g u t x .com.tr İpek yolu - Çin'i anlamaya götürürüm

Derinlik Servis odaklı alan tabanlı bilgi işlem teknolojisi mimarisi

Bugünün tavsiye edilen makalelerinin yazarları, Çin Elektronik Enstitüsü uzmanları Sun Baosan, Zhang Yubing, Yue Zhaojuan, Shi Jie ve Li Bin'dir. Bu makale, "Journal of China Academy of Electronics, Cilt 13, Sayı 4" te yayınlanan "Hizmete Yönelik Uzay Tabanlı Hesaplama Teknolojisi Mimarisi Araştırması" makalesinden bir alıntıdır.

Özet : Gelecekteki uzay araştırmaları, daha otonom uzay ekipmanı tasarlama ve gerçekleştirme zorluğuyla yüzleşecek. Uydularda sinyal işleme ve veri işlemeyi doğrudan uygulamak için COTS cihazlarının kullanılması, uydu veri uygulamalarının zamanını, alaka düzeyini ve özerkliğini büyük ölçüde artıracak gelecekteki bir gelişme trendi haline geldi. Dünya merkezli bilgi ağının ve diğer projelerin kademeli olarak uygulanmasıyla birlikte, uzay tabanlı ağ merkezli dünya merkezli entegre hizmet sistemi, sıcak bir araştırma konusu haline geliyor.Çok sayıda kullanıcıyı ve birden çok hizmet türünü desteklemek, uzay tabanlı bilgi hizmet sistemi tasarımının önemli bir özelliği haline geldi. . Gelecekteki bu hizmet biçiminin ihtiyaçlarını karşılamak için, bu makale, birden çok kullanıcıya birden çok hizmet türü sağlayan alan tabanlı bir bilgi işlem mimarisi önermektedir ve gelecekteki ağ merkezli alan tabanlı bir bilgi olan alan tabanlı bilgi hizmetleri için yüksek performanslı ve yüksek performanslı bilgi işlem gerçekleştirmeyi taahhüt etmektedir. Hizmet platformunun yapımı, uygulama çerçevesi çözümleri sağlar.

Anahtar kelimeler: mekansal bilgi işlem; uzay-yer entegre bilgi ağı; uzay tabanlı bilgi hizmet sistemi; ZRDDS ara katman yazılımı; hizmet çerçevesi

Giriş

Uzay tabanlı bilgi işlem, uzay tabanlı platformlarda sinyal işleme ve veri işleme için genel bir terimdir. Bilgisayar teknolojisinin uzay tabanlı platformlarda uygulanması, alan kaynaklarını kullanma ve sorunları çözme becerimizi büyük ölçüde geliştirdi. Uzay gözlem ve iletişim fonksiyonları için performans gereksinimleri artmaya devam ettikçe, uydu yükleri ve diğer ekipmanlar yoluyla veri elde etmenin karmaşıklığı artmaya devam ediyor ve veri miktarı da büyük ölçekli bir artış gösteriyor. Bunlar, uzay bilimi ile ilgili disiplinlerin uzayda bilgisayar biliminin uygulamasına gittikçe daha fazla güvenmesine neden olacak ve uzay tabanlı platformlarda sinyallerin ve verilerin doğrudan işlenmesine olan bağımlılık giderek artacaktır. Uzay tabanlı platformlarda bilgi işlem teknolojisinin uygulanması, değerli bilgi ve verilerin gerçek zamanlı üretimini geliştirebilir, uzay aracının uzaydaki özerkliğini artırabilir, uydudan yere kontrol sıklığını büyük ölçüde azaltabilir ve uydudan yere iletim bant genişliği üzerindeki baskıyı azaltabilir.

