CN116991584A - 资源分配系统和控制方法、装置、介质、硬件加速引擎 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及硬件加速领域,公开了一种资源分配系统及其控制方法、装置、介质和硬件加速引擎,包括:仲裁装置和请求代理芯片;仲裁装置与存储设备连接,以获取资源池信息;仲裁装置用于根据资源请求信息和资源池信息确定待分配计算资源,其中,资源请求信息为请求代理芯片生成的信息;请求代理芯片的输入侧与仲裁装置连接,以获取待分配计算资源,请求代理芯片的输出侧与固件申请接口和硬件申请接口均连接,以通过固件申请接口和硬件申请接口将待分配计算资源分配至固件和/或硬件。本发明通过仲裁装置根据请求代理芯片生成的资源请求信息和资源池信息,将存储单元的计算资源分配给固件和硬件,提高系统的计算资源利用率和系统的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及硬件加速领域,特别是涉及一种资源分配系统和控制方法、装置、介质、硬件加速引擎。
背景技术
硬件加速引擎是一种采用专用加速芯片/模块,用于代替中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU)完成复杂耗时的大算力操作,从而提高计算机性能。常用的硬件加速引擎包括图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)、数字信号处理(DigitalSignal Processing,DSP)芯片等。在同一硬件加速架构中,主控模块通常使用控制进程(通常为控制页(Control Page,CP))来实现对引擎的硬件和固件的调度,从而控制硬件加速引擎工作。在具体实施中,根据控制页指针(Control Page index,CP index)对计算资源进行表示,具体的,CP index用于表征资源池中连续的地址范围。主控模块接收到硬件或固件控制命令时,将相应数据存放至CP index对应的资源池地址内并将CP index发送至硬件或固件,以便于硬件或固件从与CP index对应的地址内获取相关数。在这一过程中,CP index可以视为资源池提供的计算资源。
在具体实施中,基于存储设备创建的资源池的架构通常包括硬件资源池、固件资源池、硬件接口和固件接口,其中,硬件资源池和固件资源池存在物理间隔,二者并不互通。硬件资源池和固件资源池分别通过硬件接口和固件接口接收资源请求信息,并根据固件资源池和硬件资源池中的计算资源分别创建固件控制页和硬件控制页,并通过相应的接口将固件和硬件计算资源(即CP index)发送至硬件或固件,以便于硬件或固件根据CP index获取控制页。但由于计算机系统工作过程中,硬件与固件的业务压力并不相同,可能存在固件(或硬件)的业务压力较大,但硬件(或固件)的业务压力较小的情况,这种情况下。可能会造成业务压力较大的资源池资源不足,不能产生足够的CP index,降低系统的工作效率,而业务压力较小的资源池中资源空闲的情况,导致系统的计算资源无法得到充分利用。
由此可见,如何提供一种新的资源池架构,以提高资源池中计算资源的利用率,从而提高系统的工作效率,是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的为解决由于硬件加速引擎中固件资源池和硬件资源池物理隔绝导致用于控制硬件的计算资源和用于控制固件的计算资源分开,导致当固件(或硬件)的业务压力较大,但硬件(或固件)的业务压力较小时业务压力较大的资源池资源不足,而业务压力较小的资源池中资源空闲的情况,导致系统的计算资源无法得到充分利用。因此,本发明提供了一种资源分配系统及其控制方法、装置、介质和一种硬件加速引擎,以提高系统的计算资源利用率和系统的工作效率。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种资源分配系统,包括:
仲裁装置和请求代理芯片;
所述仲裁装置与存储设备连接,以获取资源池信息,并根据资源请求信息和所述资源池信息确定待分配计算资源,其中,所述资源请求信息为所述请求代理芯片生成的信息;
所述请求代理芯片的第一端与所述仲裁装置连接,以获取所述待分配计算资源,所述请求代理芯片的第二端与固件申请接口和硬件申请接口均连接,以通过所述固件申请接口和所述硬件申请接口将所述待分配计算资源分配至固件和/或硬件。
在一些实施例中,所述请求代理芯片的数量为多个,各所述请求代理芯片均与所述仲裁装置连接;
相应的,所述仲裁装置包括仲裁芯片、一阶子仲裁芯片、二阶子仲裁芯片;
各所述请求代理芯片的输出线路根据输出线路优先级与相应的一阶子仲裁芯片连接,以将所述资源请求信息发送至所述一阶子仲裁芯片,以便于各所述一阶子仲裁芯片将与最高所述输出线路优先级对应的资源请求信息确定为候选资源请求;
所述二阶子仲裁芯片与各所述一阶子仲裁芯片均连接,以获取各所述候选资源请求,并将代理优先级最高的所述候选资源请求确定为待处理资源请求;其中,所述代理优先级为所述请求代理芯片的优先级;
所述仲裁芯片与所述二阶子仲裁芯片和所述存储设备均连接,以根据所述待处理资源请求和所述资源池信息确定所述待分配计算资源;
