基于SPACEWIRE总线的星载异构系统数据共享装置、系统及方法与流程

技术特征：
1.基于spacewire总线的星载异构系统数据共享装置，其特征在于，包括：计算节点、中心节点、spacewire路由网络和公共存储器；所述spacewire路由网络连接中心节点与若干个计算节点，所述公共存储器连接spacewire路由网络；所述中心节点和每个计算节点通过spacewire路由网络共同访问公共存储器。2.根据权利要求1所述的基于spacewire总线的星载异构系统数据共享装置，其特征在于，所述中心节点用于通过spacewire路由网络传递数据给计算节点，并通过spacewire路由网络接收计算结果；所述计算节点用于计算中心节点所发送的数据；所述公共存储器用于数据收发的缓存区域，所述公共存储器包括中心节点发送缓冲区、计算节点接收缓冲区和计算节点发送缓冲区；所述中心节点发送缓冲区用于存储发送数据；所述计算节点接收缓冲区用于接收中心节点发送缓冲区存储的发送数据；所述计算节点发送缓冲区域用于存储计算节点所得到的计算结果；每个计算节点对应一个计算节点接收缓冲区和计算节点发送缓冲区；所述若干个计算节点包括首位计算节点、中间计算节点和末位计算节点；中心节点通过spacewire路由网络将数据安置在公共存储器的中心节点发送缓冲区，spacewire路由网络将数据搬运至首位计算节点接收缓冲区，首位计算节点计算中心节点所发送的数据，并将计算结果返回给首位计算节点的发送缓冲区；中心节点继续通过spacewire路由网络将数据搬运至首位计算节点接收缓冲区，同时将首位计算节点的发送缓冲区的计算结果向中间计算节点的发送缓冲区，中间计算节点对所接收的数据进行计算，计算结果存储至中间计算节点的发送缓冲区；中心节点通过spacewire路由网络控制每一中间计算节点的接收缓冲区接收来自上一计算节点的发送缓冲区的计算结果，每一中间计算节点对所接收到的数据进行计算，将计算结果存储到自身对应的发送缓冲区中，重复上述步骤，直到末位计算节点，完成多节点数据调度。3.基于spacewire总线的星载异构系统数据共享系统，其特征在于，包括：基于spacewire的两重通讯帧协议和异构系统共享存储管理模块；所述基于spacewire的两重通讯帧协议用于实现异构系统的数据交互；所述异构系统共享存储管理模块用于集中管理异构系统的存储空间和数据搬运，实现异构系统数据共享。4.根据权利要求3所述的基于spacewire总线的星载异构系统数据共享系统，其特征在于，所述基于spacewire的两重通讯帧协议包括：串行通讯协议和远程访问协议；所述串行通讯协议为面向信息通讯接口，用于点对点之间的信息与数据交互；所述远程访问协议用于在spacewire通讯帧中直接对公共存储器数据空间进行读写管理。5.根据权利要求4所述的基于spacewire总线的星载异构系统数据共享系统，其特征在于，所述串行通讯协议帧和远程访问协议帧为spacewire基本帧格式拓展而来；所述spacewire基本帧格式为将目标地址、数据、结束标志封装为一帧数据；所述串行通讯协议帧和远程访问协议帧使用帧标识区分数据内容套用的协议：若帧标识为串行通讯协议，数据内容为节点间通讯数据；若帧标识为远程访问协议，数据内容包含存储器访问信息。
6.根据权利要求5所述的基于spacewire总线的星载异构系统数据共享系统，其特征在于，所述存储器访问信息包括：命令编号、写地址、写长度和数据信息。7.根据权利要求6所述的基于spacewire总线的星载异构系统数据共享系统，其特征在于，所述异构系统共享存储管理模块包括：空间管理软件和平台调度软件；所述空间管理软件管理公共存储器的地址空间；所述平台调度软件优化计算调度流程。8.根据权利要求7所述的基于spacewire总线的星载异构系统数据共享系统，其特征在于，所述公共存储器是独立设备，空间管理软件对公共存储器进行静态划分，存储空间的地址定义全局透明，每个计算节点访问相应空间进行数据吞吐。9.根据权利要求8所述的基于spacewire总线的星载异构系统数据共享系统，其特征在于，所述公共存储器的静态划分具体为：根据计算节点和中心节点的数量为每个节点划分独立空间，每个计算节点与中心节点的数据交互在各自的独立空间中完成；根据节点私有空间大小，开辟多级数据吞吐缓存，确保高速数据交互中计算请求数据的调度与返回顺利完成。10.一种基于权利要求2所述的spacewire总线的星载异构系统数据共享方法，其特征在于，包括：中心节点通过spacewire路由网络将数据安置在公共存储器的中心节点发送缓冲区，spacewire路由网络将数据搬运至首位计算节点接收缓冲区，首位计算节点计算中心节点所发送的数据，并将计算结果返回给首位计算节点的发送缓冲区；中心节点继续通过spacewire路由网络将数据搬运至首位计算节点接收缓冲区，同时将首位计算节点的发送缓冲区的计算结果向中间计算节点的发送缓冲区，中间计算节点对所接收的数据进行计算，计算结果存储至中间计算节点的发送缓冲区；中心节点通过spacewire路由网络控制每一中间计算节点的接收缓冲区接收来自上一计算节点的发送缓冲区的计算结果，每一中间计算节点对所接收到的数据进行计算，将计算结果存储到自身对应的发送缓冲区中，重复上述步骤，直到末位计算节点，完成多节点数据调度。

技术总结
本发明公开了一种基于SPACEWIRE总线的星载异构系统数据共享装置、系统及方法，包括：中心节点通过SPACEWIRE路由网络传递数据给计算节点，并通过SPACEWIRE路由网络接收计算结果；计算节点用于计算中心节点所发送的数据；公共存储器用于数据收发的缓存区域，公共存储器包括中心节点发送缓冲区、计算节点接收缓冲区和计算节点发送缓冲区；中心节点发送缓冲区用于存储发送数据；计算节点接收缓冲区用于接收中心节点发送缓冲区存储的发送数据；计算节点发送缓冲区域用于存储计算节点所得到的计算结果。本发明将节点间计算数据集中管理，节点间数据传递改为共享存储器内部的数据传递，提高异构间数据调度效率。同时为多节点提供统一数据收发接口，简化异构系统应用开发难度。简化异构系统应用开发难度。简化异构系统应用开发难度。


技术研发人员：张利钧 刘文琦 闫亮
受保护的技术使用者：西安微电子技术研究所
技术研发日：2022.05.25
技术公布日：2022/9/2