Yerde uzay tabanlı bilgi işlem ve hesaplamanın birçok çevresel farklılığı vardır. Hesaplama yükünün bulunduğu uydu platformunun güç kaynağı, ısı dağılımı, hacim ve alan radyasyon ortamının kısıtlamaları nedeniyle, uzay tabanlı bilgi işlem platformunun tasarımı, bilgi işlemin yüksek verimlilik ve düşük güç tüketimi özelliklerine odaklanmalı ve daha düşük güç tüketimini kullanmalıdır ve Gerekli hesaplama performansını elde etmek için ısı dağıtımı. Belirli bilgi işlem senaryoları için, maksimum bilgi işlem performansına ulaşmak için karşılık gelen bir bilgi işlem mimarisinin tasarlanması gerekir. Aynı zamanda, tüm uzay tabanlı bilgi işlem platformunun gerekli bilgi işlem performansını elde etmek için, bir çoklu uydu platformunda paralel hesaplama yoluyla veya tek bir bilgi işlem platformunun uyarlanabilirlik ve bilgi işlem gücü gereksinimlerini birden çok hesaplama senaryosuna sağlamak için donanım hibrit heterojen yöntemlerle elde edilebilir. .

Bu nedenle, yer uydu veri işlemenin platform tasarımına dayanan bu makale, gelecekteki uzay tabanlı bilgi hizmet sistemi ve uzay-dünya entegre bilgi ağının yerleşik bilgi işlem hizmeti gereksinimleri için çok kullanıcılı, çok hizmet odaklı, uzay tabanlı bir hesaplama platformu mimarisi önermektedir. Uzay tabanlı bilgi işlem çok düğümlü paralel ve donanım hibrit heterojen platform teknolojisi araştırılmıştır.Donanım platformunun kaynak kapsüllenmesi ve ayrıştırılması, ara katman teknolojisi ile, çok kullanıcılı ve çoklu uygulama hizmetlerinin yönetimi ve uygulaması hizmet çerçeve teknolojisi ile gerçekleştirilmektedir. .

1 Temel teknolojiye genel bakış

1.1 Özel çip işleme

Bilgi işlem alanında, ister uzay tabanlı ister yer işlemede olsun, sinyal veya veri işleme ve hesaplamayı elde etmek için özel çip işlemcilerinin kullanılması, çeşitli uygulamaların karşılaşması gereken bir sorundur. İşlemci tipi seçiminde, daha hızlı hesaplama hızına ve daha düşük güç tüketimine sahip bir işlemci genellikle belirli uygulama senaryolarına göre seçilir. Sorunun çözülmesi için çeşitli işlemci türleri de tasarlanmıştır. Genel olarak konuşursak, esas olarak CPU, DSP, FPGA, GPU, ASIC ve diğer işleme çipleri vardır.

Bunlar arasında, CPU esas olarak genel temel işlemlere yöneliktir.Düşük gecikme gereksinimlerine dayalı olarak, büyük önbellek Önbelleği, aritmetik işlem birimi ALU ve karmaşık mantık kontrol birimi, farklı veri türlerini işlemek için hesaplama gücü ve mantık yargılama yeteneğine odaklanarak tasarlanmıştır; DSP, esas olarak sinyal işlemeye yöneliktir. Sinyal işleme alanında, belirli mantık yargı yetenekleri ve veri sinyali akışı için güçlü profesyonel işleme yetenekleri ile temel algoritma tasarımı; GPU esas olarak grafik hızlandırma içindir ve büyük iş hacmine dayalı tasarım, önbellek alanını sıkıştırır ve mantık kontrol birimini basitleştirir. Çok sayıda yüksek verimli aritmetik işlem birimi, son derece tek tip tipler, karşılıklı bağımlılık olmadan büyük ölçekli veriler ve daha az mantıksal yargıya sahip saf bir hesaplama ortamı ile karşı karşıyadır; FPGA, sinyal işleme ve arayüzlerde yaygın olarak kullanılan esnek ve programlanabilir bir mantık işleme birimidir Veri akışlarının dönüştürülmesi ve paralel işlenmesi, vb .; ASIC, özellikle belirli algoritmalar altında mantık uygulaması için son derece düşük güç tüketimine sahip özel bir mantık işleme birimidir ve sonlandırıldığında değiştirilemez. Aynı zamanda, bu özel yongalar temelinde, çözülmesi gereken gerçek sorunlara göre, çeşitli bilgi işlem mimarileri, çok çeşitli bilgi işlem ihtiyaçlarını karşılamak için tasarlanmıştır. Örneğin, CPU paralel küme hesaplama mimarisi, FPGA küme hesaplaması, CPU ve FPGA heterojen işleme ve büyük ölçekli hesaplamaya uygulanan CPU ve DSP heterojen işleme.