其中,所述待分配计算资源为所述存储设备的地址信息,所述一阶子仲裁芯片和所述二阶子仲裁芯片均为循环优先级仲裁器。
在一些实施例中,还包括:资源回收接口;
所述资源回收接口包括回收缓存芯片和回收控制芯片;
所述回收缓存芯片与固件资源回收接口、硬件资源回收接口均连接,以获取并保存资源回收信息,所述资源回收信息包括代理身份信息和待回收地址信息;
所述回收控制芯片与所述回收缓存芯片连接,以获取所述回收缓存芯片的存储数据量;
所述回收控制芯片还与所述存储设备连接,以在所述存储数据量大于数据量阈值时,将所述资源回收信息发送至所述存储设备。
在一些实施例中,所述请求代理芯片包括资源缓存芯片和请求控制芯片;
所述请求控制芯片的第一端与所述仲裁装置连接,所述请求控制芯片的第二端与所述资源缓存芯片的第一端连接,所述资源缓存芯片的第二端与所述固件申请接口和所述硬件申请接口均连接,用于保存所述待分配计算资源以便于固件和/或硬件获取所述待分配计算资源;
当所述请求控制芯片检测到所述资源缓存芯片中不存在所述待分配计算资源且所述请求控制芯片生成的所述资源请求信息的数量小于请求阈值时,生成所述资源请求信息。
在一些实施例中,还包括总线直接访问链路;
所述总线直接访问链路的接口侧与所述固件申请接口连接,所述总线直接访问链路的控制侧与所述仲裁芯片连接。
为了解决上述技术问题,本发明还提供了一种硬件加速引擎,包括所述的资源分配系统。
为了解决上述技术问题,本发明还提供了一种资源分配系统控制方法,应用于包括仲裁装置和请求代理芯片的资源分配系统,其中,所述仲裁装置与存储设备连接,所述请求代理芯片的第一端与所述仲裁装置连接,所述请求代理芯片的第二端与固件申请接口和硬件申请接口均连接,所述资源分配系统控制方法包括:
获取存储设备的资源池信息和请求代理芯片生成的资源请求信息;
根据所述资源请求信息和所述资源池信息确定待分配计算资源;
将所述待分配计算资源发送至所述请求代理芯片,以便于所述请求代理芯片通过所述固件申请接口和所述硬件申请接口将所述待分配计算资源分配至固件和/或硬件。
在一些实施例中,所述根据所述资源请求信息和所述资源池信息确定待分配计算资源包括:
根据所述资源请求信息的输出线路优先级对各所述资源请求信息分类处理,以获取各优先级请求集合;其中,各所述优先级请求集合中各所述资源请求信息的输出线路优先级相同;
对各所述优先级请求集合进行处理,以获取候选资源请求,其中,各所述候选资源请求为各所述优先级请求集合中优先级最高的请求;
对各所述候选资源请求的代理优先级进行比较,以获取所述代理优先级最高的待处理资源请求,其中,所述代理优先级为所述请求代理芯片的优先级;
根据所述待处理资源请求和所述资源池信息确定所述待分配计算资源。
在一些实施例中,所述根据所述待处理资源请求和所述资源池信息确实所述待分配计算资源包括:
解析所述待处理资源请求以获取代理身份信息和资源需求信息;
根据所述资源需求信息确定资源需求量,判断资源池的剩余资源量是否大于所述资源需求量;
若大于所述资源需求量,则根据所述代理身份信息确定待分配计算资源类型;
根据所述资源池信息确定与所述待分配计算资源类型对应的所述待分配计算资源。
在一些实施例中,所述资源请求信息为所述请求代理芯片的请求控制芯片检测到资源缓存芯片中不存在所述待分配计算资源且生成的所述资源请求信息的数量小于请求阈值时生成的信息。
在一些实施例中,所述将所述待分配计算资源发送至所述请求代理芯片的步骤后,还包括:
获取固件和/或硬件的工作状态信息;
根据所述工作状态信息确定所述待分配计算资源的利用情况;
若所述待分配计算资源的利用情况异常,则确定所述待分配计算资源是否正常工作;
若所述待分配计算资源未正常工作,则向管理人员发送告警信息。
为了解决上述技术问题,本发明还提供了一种资源分配系统控制装置,包括存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现所述的资源分配系统控制方法的步骤。
为了解决上述技术问题,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现所述的资源分配系统控制方法的步骤。
本发明提供了一种资源分配系统,包括:仲裁装置和请求代理芯片;仲裁装置与存储设备连接,以获取资源池信息;仲裁装置用于根据资源请求信息和资源池信息确定待分配计算资源,其中,资源请求信息为请求代理芯片生成的信息;请求代理芯片的输入侧与仲裁装置连接,以获取待分配计算资源,请求代理芯片的输出侧与固件申请接口和硬件申请接口均连接,以通过固件申请接口和硬件申请接口将待分配计算资源分配至固件和/或硬件。由此可见,本发明所提供的技术方案,通过仲裁装置根据请求代理芯片生成的资源请求信息和资源池信息,将存储单元的计算资源分配给固件和硬件,不同于现有技术中将资源池物理划分为固件资源池和硬件资源池并从对应的资源池中为固件和硬件分配计算资源的方案,从而防止现有技术中业务压力较小的资源池中的计算资源闲置的情况,提高系统的计算资源利用率和系统的工作效率。
此外,本发明还提供了一种资源分配系统控制方法、装置、介质和一种硬件加速引擎,效果同上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,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为一种资源分配系统的示意图;
