CN104598428B - 数据处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据处理系统，该数据处理系统包括：主控集群、至少一个辅助集群；主控集群与至少一个辅助集群进行通信；主控集群包括：主控处理器，与主控处理器通信且功能对应的N个主控设备，N≥1；每个辅助集群包括：辅助处理器，与该集群中辅助处理器通信且功能对应的至少一个辅助设备。本发明提出一种数据处理系可以充分提高系统资源的使用率，可以将不同类别的外设，集中于处理这类设备能力较强的处理器上来处理，提高系统资源使用率。

Description

数据处理系统

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体来说，涉及一种数据处理系统。

背景技术

目前，随着各行各业对数字信息自动化要求的逐渐提高与之相对应的，为了满足其需求及性能，系统的功能也越来越多样化变得愈加复杂，这样将对处理器的性能提出了很大的挑战。

目前各个应用系统通常采用单CPU或多板卡分布系统，来支撑系统的运行。

但是，单CPU方式，资源使用率高，而且外接设备越多，系统故障处理风险越大，系统的稳定性将得不到保证；而对多板卡分布系统而言，其系统设计和软件设计都较复杂，成本也很高，并且无法最大化的利用各项系统资源，容易造成系统浪费。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种数据处理系统，能够充分提高系统资源的使用率。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种数据处理系统。

该数据处理系统包括：

主控集群、至少一个辅助集群；

主控集群与至少一个辅助集群进行通信；

主控集群包括：主控处理器，与主控处理器通信且功能对应的N个主控设备，N≥1；

每个辅助集群包括：辅助处理器，与该集群中辅助处理器通信且功能对应的至少一个辅助设备。

其中，主控集群与至少一个辅助集群实时同步。

并且，主控集群、辅助集群之间独立运行。

优选的，主控处理器用于进行通信管理及逻辑处理。

其中，辅助处理器用于进行图像、视频、载荷处理。

此外，辅助处理器还可以用于进行信息收集和处理。

另外，当一个辅助集群存在多个辅助设备的情况下，多个辅助设备操作类型相同。

并且，辅助集群之间无通信连接，且各个辅助集群的辅助处理器功能不同。

此外，至少一个辅助集群包括第一辅助集群和第二辅助集群，第一辅助集群的辅助处理器用于进行图像、视频、载荷处理；第二辅助集群的辅助处理器用于进行信息收集和处理。

其中，第一辅助集群的辅助处理器包括图形处理芯片；所述第二辅助集群的辅助处理器的主频和/或缓存大于所述第一辅助集群的辅助处理器。

为了进一步提高系统的稳定性，还可以设有主备切换设备，用于当辅助处理器发生故障的情况下，由主控处理器接替发生故障的辅助处理器。

本发明提出一种数据处理系可以充分提高系统资源的使用率，可以将不同类别的外设，集中于处理这类设备能力较强的处理器上来处理，提高系统资源使用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的数据处理系统的整体架构的示意图；

图2是根据本发明实施例的数据处理系统的各个集群间相互通信的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种数据处理系统，该数据处理系统可以应用于工业或航天航空系统中；特别地，应用于平流层浮空器的航电设备中，可以有效地满足各种性能需求且节省成本。本实施例中，以该数据处理系统应用于平流层浮空器的航电设备中为例进行说明。

如图1示出了根据本发明实施例的数据处理系统的示意图，该系统包括：

主控集群、至少一个辅助集群，为了方便理解本发明以一个主控集群，两个辅助集群为例进行说明。

主控集群包括：主控处理器cpu1，与主控处理器通信且功能对应的N个主控设备，N≥1。

每个辅助集群包括：辅助处理器，比如cpu2、cpu3。与该集群中辅助处理器通信且功能对应的至少一个辅助设备。

其中，主控集群与辅助集群实时同步，且各个处理器间相互独立运行。如图2所示，主控处理器A通过消息队列的方式与辅助处理器B及辅助处理器C进行通信，消息队列的工作方式如下：

1、创建消息队列，创建的过程包括创建及初始化；

其中主控处理器A、辅助处理器B、辅助处理器C之间各自可以创建自己的消息队列，消息队列的长度用户可以自行定义，但是长度小于32K,可以使得消息的收发更加及时准确。

2、消息的收发；

其中，相互通信的处理器之间每个消息队列是双向收发的。

请再次参照图1，为了充分提高系统资源的使用率，本发明将不同类别的外设，集中于处理这类设备能力较强的处理器上来处理，因此，优选的，主控处理器作为核心处理器，其性能需求比较全面，用于进行通信管理及逻辑处理。