Genel olarak konuşursak, belirli uygulamalar ve senaryolar için, bir çipi ölçmek için genellikle üç gösterge vardır: en yüksek performans, ortalama performans ve güç verimliliği oranı. Uzay tabanlı platformlar için, işlenen verilerin düzenliliği, uydu platformu gücü ve ısı yayma kısıtlamaları yongaların seçimini büyük ölçüde kısıtlar ve alan tabanlı platformlarda CPU + FPGA mimarisinin heterojen tasarımı daha yüksek birim güç tüketimine sahiptir. Performans, daha düşük gecikme süresi ve daha hızlı hızlanma performansının çeşitli bilgi işlem mimarilerinde avantajları vardır.

1.2 DDS ara yazılım

DDS ara yazılımı, uygulama ile işletim sistemi arasında yer alır. Veri merkezli bir yayınlama / abone olma mimarisini tanımlayan, OMG organizasyonu tarafından formüle edilen bir dizi API ve birlikte çalışabilirlik protokolü spesifikasyonudur. Mimari, platformdan bağımsız bir veri modeli sağlar, kullanıcılara mantıksal bir konu tabanlı abonelik / yayınlama iletişim arayüzü sağlar, verileri aşağı doğru iletmek için işletim sistemi tarafından sağlanan API'yi kullanır, konular ve adresler arasında bir eşleştirme ilişkisi kurar ve temelini gerçekleştirir İşletim sistemi ve ağ iletişiminin koruması, yüksek performanslı dağıtılmış heterojen bilgi işlem ortamları oluşturmak için geniş çapta uygulanabilir. DDS temel protokolüne dayanan bu makale, DDS protokol spesifikasyonu tarafından belirtilen temel yapıda genişletilen gelişmiş bir yerel ZRDDS ara yazılımını benimser.Sadece temeldeki donanım, işletim sistemi ve ağın kapsüllenmesini gerçekleştirmekle kalmaz, aynı zamanda ara katman yazılımını da geliştirir. Yazılım üzerinde yük dengeleme gibi kaynak yönetimi hizmetleri, ürün olgun, kararlı ve güvenilirdir. Temel yapısı Şekil 1'de gösterilmektedir:

Şekil 1 ZRDDS ara yazılımının temel yapısı

Şekil 1'deki kesik çizgili kutu, temel olarak işletim sistemi / iletişim protokolü koruma katmanını, RTPS ara bağlantı katmanını, yayınlama ve abone olma mantık katmanını ve üst ve alt arabirimler ve uygulama programları aracılığıyla uygulanan kullanıcı arabirimi katmanını içeren ZRDDS'nin temel içeriğine bölünmüştür. Temeldeki işletim sistemi ve donanım ile iletişim kurun.

İşletim sistemi / iletişim protokolü koruma katmanı Temel olarak donanım platformu / işletim sistemi kaynaklarının kapsüllenmesini tamamlayın, kaynak sanallaştırmayı gerçekleştirin ve bunları kullanım için üst katmana sağlayın, böylece üst katmanın işletim sistemi kaynaklarının heterojen durumunu önemsemesine gerek kalmaz, ancak veri modelini yayınlama ve abone olma mantıksal tasarımına ve uygulama geliştirmesine odaklanabilir; RTPS Ara bağlantı katmanı, farklı üreticilerin DDS'si ile mesaj düzeyinde ara bağlantı sağlamak için RTPS protokolünü gerçekleştirir; yayınlama-abone olma mantık katmanı, yayınlama-abone olma veri modelini uygulamak, yayınlama-abone olma veri modelini tanımlamak ve uygulamak için mesajları ve mesaj davranışlarını tasarlamak için temeldeki RTPS'yi kullanır. Kullanıcı arabirimi katmanı, DDS belirtiminde tanımlanan arabirimleri uygular ve uygulama, bu geliştirme arabirimleri aracılığıyla DDS varlıkları oluşturur, verileri yayınlar veya abone olur ve bu arabirimler aracılığıyla iletişim gereksinimlerini yayınlar ve abone olur.