图2为本发明实施例所提供的一种资源分配系统的结构图;
图3为本发明实施例所提供的一种仲裁装置的结构图;
图4为本发明实施例所提供的一种资源回收接口的结构图;
图5为本发明实施例所提供的一种请求代理芯片的结构图;
图6为本发明实施例所提供的一种资源分配系统控制方法的流程图;
图7为本发明实施例所提供的一种资源分配系统控制装置的结构图;
附图标记如下:1为固件资源池,2为硬件资源池,3为仲裁装置,4为请求代理芯片,5为仲裁芯片,6为一阶子仲裁芯片,7为二阶子仲裁芯片,8为回收控制芯片,9为回收缓存芯片,10为资源回收接口,11为资源缓存芯片,12为请求控制芯片。
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,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种提供了一种资源分配系统及其控制方法、装置、介质和一种硬件加速引擎,以提高系统的计算资源利用率和系统的工作效率。
在硬件统一加速架构中,主控模块通常使用控制进程来实现对引擎的硬件和固件的调度,从而控制硬件加速引擎工作。引擎固件和硬件在控制页的控制下工作,在具体实施中,当主控模块获取到外界控制指令后,获取分配的计算资源和计算资源地址CP index,以将与外界控制指令对应的数据信息保存至与该计算资源中,并将CP index发送至通过固件申请接口或硬件申请接口发送至固件或硬件,以便于固件或硬件获取与CP index对应的存储区域中的数据信息,从而执行相应的外界控制指令。其中,将CP index发送至固件或硬件的过程,即为将存储设备中的存储区域(即资源池中的计算资源)分配给硬件或固件的过程,当资源池中不存在空闲计算资源时,则无法提供CP index。目前基于存储设备创建的资源池的架构通常包括硬件资源池、固件资源池、硬件接口和固件接口,通常调用硬件资源池中的计算资源生成硬件控制页以控制系统中硬件的工作,并调用固件资源池中的计算资源生成固件控制页以控制系统中固件的工作。但硬件控制页和固件控制页本质上并无区别,且引擎也无法区分硬件控制页和固件控制页。系统的主控模块利用控制页指针(CP index)对控制页进行统一管理,其中,一个控制页指针可以代表一个连续的地址范围(即为控制页所占用的计算资源)。图1为一种资源分配系统的示意图,如图1所示,固件资源池1和硬件资源池2间存在物理间隔,二者并不互通。图1为目前较为普遍的资源池设计,通过确定固件和硬件所对应的资源池从而确定固件、硬件可以使用的CP index资源的上限,以保证互相不会使用对方的资源,从而使系统能够正常运行。这种设计的缺点很明显,当其中一方对CPindex需求激增,但是另一方需求没有明显变化时,由于对硬件、固件资源边界做出的物理划分,两者无法共享资源,会使CP index需求激增的一方吞吐率受到限制,而CP index需求没有明显变化的一方资源闲置导致系统计算资源利用率低且系统工作效率低下。因此,本发明提供了一种资源分配系统,通过仲裁装置根据请求代理芯片生成的资源请求信息和资源池信息,将存储单元的计算资源分配给固件和硬件,不同于现有技术中将资源池物理划分为固件资源池1和硬件资源池2并从对应的资源池中为固件和硬件分配计算资源的方案,从而防止现有技术中业务压力较小的资源池中的计算资源闲置的情况,提高系统的计算资源利用率和系统的工作效率。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图2为本发明实施例所提供的一种资源分配系统的结构图,如图2所示,一种资源分配系统包括:仲裁装置3和请求代理芯片4;仲裁装置3与存储设备连接,以获取资源池信息,并根据资源请求信息和资源池信息确定待分配计算资源,其中,资源请求信息为请求代理芯片4生成的信息;
请求代理芯片4的第一端与仲裁装置3连接,以获取待分配计算资源,请求代理芯片4的第二端与固件申请接口和硬件申请接口均连接,以通过固件申请接口和硬件申请接口将待分配计算资源分配至固件和/或硬件。
本实施例所提供的资源分配系统存在于硬件加速引擎的主控单元中,用于根据资源请求信息确定待分配计算资源,以将待分配计算资源提供给固件或硬件,从而实现对引擎硬件和固件的控制。
在具体应用场景中,资源分配系统所在的主控单元获取到外界发送的控制命令,并根据控制命令生成控制页(CP)以对硬件和固件进行控制,这一过程需要资源分配系统为控制页提供计算资源,以便于固件或硬件通过计算资源获取相应的控制命令。由于此处计算资源的目的为控制硬件或固件,为了便于说明,在本实施例中统称为固件资源请求和硬件资源请求。在具体实施中,资源池通过硬件申请接口和固件申请接口分别为系统中的固件和硬件提供计算资源。
在本实施例中,基于存储设备建立硬件控制页和固件控制页共用的资源池,以为控制系统中的多个固件和硬件的操作提供计算资源。可以理解的是,计算机系统中存在多个固件和多个硬件,资源池为各个硬件和固件提供计算资源的顺序也不相同,为了保证系统能够正常工作,通常优选为优先级高的硬件或固件提供计算资源。
