实现服务获得与实际提供服务的物理资源的逻辑分离，使其具备需求可定义能力的第一步，也是最重要的一步。基于虚拟化的卫星载荷计算平台对上提供功能应用服务适应各种功能任务的部署和执行，对下采用通用化、模块化、标准化、网络化设计，使其具备可扩展、可升级、可演进的能力。相较于桌面系统通用的CPU计算资源，卫星载荷系统由大量的异构处理资源组成，包括擅长逻辑处理的FPGA资源、擅长浮点运算的DSP资源和擅长实时计算的CPU资源。目前,虚拟化在桌面系统的发展相对成熟，如何在众多异构处理器的嵌入式系统实现资源的虚拟化是支撑下一代卫星载荷处理平台的一项关键技术。星载计算平台的发展趋势是混合异构，本发明提出了一种星载异构载荷的虚拟化技术的实现方法，实现基于操作系统的对FPGA、DSP和通用处理器等多类型异构处理的控制和动态重构，解决星载计算平台虚拟化的高效实现问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种计算资源虚拟化分配方法及装置，解决了星载异构计算资源灵活使用的问题。

本发明的技术解决方案是：

第一方面，一种软件化载荷计算资源虚拟化分配方法，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。

可选地，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。

可选地，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；