ZRDDS ara yazılımının temel işlevlerine dayanarak, kaynak durumu edinimi, kaynak algılama, kaynak entegrasyonu ve diğer işlevler dahil olmak üzere heterojen kaynak algılama ve entegrasyon hizmetlerini gerçekleştirebilir; ayrıca kaynak dağıtımı dahil olmak üzere sistem yeniden yapılandırma yönetimi ve izleme hizmetlerini gerçekleştirebilir. , Görev planlama, anormallik algılama, durum yedekleme, sistem izleme, anormallik planlama ve görev yükü dengeleme planlaması ve diğer işlevler. Bu hizmet işlevleri, alan tabanlı bilgi işlem kaynaklarının verimli kullanımına elverişlidir ve alan tabanlı bilgi işlem mimarisinin teknik tasarımı için anahtar teknolojilerden biridir.

1.3 Hizmet çerçevesi teknolojisi

Hizmet çerçevesi teknolojisi, belirli uygulamalara hizmet vermek için bir platform teknolojisidir.Bir hizmet platformu + eklenti formu sağlayarak, birden çok uygulama türüne merkezi hizmet yönetimi sağlayarak, hizmet aboneliği sağlayarak ve dışarıya yayınlayarak, uygulama geliştirmeyi büyük ölçüde azaltabilir Maliyet ve işletme ve bakım verimliliğini artırın.

Hizmet platformu, çeşitli kaynakların hizmet tabanlı geliştirme ve uygulama entegrasyon paylaşımını destekleyen bir destek platformudur.Çeşitli hizmetlerin geliştirilmesini, kaydını, çalışmasını, dağıtımını ve planlamasını karşılayan işlevler sağlar. Hizmet işlevlerinin isteğe bağlı paylaşımını destekleyen temel bir temel platformdur. Hizmet operasyonu ve iletişimi için destek olarak temel kaynaklara ve iletişim ara yazılımına güvenerek, kullanıcılara entegre hizmet geliştirme sağlamak için genellikle hizmet geliştirme platformu, hizmet operasyon desteği, temel hizmet bileşenleri, iş ortak hizmet bileşenleri ve hizmet çağırma katmanına bölünmüştür. , Ortamın çalışması, yönetimi ve izlenmesi. Temel yapısı Şekil 2'de gösterilmiştir:

Şekil 2 Hizmet çerçevesinin temel yapısı

Şekil 2'deki kesik çizgili kutu, hizmet çerçevesinin temel yapısına bölünmüştür ve üst katman işi ve alt katman ara yazılım ve temel kaynaklarla arama ilişkisini gösterir.