可以理解的是,为了对不同的硬件和固件所获取到的计算资源进行管控,本实施例中采用请求代理芯片4从资源池获取计算资源,并将计算资源提供给硬件和固件。通过请求代理芯片4使软件和硬件所获取到的计算资源具有代理身份信息,以便于系统可以确定分配至硬件和固件的计算资源量,并对计算资源进行追踪和回收,从而更好的对系统资源池中的计算资源进行管理。如图2所示,资源分配系统包括固件申请接口和硬件申请接口,二者均存在多个通道,每个通道对应一个请求代理芯片4,以通过请求代理芯片4对计算资源进行申请。
在具体实施中,请求代理芯片4用于生成资源请求信息,其中,资源请求信息可以为请求代理芯片4主动生成的信息,也可以为请求代理芯片4在接收到固件或硬件或引擎的主控模块的生成指令后,在生成指令的控制下生成的信息,此处不做限定。
进一步的,请求代理芯片4获取到待分配计算资源后,可以通过固件申请接口和硬件申请接口主动将待分配计算资源下发至硬件或固件,也可以有硬件或固件在需要计算资源时到请求代理芯片4中读取,此处不做限定。
本实施例提供了一种资源分配系统,包括:仲裁装置和请求代理芯片;仲裁装置与存储设备连接,以获取资源池信息;仲裁装置用于根据资源请求信息和资源池信息确定待分配计算资源,其中,资源请求信息为请求代理芯片生成的信息;请求代理芯片的输入侧与仲裁装置连接,以获取待分配计算资源,请求代理芯片的输出侧与固件申请接口和硬件申请接口均连接,以通过固件申请接口和硬件申请接口将待分配计算资源分配至固件和/或硬件。由此可见,本发明所提供的技术方案,通过仲裁装置根据请求代理芯片生成的资源请求信息和资源池信息,将存储单元的计算资源分配给固件和硬件,不同于现有技术中将资源池物理划分为固件资源池和硬件资源池并从对应的资源池中为固件和硬件分配计算资源的方案,从而防止现有技术中业务压力较小的资源池中的计算资源闲置的情况,提高系统的计算资源利用率和系统的工作效率。
在具体实施中,仲裁装置3可以为计算机处理器,以对各个资源请求消息进行处理,从而实现计算资源分配。但本发明所提供的方案应用于硬件加速引擎,引入额外的计算机处理器会影响引擎的正常工作效率。因此,为了进一步提高引擎处理速度并降低设备成本,在上述实施例的基础上,本实施例中采用数字芯片电路实现仲裁装置3。
在上述实施例的基础上,请求代理芯片4的数量为多个,各请求代理芯片4均与仲裁装置3连接,以向仲裁装置3发送资源请求信息,并接收仲裁装置3分配的计算资源。
图3为本发明实施例所提供的一种仲裁装置的结构图,如图3所示,仲裁装置3包括仲裁芯片5、一阶子仲裁芯片6、二阶子仲裁芯片7;各请求代理芯片4的输出线路根据输出线路优先级与相应的一阶子仲裁芯片6连接,以将资源请求信息发送至一阶子仲裁芯片6,以便于各一阶子仲裁芯片6将与最高输出线路优先级对应的资源请求信息确定为候选资源请求;二阶子仲裁芯片7与各一阶子仲裁芯片6均连接,以获取各候选资源请求,并将代理优先级最高的候选资源请求确定为待处理资源请求;其中,代理优先级为请求代理芯片4的优先级;仲裁芯片5与二阶子仲裁芯片7和存储设备均连接,以根据待处理资源请求和资源池信息确定待分配计算资源;其中,待分配计算资源为存储设备的地址信息,一阶子仲裁芯片6和二阶子仲裁芯片7均为循环优先级仲裁器。
在具体实施中,各个请求代理芯片4均有多个输出线路,以输出不同线路优先级的资源请求信息,仲裁装置3根据各个资源请求信息的优先级确定优先响应哪一个资源请求信息。但需要注意的是,不同请求代理芯片4输出的资源请求信息的线路优先级可能相同,在这种情况下,需要根据代理芯片的优先级确定优先响应的资源请求信息。
在具体实施中,一阶子仲裁芯片6和二阶子仲裁芯片7均有多个,一阶子仲裁芯片6通过获取各请求代理芯片4的输出线路发送的资源请求信息,从而确定输出线路优先级最高的候选资源请求,二阶子仲裁芯片7通过对各个候选资源请求的代理优先级进行比较,以确定代理优先级最高的待处理资源请求。
对于任意一个CP index,为了使资源分配系统能够准确掌握与CP index对应的资源使用情况,需要根据申请计算资源的代理的身份信息对计算资源进行追踪和管理。因此,在硬件CP index回收和固件CP index回收过程中,都必须有请求代理身份信息(agent ID)来指示此CP index是从哪个agent申请出来的,回收的去向是哪里,这样才可以知道这个agent申请了多少CP index,同时又回收回来了多少个,还有多少个没有回收回来,以实现计算资源的高效利用。
在具体实施中,在资源分配系统将计算资源分配给硬件或固件后,当执行完相应操作后,硬件和固件需要及时将计算资源归还至资源池,以便于再次利用。但由于需要回收的计算资源(即CP index)较多,若在每回收一个CP index后均对存储设备进行读写以实现计算资源的回收,可能会导致读写次数过多,影响系统的资源回收效率。为了解决这一技术问题,在上述实施例的基础上,资源回收接口10包括资源回收接口10包括回收缓存芯片9和回收控制芯片8。
图4为本发明实施例所提供的一种资源回收接口的结构图,如图4所示,回收缓存芯片9与固件资源回收接口10、硬件资源回收接口10均连接,以获取并保存资源回收信息,资源回收信息包括代理身份信息和待回收地址信息;回收控制芯片8与回收缓存芯片9连接,以获取回收缓存芯片9的存储数据量;回收控制芯片8还与存储设备连接,以在存储数据量大于数据量阈值时,将资源回收信息发送至存储设备。