而其他辅助处理器，相对的要处理一些类型比较集中的业务，这些业务类型要求比较相似，而选取的辅助处理器是处理这类业务能力较强的处理器类型，比如，本实施例中，浮空器的数据处理系统的辅助集群1主要用于进行图像、视频等的图形处理，不需要或需要较少的数据处理能力的载荷的处理，如对浮空器携带的摄像装置采集到的图像或影像信息进行处理，因此可以选用处理视频设备能力较强的cpu2；而浮空器的辅助集群2主要用于进行数据信息的收集和处理，因此可以选取数据信息处理能力较强的cpu3，本实施例中，cpu3用于收集和处理囊体数据、气压数据、惯导数据、能源数据等。也就是说，作为辅助处理器B的cpu2的图形处理能力强于cpu3，如cpu2集成了图形处理芯片，而cpu3未集成独立的图形处理芯片；作为辅助处理器C的cpu3的数据处理能力强于cpu2，如cpu3的主频和/或缓存对应高于cpu2。

也就是说，根据具体实施环境及情景的不同，主控处理器可以用于进行通信管理及逻辑处理从而进行综合的管控，不同的辅助处理器可以根据被使用的需求用于进行图像、视频、载荷处理或进行信息收集和处理，特别的是辅助处理器可以根据被使用的需求从而将多个辅助处理器进行按功能的分类管理，即执行相似功能的辅助处理器可以分为一组从而进行统一管理，因此可以有效的节省系统资源的分配及消耗。

优选的，至少一个辅助集群包括第一辅助集群和第二辅助集群，第一辅助集群的辅助处理器用于进行图像、视频、载荷处理；第二辅助集群的辅助处理器用于进行信息收集和处理。

综上所述，本发明将不同类型的辅助设备进行了分类，将相同操作类型的辅助处理器集合为一个集团，让处理该操作类型能力较强的cpu来对这些设备进行控制管理，从而将系统的各项业务功能进行了整编，并有针对性的对业务进行处理，使处理器可以发挥其所长。

另外，辅助集群之间不进行通信也即辅助集群之间无通信连接，且各个辅助集群的辅助处理器功能可以不同。这样就可以使得在本系统中，各类设备集中于不同的子系统，从而不存在多个辅助设备抢占一个cpu的执行时间，导致系统资源使用紧张的问题，而且，当某些设备发生问题时，各个子系统就可以独立处理，既不占用主控处理器的执行时间，也不影响主控集群的执行稳定度。

此外，为了进一步提高系统的稳定性，还可以设有主备切换机制，当某一辅助集群发生故障瘫痪时，可以由性能比较全面的主控集群临时接管辅助集群的业务，从而不会导致大量的数据流失或其他问题，大大提高了系统的稳定性及安全性。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明提出一种数据处理系统可以充分提高系统资源的使用率，可以将不同类别的外设，集中于处理这类设备能力较强的处理器上来处理，提高系统资源使用率，并且还设有主备切换装置，可以提高本系统的安全性及稳定性。尤其是，当本实施例的数据处理系统应用于平流层浮空器的航电设备中时，由于浮空器的电能大部分是来自太阳能，能源有限，本实施例的数据处理系统可以有效节约电能，保证浮空器的长期稳定运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种数据处理系统，其特征在于，包括：

主控集群、至少一个辅助集群；

所述主控集群与所述至少一个辅助集群进行通信，其中，所述主控集群与每个辅助集群直接连接；

所述主控集群包括：主控处理器，与所述主控处理器通信且功能对应的N个主控设备，N≥1；

所述每个辅助集群包括：辅助处理器，与该集群中辅助处理器通信且功能对应的至少一个辅助设备；

其中，所述主控集群与所述至少一个辅助集群实时同步；

所述主控集群、辅助集群之间独立运行；

辅助集群之间无通信连接，且各个辅助集群的辅助处理器功能不同。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主控处理器用于进行通信管理及逻辑处理。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，辅助处理器用于进行图像、视频、载荷处理。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，辅助处理器用于进行信息收集和处理。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当一个辅助集群存在多个辅助设备的情况下，所述多个辅助设备操作类型相同。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个辅助集群包括第一辅助集群和第二辅助集群，第一辅助集群的辅助处理器用于进行图像、视频、载荷处理；第二辅助集群的辅助处理器用于进行信息收集和处理。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一辅助集群的辅助处理器包括图形处理芯片；所述第二辅助集群的辅助处理器的主频和/或缓存大于所述第一辅助集群的辅助处理器。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：

主备切换设备，用于当辅助处理器发生故障的情况下，由所述主控处理器接替发生故障的辅助处理器。