Bunların arasında, hizmet geliştirme platformu, uzay tabanlı iş işlevlerinin hizmet odaklı paketleme, geliştirme ve dağıtım yetenekleri ile görsel araçlar biçiminde istemci uygulama geliştirme ve hata ayıklama yetenekleri sağlar, alan tabanlı iş işlevlerinin hizmet odaklı mimarisinin dönüşümü ve geliştirilmesi için uygun araçlar sağlar; hizmet operasyonu Destek katmanı, kullanıcılara alan tabanlı hizmetlerin konuşlandırılması ve işletilmesi için gerekli ortamı sağlar.Tam bir hizmet çerçevesi uygulayarak, iletişim ara yazılımına dayalı heterojen donanım ortamlarındaki farklılıkları koruyarak, iş işlevlerine ve süreçlerine odaklanarak ve görselleştirilmiş hizmet operasyon bakımı ve izlemesi yoluyla, Çeşitli alan tabanlı ortak kullanım ve iş hizmetlerinin işleyişini kapsamlı bir şekilde kavrar; temel hizmet bileşeni katmanı, hizmet operasyonu destek katmanına dayanır ve çeşitli hizmet platformlarının temel hizmetleri aracılığıyla, çeşitli alan tabanlı uygulamaların geliştirilmesi kolaylaşır ve geliştiriciler daha fazla dikkat verebilir İş işlevlerinin geliştirilmesi, hizmet platformundaki uygulama altyapısı hizmeti ve uygulama işletim ortamının temelidir; alan tabanlı ortak hizmet katmanı, geniş bant erişim hizmetleri ve veri füzyon hizmetleri dahil olmak üzere, alan tabanlı iş sistemlerinin geliştirilmesini desteklemek için kamu iş hizmetleri sağlar. , Omurga iletim hizmetleri vb. Ve ihtiyaç duyulduğunda ortak hizmet bileşenlerini genişletebilir; hizmet çağrı katmanı, hizmetlerin eşzamanlı ve eşzamansız çağrılmasını ve hizmet aboneliklerinin başlatılmasını sağlar.Daha karmaşık iş sistemleri için, birden çok mikro hizmet belirli bir mantıksal sıraya göre düzenlenebilir ve birleştirilebilir. Kullanıcı işinin karmaşık ihtiyaçlarını karşılamak için katma değerli hizmetler elde etmek için.

2 Hizmet odaklı uzamsal bilgi işlem mimarisi

2.1 Genel teknik mimari

Yukarıdaki temel teknolojiye dayalı olarak, verimli bir heterojen donanım platformunda aynı anda birden çok kullanıcı türü için birden çok hizmet türü sağlamak için, Şekil 3'te gösterildiği gibi hizmet odaklı, alan tabanlı bir bilgi işlem teknolojisi mimarisi önerilmiştir:

Şekil 3 Hizmet odaklı alan tabanlı bilgi işlem teknolojisi mimari diyagramı

Bilgi işlem platformu mimari açıdan üç seviyeye ayrılmıştır: kaynak seviyesi, hizmet seviyesi ve kullanım seviyesi.

1) Kaynak katmanı, donanım kaynaklarını, işletim sistemlerini, ara yazılımları ve temel hizmetleri içerir. Bunların arasında, donanım kaynakları CPU, DSP, FPGA, GPU gibi bilgi işlem yongalarını ve Linux, Windows gibi genel işletim sistemlerini ve bunlar üzerinde çalışan VxWorks gibi gerçek zamanlı işletim sistemlerini, ayrıca veri depolama için depolama kaynaklarını ve veri etkileşimi için iletişim kaynaklarını destekler. Ara yazılım, işletim sistemi üzerinde çalışır, alt katman için sistem platformunun kaynak sanallaştırmasını tamamlar ve donanım kaynakları arasındaki ara bağlantı ve iletişimi gerçekleştirir ve görev planlama, dinamik dağıtım ve yük dengeleme gibi temel hizmetleri sağlar.Temel hizmetler servis aracılığıyla talep edilir. Abonelik ve yayınlama mekanizmaları, arayüzler biçiminde hizmet katmanı ile iletişimi uygular.

2) Hizmet katmanı, ara katman yazılımına ve onun temel hizmet dağıtım hizmeti operasyon destek platformuna ve geliştirme ortamına dayanmaktadır, Ayrıca bu platform üzerinde bir servis eklenti geliştirme ortamı sağlar.Çeşitli alanlardaki profesyoneller, servis eklentileri geliştirir, platform + eklentiler şeklinde çok alanlı hizmetler sunar ve bu temelde servis düzenleme ve kombinasyon gibi temel aramaları ve doğrudan servisleri gerçekleştirir Çeşitli uygulama alanlarında.