如图4所示,回收缓存芯片9包括两片可容纳N个(控制页指针(CP index)+代理身份信息(agent ID))的缓存芯片,其中,X(控制页指针(CP index)+代理身份信息(agentID))表示此次回收的有效标记个数,当已经缓存计数小于N时表示缓存中至少还可容纳N个(CP index+agent ID),此时外部有新的回收事件发生时,根据当前起始地址将新的CPindex与agent ID拼接保存至缓存中,可变起始地址根据已经回收的有效CP index个数累加。当已缓存计数>=N时向外发送访问单端口随机存储器(Single Port Random AccessMemory,SPRAM)请求,从而实现单次回收多个计算资源的目的。
在具体实施中,本实施例所提供的回收缓存接口既可以用于回收硬件CP index,也可以回收固件CP index。由于硬件回收过程可以单次回收多个CP index,而固件回收接口最多仅回收一个有效的CP index,因此,为了实现多个计算资源的高效回收,需要通过不同的接口将硬件CP index和固件CP index分开回收。固件回收接口也可以使用本实施例所提供的设计,但需要将其中的有效标记个数X设置为1。
在具体实施中,请求代理芯片4获取到待分配计算资源后,可以通过固件申请接口和硬件申请接口主动将待分配计算资源下发至硬件或固件,也可以有硬件或固件在需要计算资源时到请求代理芯片4中读取。但由于采用前一种方案时,需要对申请接口反压,对系统吞吐率的影响较大,所以采用后一种主动读取的方案。
图5为本发明实施例所提供的一种请求代理芯片的结构图,如图5所示,请求代理芯片4包括资源缓存芯片11和请求控制芯片12;请求控制芯片12的第一端与仲裁装置3连接,请求控制芯片12的第二端与资源缓存芯片11的第一端连接,资源缓存芯片11的第二端与固件申请接口和硬件申请接口均连接,用于保存待分配计算资源以便于固件和/或硬件获取待分配计算资源;当请求控制芯片12检测到资源缓存芯片11中不存在待分配计算资源且请求控制芯片12生成的资源请求信息的数量小于请求阈值时,生成资源请求信息。
在具体实施中,硬件和固件直接从资源缓存芯片11中获取待分配计算资源,当请求代理芯片4获取到仲裁装置3发送的计算资源后,将待分配计算资源写入资源缓存芯片11中,以便于固件和硬件读取。固件和硬件获取到资源缓存芯片11中的待分配计算资源后,清除资源缓存芯片11中的数据。
请求控制芯片12与资源缓存芯片11连接,用于检测资源缓存芯片11中是否存在待分配计算资源,通常通过资源缓存芯片11是否非空判断。若资源缓存芯片11非空,则表明已经存在待分配计算资源以供硬件和固件使用。
需要注意的是,为了保证资源的有效分配,需要对单个请求代理芯片4所能够申请的计算资源量进行限制。在具体实施中,为各个请求代理芯片4设置请求阈值,当请求代理芯片4所生成的资源请求数量不小于请求阈值时,停止生成资源请求信息。由于各个请求代理芯片4均存在请求阈值,且通常不存在各个请求代理芯片4所生成的资源请求信息均超过请求阈值的情况,因此,可以使全部请求代理芯片4的请求阈值之和大于资源池所能够提供的CP index的最大数量。进一步的,请求阈值之和大于资源池所能够提供的CP index的最大数量,为了防止极限情况出现导致资源不足的问题,还可以在仲裁器中设置CP index最大值,当仲裁器分配的计算资源大于CP index的最大值后,停止分配计算资源,并在接收到请求代理芯片4发送的请求信息时,向请求代理芯片4发送停止信息。
可以理解的是,为各个请求代理芯片4设置请求阈值后,请求代理芯片4每生成资源请求数量,则资源请求计数加1。相应的,当计算资源回收时,根据回收的计算资源的代理身份信息减少相应的请求代理芯片4的资源请求计数。
当请求代理芯片4的请求控制芯片12检测到资源缓存芯片11中不存在待分配计算资源时,判断请求控制芯片12生成的资源请求信息的数量是否小于请求阈值,若小于请求阈值,则生成资源请求信息,否则,向外部输出申请资源耗尽标识。
为了保证较为紧急的任务能够尽快得到计算资源,请求代理芯片4还需要为不同的资源请求信息设置优先级,并输出不同的优先级的资源请求信息至仲裁装置3,以获取计算资源。需要注意的是,在同一个仲裁器中,在某一时刻接收到的同一个请求代理芯片4输出的不同等级的仲裁申请,只能有一个为有效值。
在具体实施中,由于固件申请接口一般使用先进高性能系统总线接口(AdvancedHigh Performance Bus,AHB)或高性能扩展总线接口(Advanced extensible Interface,AXI),如果直接对总线进行反压对系统吞吐率影响很大,同时,由于申请通道需要经过多级仲裁访问资源池,且存储设备所使用的SPRAM具有访问时延,因此在内部引入预读取机制进行CP index的提前申请,保证在外部申请到来时,可以最快响应请求。
在具体实施中,若硬件和固件同时申请读取资源缓存芯片11中的待分配计算资源,优先处理固件的资源请求,反压硬件申请动作,待固件读取完成后再处理硬件的资源请求。
