[发明专利]基于人工智能的异构计算平台

权利要求书

1.一种基于人工智能的异构计算平台，包括底层异构硬件平台、系统软件层以及应用软件层，系统软件层运行在底层异构硬件平台上，应用软件层在系统软件层上开发应用，所述底层异构硬件平台由数据处理模块、异构互联传输模块、温度检测调节控制模块、电磁兼容碰撞设计模块、功耗管理能耗控制模块、星载环境主机适配模块、CPU主控单元、FPGA加速单元、IPU、DSP处理单元以及容错与故障恢复模块组成；

所述系统软件层包括智能算法库和中间件，设置任务调度策略和软硬件划分机制，支持并行处理与异构计算，采用并行编程框架适配；

所述应用软件层提供人工智能应用计算过程的建模与分析以及人工智能应用的特征刻画及数据流分析接口。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的异构计算平台，所述数据处理模块由基础模块子系统、温度管理子系统和功耗控制接口子系统组成，其中基础模块子系统包括存储模块、时钟模块、智能芯片、IO模块和电源模块组成，智能芯片分别与存储模块、时钟模块、IO模块和电源模块连接，基础模块子系统分别与温度管理子系统和功耗控制接口子系统连接。

3.根据权利要求1或2所述的基于人工智能的异构计算平台，所述平台系统软件层通过任务调度模块完成任务调度和分配任务，通过负载均衡模块完成设备缓存、板载内存管理和Docker实例-应用映射任务。

4.根据权利要求1或3所述的基于人工智能的异构计算平台，所述平台上任务包括软件任务和硬件任务，软件任务定义为运行在通用处理器上的任务，硬件任务定义为运行在异构计算单元上的任务。

5.根据权利要求4所述的基于人工智能的异构计算平台，每个硬件任务的执行时间基本固定，执行过程包括输入数据传输、任务执行、输出数据传输三个阶段。

6.根据权利要求4所述的基于人工智能的异构计算平台，所述硬件任务通常不支持任务抢占，一个硬件任务一旦开始执行，从该任务发送数据开始，一直到计算结果返回，异构计算单元一直被该硬件任务独占，其他任务无法获得该异构计算单元的使用权。

7.根据权利要求4所述的基于人工智能的异构计算平台，所述硬件任务之间不具备直接通信的能力，硬件任务的直接通信需要平台的硬件支持，异构计算单元之间需要有直接的硬件通路，从而完成信号和数据的传输。

8.根据权利要求1所述的基于人工智能的异构计算平台，所述平台还包括一内存管理模块，通过页表结构完成虚拟地址空间到物理地址空间的转换；当异构计算核心或者数据传输总线需要片外板载内存时，所述页表结构提供一个地址给内存管理部件。

9.根据权利要求8所述的基于人工智能的异构计算平台，所述平台的异构任务运行流程如下：

创建任务后分别绑定软件任务单元和硬件任务单元，将任务分为软件任务负载和硬件任务负载，所述软件任务负载通过软件执行并完成检查，所述硬件任务负载分别完成硬件任务创建、硬件执行，并通过控制和写回操作后完成检查，其中通过调度来完成硬件任务创建和硬件执行。

10.根据权利要求9所述的基于人工智能的异构计算平台，所述硬件任务负载可以通过异构计算单元来完成硬件执行的控制，也可以直接实施硬件执行后的控制。