3) Uygulama katmanı, bilgi işlem platformunun hizmet sağlayabileceği alanları tanımlar, Hizmet katmanının uygulanmasına ve uzay tabanlı uygulamaların özelliklerine bağlı olarak, denizcilik uygulamaları, havacılık kontrolü, denizaşırı iletişim desteği, kurtarma ve afet yardımı ve havacılık yönetimi için kullanıcı hizmetleri sağlayabilir.

2.2 Dağıtılmış hibrit heterojen donanım

Alan tabanlı hesaplamanın çoklu uygulama senaryolarına uyum sağlamak için, donanım mimarisi, güç ve ısı dağılımı açısından alan tabanlı hesaplamanın kısıtlamalarını karşıladığında performansı en üst düzeye çıkarmalıdır. Dağıtılmış ve donanım hibrit heterojenliği fikrini kullanmak, farklı yonga türlerinin avantajlarına tam anlamıyla etki edebilir ve dağıtılabilen, yüksek performanslı paralel ve tek düğümlü yüksek performanslı hesaplama yapılabilen bir donanım ortamı oluşturabilir. Uzay tabanlı hesaplamada yaygın olarak karşılaşılan A / D sinyal işleme, görüntü işleme ve oluşturma, veri füzyonu ve süreç kontrolünün uygulama senaryolarını hedefleyen dağıtılmış bir hibrit heterojen bilgi işlem temel platformu tasarlandı ve mimarisi Şekil 4'te gösterildi:

Şekil 4 Dağıtılmış hibrit heterojen donanım mimarisi diyagramı

Mimari iyi bir açıklığa, çok yönlülüğe, ölçeklenebilirliğe sahiptir, CPU, GPU, DSP, FPGA gibi çeşitli heterojen bilgi işlem kaynaklarını destekler, genel amaçlı ve yerleşik işletim sistemlerini destekler ve alan açısından verimli hesaplama, yazılım hatası toleransı ve dağıtılmış Son derece güvenilir depolama ve diğer özellikler.

2.3 Heterojen kaynak ve görev yönetimi

Ara yazılım, heterojen kaynakların dinamik entegrasyonu, dinamik dağıtım ve görevlerin zamanlanması, sistem izleme ve sistem yük dengeleme gibi işlevleri gerçekleştirir. ZRDDS, gevşek bağlanmış çapraz platform iletişim yetenekleri sağlar, farklı platformların donanım kaynaklarını entegre etme yeteneğine sahiptir, sistemin global kaynak görünümünü ve görev görünümünü elde eder, sistemin gerçek zamanlı izlenmesini sağlar ve bu temelde görev yürütülebilir dosya dağıtımı ve görev başlangıcı gerçekleştirir. , Görev kapatma ve geçiş ve diğer zamanlama işlemleri; ara yazılım periyodik olarak sistem yükünü sayar ve görevleri yük istatistiklerine göre planlar, böylece global kaynaklar mümkün olduğu kadar maksimize edilir ve sistem yük durumu daha iyi olur.

Heterojen kaynakların ve görevlerin yönetimini gerçekleştiren ara yazılım, C / S mimarisini benimser, sunucu, sistem izleme ve yeniden yapılandırma yönetim merkezidir ve istemci, her düğümün arka planda yerleşik programıdır. Sunucu ve müşteri, gevşek bağlı bir iletişim yöntemini benimser. Geleneksel C / S mimarisinden farklı olarak, ara yazılımın sunucu tarafı fiziksel bir adrese bağlı değildir ve sistemdeki herhangi bir düğüm üzerinde çalışabilir. Middleware iki temel modül sağlar: biri kaynak algılama ve entegrasyon hizmetleri, diğeri ise sistem yeniden yapılandırma yönetimi ve izleme hizmetleridir. Sunucunun temel yapısı Şekil 5'te gösterilmektedir:

Şekil 5 Middleware, kaynak ve görev yönetimi sunucusunu gerçekleştirir

Sunucu, veri dağıtım hizmetleri, kaynak algılama ve entegrasyon hizmetleri ve aşağıdan yukarıya yeniden yapılandırma yönetimi ve izleme hizmetleri olarak ikiye ayrılır. Veri dağıtım hizmeti, sunucu için bir iletişim arabirimi sağlar; kaynak farkındalık ve entegrasyon hizmeti, veri dağıtım hizmeti aracılığıyla sistemdeki istemci düğümünün kalp atışı paket verilerini ve durum verilerini alır, sistem kaynaklarını dinamik olarak algılar ve entegre eder ve üst hizmete küresel bir kaynak görünümü ve görev görünümü sağlar ; Sistem yeniden yapılandırma yönetimi ve izleme hizmetleri, kaynak algılama ve entegrasyon hizmetleri aracılığıyla sistem durumunu alır ve durum verilerine dayalı izleme hizmetleri ve yeniden yapılandırma yönetimi hizmetlerini gerçekleştirir.İzleme hizmetleri, kullanıcılara görsel bir sistem izleme arayüzü sağlar ve yeniden yapılandırma yönetimi hizmetleri, görev dinamik dağıtımını ve zamanlamasını tamamlar. , Sistem hata toleransı ve yük dengeleme işlevleri.

2.4 Hizmet çerçevesi ve ara yazılım uyarlaması

Hizmet çerçevesinin ve ara yazılımın adaptasyonunu gerçekleştirmek özellikle önemlidir. Hizmet çerçevesi, C / S modelini benimser.Kullanıcılar, hizmet açıklama dosyasında kendi hizmetlerini beyan eder.Bu hizmetler, sunucu ve istemci kodunu oluşturmak için farklı dil ortamlarında kod oluşturma aracı tarafından oluşturulur ve ardından kullanıcı, hizmet operasyonunu gerçekleştirmek için hizmet iş mantığını uygular. Ve uzaktan aramalar. Ara yazılım tabanlı hizmet çerçevesinin mantık seviyesi Şekil 6'da gösterilmektedir:

Şekil 6 Ara yazılım tabanlı hizmet çerçevesinin mantıksal hiyerarşi diyagramı

Bunlar arasında, RTPProtocol, gerçek zamanlı iletim protokolüne dayalı olarak hizmet veri aktarım biçimini tanımlar ve iletilen verileri ikili veri akışına dönüştürmek için optimize edilmiş bir kodek algoritması kullanır; bu, hizmet isteklerinin ve yanıtlarının ileti boyutunu etkin bir şekilde sıkıştırır, ağ bant genişliğinden tasarruf sağlar ve iyileştirir İletim verimliliği: Ara yazılım teknolojisine dayanan RTPTransport, altta yatan donanım iletişim kaynaklarının korumasını gerçekleştirir, hizmet çerçevesi platformunun dağıtımını gerçekleştirir ve alan tabanlı iş yazılımının sorunsuz entegre çalışmasını tamamlar.

3 Uygulama ve performans analizi

3.1 Uygulama örnekleri

Yukarıdaki tasarıma dayanan uzay tabanlı platform, geleneksel uydulardan daha güçlü bilgi işlem ve depolama yeteneklerine sahiptir ve bilgi işleme, aktarım iletimi ve diğer alanlar gibi uzay tabanlı platformlarla çeşitli alanlarda kullanılabilir. Bilgi işlemeyi bir örnek olarak ele alırsak, uzaktan algılama görüntü algılama, iyi paralel hesaplama yoluyla bilgi işlem platformunun işletim mimarisini, paralel hesaplama yeteneklerini ve gerçek veri işleme yeteneklerini doğrulamak için özel bir uygulama örneği olarak seçilir. Bu uygulama, deniz arka plan koşullarında gemi hedeflerinin tespit edilmesidir. Tespit süreci Şekil 7'de gösterilmiştir:

Şekil 7 Uzaktan algılama görüntüsünde gemi hedef tespiti yönteminin akış şeması

Hesaplama sonuçlarının tek ve dağıtılmış çoklu düğümlerde karşılaştırılması, paralel hesaplamada mevcut tasarımın hızlanma avantajlarını doğrulayabilir; aynı zamanda, CPU + FPGA mimarisi, algoritmanın ana Fourier dönüşümü hesaplama kısmı için FPGA kullanmak için de kullanılabilir. Yukarıdaki iki durumun karşılaştırılmasıyla, mevcut dağıtılmış hibrit heterojen donanım mimarisinin yüksek performans ve yüksek performans özellikleri, alan tabanlı iş kullanıcılarına hizmet sağlamak için temel bir uygulama olarak kullanılabilir.

3.2 Etkinlik analizi

(1) Bilgi işlem platformunda yüksek performans elde etmek için özel işleme

Oluşturulan konsept gösterimi doğrulama platformuna dayalı olarak, bilgi işlem platformundaki özel işlemcinin bilgi işlem performansı, uzaktan algılamalı görüntü algılama uygulamasıyla doğrulanabilir. Test algılama görüntü boyutu: 13312 piksel × 13312 piksel, RGB rengi. 512 × 512 piksel birimlerini işlemek için FPGA (Xilinx V7) ve CPU (Core i5) kullanmanın hesaplama süresi sonuçlarının karşılaştırması Tablo 1'de gösterilmektedir:

Tablo 1 Özel işleme koşulları altında hesaplama sonuçlarının karşılaştırma tablosu

FPGA yongasının mantık kısmı yaklaşık 4W güç tüketir; mantık kaynakları yaklaşık% 4'ü oluşturur; CPU çalışma gücü tüketimi sabittir, bu standart güç tüketimi ve kullanım oranı yaklaşık% 15'tir.

(2) Dağıtık bilgi işlem, bilgi işlem platformunda yüksek performans sağlar

Benzer şekilde, aynı işlemcinin kullanılması durumunda, tek bir CPU ve birden çok CPU kullanmak, uzaktan algılama görüntü algılama uygulamalarında iyi bir paralellik gösterebilir.Çalışma süresi sonuçları Tablo 2'de gösterilmektedir:

Tablo 2 Paralel koşullar altında hesaplama süresi sonuçlarının karşılaştırması

Sonuç

Alan tabanlı platformda birden çok kullanıcıya birden çok türde bilgi işlem hizmeti sağlama ihtiyacından başlayarak, bu makale, dağıtılmış hibrit heterojen donanım, DDS ara yazılım ve hizmet çerçevesi teknolojisini kullanarak, uzay tabanlı bilgi işlem platformunun temel kısıtlamalarına ve özelliklerine dayalı bir yöntem önermektedir. Gelişmiş hizmet odaklı, uzay tabanlı bilgi işlem platformu mimarisi, doğrulama platformu ve belirli uygulamalar aracılığıyla gerçekte test edilmiştir. Sonuçlar, bu mimarinin yazılım ve donanım ayrıştırmasını gerçekleştirdiğini ve paralel heterojen hesaplamayı gerçekleştirdiğini ve uygulama katmanında çok kullanıcılı ve çoklu hizmetin merkezi yönetimini gerçekleştirdiğini göstermektedir.Gelecekteki uzay tabanlı bilgi hizmet sistemi için temel yaklaşımlar ve uygulama planları sağlayabilir.

Son olarak, Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Otomasyon Okulu, Nanjing Zhenrong Software Technology Co., Ltd., PLA Information Engineering University ve 28. ve 32. China Electronics Technology Group Corporation Enstitüsü ve ilgili personele bu araştırmadaki yardımları ve destekleri için teşekkür ederim.

Kaynak: Academic plus

Karavan otellerini yurtiçi ve yurtdışında gezmek ve keşfetmek için evi alın!

Kokulu belgesel yaza doğru patlıyor ve burası eski lokantaların temelini oluşturuyor.