在具体实施中,为了保证基于存储设备构建的资源池能够正常工作,需要对资源池进行初始化操作。同时,当资源池发生故障时,还需要对存储设备进行调试,以保证资源池能够正常工作。为了保证能够及时的对资源池进行初始化操作和对存储设备进行调试,在上述实施例的基础上,本发明所提供的资源分配系统还包括总线直接访问链路;总线直接访问链路的接口侧与固件申请接口连接,总线直接访问链路的控制侧与仲裁芯片5连接。可以理解的是,由于需要通过固件对资源池进行初始化操作和调试操作,因此,总线直接访问链路的接口侧与固件申请接口连接。同时,由于资源池为单端口随机存储器,必须通过唯一的接口访问资源池,而资源池的唯一接口与仲裁芯片5连接,因此,总线直接访问链路的控制侧与仲裁芯片5连接。
当需要执行初始化操作和调试操作时,通过总线直接访问链路直接访问资源池,以实现数据读写操作,从而完成资源池的初始化和调试工作,以保证系统的正常运行。
此外,本发明还提供了一种硬件加速引擎,包括上述的资源分配系统;其中,资源分配系统包括仲裁装置和请求代理芯片;仲裁装置与存储设备连接,以获取资源池信息;仲裁装置用于根据资源请求信息和资源池信息确定待分配计算资源,其中,资源请求信息为请求代理芯片生成的信息;请求代理芯片的输入侧与仲裁装置连接,以获取待分配计算资源,请求代理芯片的输出侧与固件申请接口和硬件申请接口均连接,以通过固件申请接口和硬件申请接口将待分配计算资源分配至固件和/或硬件。由此可见,本发明所提供的技术方案,通过仲裁装置根据请求代理芯片生成的资源请求信息和资源池信息,将存储单元的计算资源分配给固件和硬件,不同于现有技术中将资源池物理划分为固件资源池和硬件资源池并从对应的资源池中为固件和硬件分配计算资源的方案,从而防止现有技术中业务压力较小的资源池中的计算资源闲置的情况,提高系统的计算资源利用率和系统的工作效率。
图6为本发明实施例所提供的一种资源分配系统控制方法的流程图,本发明所提供的一种资源分配系统控制方法应用于包括仲裁装置和请求代理芯片的资源分配系统,其中,仲裁装置与存储设备连接,请求代理芯片的第一端与仲裁装置连接,请求代理芯片的第二端与固件申请接口和硬件申请接口均连接,如图6所示,资源分配系统控制方法包括:
S10:获取存储设备的资源池信息和请求代理芯片生成的资源请求信息;
S11:根据资源请求信息和资源池信息确定待分配计算资源;
S12:将待分配计算资源发送至请求代理芯片,以便于请求代理芯片通过固件申请接口和硬件申请接口将待分配计算资源分配至固件和/或硬件。
其中,资源请求信息为请求代理芯片的请求控制芯片检测到资源缓存芯片中不存在待分配计算资源且请求控制芯片生成的资源请求信息的数量小于请求阈值时生成的信息。
由于资源分配系统控制方法部分的实施例与资源分配系统部分的实施例相互对应,因此资源分配系统控制方法部分的实施例请参见资源分配系统部分的实施例的描述,这里暂不赘述。
本实施例所提供的资源分配系统控制方法,应用于包括仲裁装置和请求代理芯片的资源分配系统,其中,仲裁装置与存储设备连接,请求代理芯片的第一端与仲裁装置连接,请求代理芯片的第二端与固件申请接口和硬件申请接口均连接通过仲裁装置根据请求代理芯片生成的资源请求信息和资源池信息,将存储单元的计算资源分配给固件和硬件,不同于现有技术中将资源池物理划分为固件资源池和硬件资源池并从对应的资源池中为固件和硬件分配计算资源的方案,从而防止现有技术中业务压力较小的资源池中的计算资源闲置的情况,提高系统的计算资源利用率和系统的工作效率。
进一步的,为了提高资源分配效率,保证系统的正常工作,还需要根据优先级为不同的资源请求信息分配计算资源。具体的,根据资源请求信息和资源池信息确定待分配计算资源包括:根据资源请求信息的输出线路优先级对各资源请求信息分类处理,以获取各优先级请求集合;其中,各优先级请求集合中各资源请求信息的输出线路优先级相同;对各优先级请求集合进行处理,以获取候选资源请求,其中,各候选资源请求为各优先级请求集合中优先级最高的请求;对各候选资源请求的代理优先级进行比较,以获取代理优先级最高的待处理资源请求,其中,代理优先级为请求代理芯片的优先级;根据待处理资源请求和资源池信息确定待分配计算资源。
进一步的,根据待处理资源请求和资源池信息确实待分配计算资源包括:解析待处理资源请求以获取代理身份信息和资源需求信息;根据资源需求信息确定资源需求量,判断资源池的剩余资源量是否大于资源需求量;若大于资源需求量,则根据代理身份信息确定待分配计算资源类型;根据资源池信息确定与待分配计算资源类型对应的待分配计算资源。
可以理解的是,为了保证硬件和固件能够在系统控制下正常工作,需要保证分配至固件和硬件的计算资源能够被正常使用。因此,在上述实施例的基础上,将待分配计算资源发送至请求代理芯片的步骤后,还包括:获取固件和/或硬件的工作状态信息;根据工作状态信息确定待分配计算资源的利用情况;若待分配计算资源的利用情况异常,则确定待分配计算资源是否正常工作;若待分配计算资源未正常工作,则向管理人员发送告警信息。
在具体实施中,当检测到固件和硬件获取到待分配计算资源后,获取固件和/或硬件的工作状态,以判断与待分配计算资源对应的控制进程是否成功执行,从而确定待分配计算资源的利用情况,若未成功执行,则需要进一步确定未成功执行的原因,若是由于待分配计算资源未正常工作导致无法成功执行,可以再次为进程分配计算资源,并生成告警信息,以将未正常工作待分配计算资源的相关信息发送至管理人员,以便于管理人员及时对存储设备进行维护。
