[发明专利]一种测控网络边缘云计算的FPGA加速方法

权利要求书

1.一种测控网络边缘云计算的FPGA加速方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、搭建FPGA信号加速硬件架构，所述FPGA信号加速硬件架构包括管理节点服务器和计算节点服务器；将所述FPGA信号加速硬件架构通过网络接入云测控信号处理系统；

S2、预先确定测控任务的计算资源分配方式；将高计算复杂度的测控任务计算内容分配至FPGA处理单元进行信号加速处理，将低计算复杂度的测控任务计算内容分配至通用服务器进行处理；

S3、在所述FPGA信号加速硬件架构中，搭建FPGA资源调度平台；所述FPGA资源调度平台以单个FPGA板卡作为单个FPGA处理单元，FPGA资源调度平台同时调度多个测控任务在多个FPGA处理单元中进行信号加速处理；

S4、完成FPGA信号加速硬件架构和FPGA资源调度平台的搭建、测控任务分配方式的确定后，将测控信号数据包写入云测控信号处理系统，使用FPGA信号加速硬件架构中计算节点服务器的通用服务器资源，完成低计算复杂度的测控任务计算；

S5、通过FPGA资源调度平台，将高计算复杂度的测控任务下发至FPGA处理单元进行信号加速处理，处理完成后返回结果数据至计算节点服务器中。

2.根据权利要求1所述的一种测控网络边缘云计算的FPGA加速方法，其特征在于：步骤S1中，通过将管理节点服务器和计算节点服务器以光纤方式连接至万兆交换机，并将FPGA板卡以PCI-E接口形式安装于计算节点服务器后，完成FPGA信号加速硬件架构的搭建。

3.根据权利要求2所述的一种测控网络边缘云计算的FPGA加速方法，其特征在于：所述云测控信号处理系统具有多套，每一套云测控信号处理系统均接入有一个完成搭建的FPGA信号加速硬件架构；多套云测控信号处理系统之间通过网络互相连接。

4.根据权利要求1所述的一种测控网络边缘云计算的FPGA加速方法，其特征在于：步骤S2中，所述高计算复杂度的测控任务包括信号处理模块的捕获任务和编译码任务；所述低计算复杂度的测控任务包括数据处理单元任务和网络层模块任务。

5.根据权利要求1所述的一种测控网络边缘云计算的FPGA加速方法，其特征在于：步骤S3中，通过搭建调度平台服务端和调度平台客户端的方式，完成对FPGA资源调度平台的搭建；所述调度平台服务端部署在管理节点服务器，对接用户的测控任务需求，并依据测控任务需求，分析和匹配所需FPGA资源；所述调度平台客户端部署在计算节点服务器，接收测控任务内容，并依据所需的FPGA资源，部署相应的FPGA处理单元，完成信号加速处理。

6.根据权利要求5所述的一种测控网络边缘云计算的FPGA加速方法，其特征在于：所述搭建调度平台服务端，具体包括如下步骤：

S31、设置需求处理模块：在接收到测控任务内容后，依据测控任务中的需求，将需求存入需求队列，并按照顺序进行处理；当需求均存入需求队列后，进行硬件资源匹配，判断所有需求的执行时间是否有冲突，若有冲突，则先计算所有冲突需求的所需FPGA资源是否能满足，若不能则反馈至用户；若执行时间无冲突或冲突需求的所需FPGA资源能满足，则则形成任务转交给任务管理模块；

S32、设置任务管理模块：任务管理模块创建任务，并按任务执行时间顺序存入任务队列，当任务开始执行时，将测控任务内容下发，并对测控任务的状态持续跟踪；

S33、设置资源调度模块：接收到下发的测控任务内容后，根据其中的需求，形成FPGA资源调度指令，将测控任务内容和FPGA资源调度指令下发至调度平台客户端。