在上述实施例中,对于资源分配系统控制方法进行了详细描述,本发明还提供资源分配系统控制装置对应的实施例。
图7为本发明实施例所提供的一种资源分配系统控制装置的结构图,如图7所示,资源分配系统控制装置包括:存储器20,用于存储计算机程序;
处理器21,用于执行计算机程序时实现如上述实施例资源分配系统控制方法的步骤。
本实施例提供的资源分配系统控制装置可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑或台式电脑等。
其中,处理器21可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器21可以采用数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray,PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器21也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器21可以集成有图像处理器(Graphics Processing Unit,GPU),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中,处理器21还可以包括人工智能(Artificial Intelligence,AI)处理器,该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器20可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器20还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中,存储器20至少用于存储以下计算机程序201,其中,该计算机程序被处理器21加载并执行之后,能够实现前述任一实施例公开的资源分配系统控制方法的相关步骤。另外,存储器20所存储的资源还可以包括操作系统202和数据203等,存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中,操作系统202可以包括Windows、Unix、Linux等。数据203可以包括但不限于资源请求信息、待分配计算资源等。
在一些实施例中,资源分配系统控制装置还可包括有显示屏22、输入输出接口23、通信接口24、电源25以及通信总线26。
本领域技术人员可以理解,图7中示出的结构并不构成对资源分配系统控制装置的限定,可以包括比图示更多或更少的组件。
本发明实施例提供的资源分配系统控制装置,包括存储器和处理器,处理器在执行存储器存储的程序时,能够实现如下方法:获取存储设备的资源池信息和请求代理芯片生成的资源请求信息;根据资源请求信息和资源池信息确定待分配计算资源;将待分配计算资源发送至请求代理芯片,以便于请求代理芯片通过固件申请接口和硬件申请接口将待分配计算资源分配至固件和/或硬件。
本实施例所提供的资源分配系统控制装置,应用于包括仲裁装置和请求代理芯片的资源分配系统,其中,仲裁装置与存储设备连接,请求代理芯片的第一端与仲裁装置连接,请求代理芯片的第二端与固件申请接口和硬件申请接口均连接通过仲裁装置根据请求代理芯片生成的资源请求信息和资源池信息,将存储单元的计算资源分配给固件和硬件,不同于现有技术中将资源池物理划分为固件资源池和硬件资源池并从对应的资源池中为固件和硬件分配计算资源的方案,从而防止现有技术中业务压力较小的资源池中的计算资源闲置的情况,提高系统的计算资源利用率和系统的工作效率。
最后,本发明还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。
可以理解的是,如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上对本发明所提供的资源分配系统及其控制方法、装置、介质和硬件加速引擎进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (13)
1.一种资源分配系统,其特征在于,包括:
仲裁装置(3)和请求代理芯片(4);
所述仲裁装置(3)与存储设备连接,以获取资源池信息,并根据资源请求信息和所述资源池信息确定待分配计算资源,其中,所述资源请求信息为所述请求代理芯片(4)生成的信息;
所述请求代理芯片(4)的第一端与所述仲裁装置(3)连接,以获取所述待分配计算资源,所述请求代理芯片(4)的第二端与固件申请接口和硬件申请接口均连接,以通过所述固件申请接口和所述硬件申请接口将所述待分配计算资源分配至固件和/或硬件。
2.根据权利要求1所述的资源分配系统,其特征在于,所述请求代理芯片(4)的数量为多个,各所述请求代理芯片(4)均与所述仲裁装置(3)连接;
相应的,所述仲裁装置(3)包括仲裁芯片(5)、一阶子仲裁芯片(6)、二阶子仲裁芯片(7);
各所述请求代理芯片(4)的输出线路根据输出线路优先级与相应的一阶子仲裁芯片(6)连接,以将所述资源请求信息发送至所述一阶子仲裁芯片(6),以便于各所述一阶子仲裁芯片(6)将与最高所述输出线路优先级对应的资源请求信息确定为候选资源请求;
所述二阶子仲裁芯片(7)与各所述一阶子仲裁芯片(6)均连接,以获取各所述候选资源请求,并将代理优先级最高的所述候选资源请求确定为待处理资源请求;其中,所述代理优先级为所述请求代理芯片(4)的优先级;
所述仲裁芯片(5)与所述二阶子仲裁芯片(7)和所述存储设备均连接,以根据所述待处理资源请求和所述资源池信息确定所述待分配计算资源;
其中,所述待分配计算资源为所述存储设备的地址信息,所述一阶子仲裁芯片(6)和所述二阶子仲裁芯片(7)均为循环优先级仲裁器。
3.根据权利要求1所述的资源分配系统,其特征在于,还包括:资源回收接口(10);
所述资源回收接口(10)包括回收缓存芯片(9)和回收控制芯片(8);
所述回收缓存芯片(9)与固件资源回收接口(10)、硬件资源回收接口(10)均连接,以获取并保存资源回收信息,所述资源回收信息包括代理身份信息和待回收地址信息;
所述回收控制芯片(8)与所述回收缓存芯片(9)连接,以获取所述回收缓存芯片(9)的存储数据量;
所述回收控制芯片(8)还与所述存储设备连接,以在所述存储数据量大于数据量阈值时,将所述资源回收信息发送至所述存储设备。
4.根据权利要求1所述的资源分配系统,其特征在于,所述请求代理芯片(4)包括资源缓存芯片(11)和请求控制芯片(12);
所述请求控制芯片(12)的第一端与所述仲裁装置(3)连接,所述请求控制芯片(12)的第二端与所述资源缓存芯片(11)的第一端连接,所述资源缓存芯片(11)的第二端与所述固件申请接口和所述硬件申请接口均连接,用于保存所述待分配计算资源以便于固件和/或硬件获取所述待分配计算资源;
当所述请求控制芯片(12)检测到所述资源缓存芯片(11)中不存在所述待分配计算资源且所述请求控制芯片(12)生成的所述资源请求信息的数量小于请求阈值时,生成所述资源请求信息。
5.根据权利要求2至4任一项所述的资源分配系统,其特征在于,还包括总线直接访问链路;
所述总线直接访问链路的接口侧与所述固件申请接口连接,所述总线直接访问链路的控制侧与所述仲裁芯片连接。
6.一种硬件加速引擎,其特征在于,包括权利要求1至5任一项所述的资源分配系统。
7.一种资源分配系统控制方法,其特征在于,应用于包括仲裁装置和请求代理芯片的资源分配系统,其中,所述仲裁装置与存储设备连接,所述请求代理芯片的第一端与所述仲裁装置连接,所述请求代理芯片的第二端与固件申请接口和硬件申请接口均连接,所述资源分配系统控制方法包括:
获取存储设备的资源池信息和请求代理芯片生成的资源请求信息;
根据所述资源请求信息和所述资源池信息确定待分配计算资源;
将所述待分配计算资源发送至所述请求代理芯片,以便于所述请求代理芯片通过所述固件申请接口和所述硬件申请接口将所述待分配计算资源分配至固件和/或硬件。
8.根据权利要求7所述的资源分配系统控制方法,其特征在于,所述根据所述资源请求信息和所述资源池信息确定待分配计算资源包括:
根据所述资源请求信息的输出线路优先级对各所述资源请求信息分类处理,以获取各优先级请求集合;其中,各所述优先级请求集合中各所述资源请求信息的输出线路优先级相同;
对各所述优先级请求集合进行处理,以获取候选资源请求,其中,各所述候选资源请求为各所述优先级请求集合中优先级最高的请求;
对各所述候选资源请求的代理优先级进行比较,以获取所述代理优先级最高的待处理资源请求,其中,所述代理优先级为所述请求代理芯片的优先级;
根据所述待处理资源请求和所述资源池信息确定所述待分配计算资源。
9.根据权利要求8所述的资源分配系统控制方法,其特征在于,所述根据所述待处理资源请求和所述资源池信息确实所述待分配计算资源包括:
解析所述待处理资源请求以获取代理身份信息和资源需求信息;
根据所述资源需求信息确定资源需求量,判断资源池的剩余资源量是否大于所述资源需求量;
若大于所述资源需求量,则根据所述代理身份信息确定待分配计算资源类型;
根据所述资源池信息确定与所述待分配计算资源类型对应的所述待分配计算资源。
10.根据权利要求7所述的资源分配系统控制方法,其特征在于,所述资源请求信息为所述请求代理芯片的请求控制芯片检测到资源缓存芯片中不存在所述待分配计算资源且请求控制芯片生成的所述资源请求信息的数量小于请求阈值时生成的信息。
11.根据权利要求7至10任一项所述的资源分配系统控制方法,其特征在于,所述将所述待分配计算资源发送至所述请求代理芯片的步骤后,还包括:
获取固件和/或硬件的工作状态信息;
根据所述工作状态信息确定所述待分配计算资源的利用情况;
若所述待分配计算资源的利用情况异常,则确定所述待分配计算资源是否正常工作;
若所述待分配计算资源未正常工作,则向管理人员发送告警信息。
12.一种资源分配系统控制装置,其特征在于,包括存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求7至11任一项所述的资源分配系统控制方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求7至11任一项所述的资源分配系统控制方法的步骤。
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