ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области вычислительной технике, и, в частности, к вычислительным устройствам с перестраиваемой архитектурой, использующим перепрограммируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), реализующие вычислительный процесс, которые комплексируются в виде решающего поля, содержащего (N×M) ПЛИС.
Из уровня техники известны вычислительные устройства, в которых ПЛИС решающего поля взаимодействуют с управляющим компьютером (У К) через системную ПЛИС (см., например, схему на Фиг.1). Связь системной ПЛИС с УК осуществляют по стандартному интерфейсу, например RS232, PCI и др. Связь системной ПЛИС с решающим полем ПЛИС осуществляют с помощью однонаправленных или двунаправленных шин по определяемым разработчиком протоколам. (http://www.dinigroup.com/new/DNV6F6PCIe.php).
Существенным недостатком таких вычислительных устройств подхода является относительно низкая скорость обмена информацией между системной ПЛИС и ПЛИС решающего поля. Для увеличения скорости обмена приходится увеличивать разрядность шин. При этом сокращается количество ПЛИС в решающем поле из-за ограниченного числа выводов системной ПЛИС.
Настоящая полезная модель направлена на устранение указанного недостатка с достижением технического результата в виде увеличения скорости обмена информацией между УК и ПЛИС решающего поля ПЛИС.
Указанная задача с достижением указанного технического результата достигается применением вычислительного устройства. Заявленное вычислительное устройство содержит управляющий компьютер, решающее поле ПЛИС с по меньшей мере двумя ПЛИС, которые соединены между собой, при этом каждая из ПЛИС содержит последовательный интерфейс с высокой скоростью передачи информации, дополнительно содержит коммутатор PCI-Express, количество выводов которого равно количеству ПЛИС в решающем поле ПЛИС, а управляющий компьютер соединен с упомянутыми ПЛИС через упомянутый коммутатор.
В частности, последовательный интерфейс с высокой скоростью передачи информации представляет собой PCI-Express.
В частности, соединение управляющего компьютера с коммутатором PCI-Express и соединение коммутатора PCI-Express с решающим полем ПЛИС представляет собой соответствующие шины PCI-Express.
На Фиг.1 показано вычислительное устройство из уровня техники.
На Фиг.2 показано вычислительное устройство согласно настоящей полезной модели.
На Фиг.2 показано вычислительное устройство, в котором управляющий компьютер соединен через шину PCI-Express с коммутатором PCI-Express, который соединен через соответствующие шины PCI-Express с каждой ПЛИС решающего поля ПЛИС. На Фиг.2 показано решающее поле ПЛИС, содержащее (N×M) ПЛИС. Выбор оптимального количества ПЛИС обусловлено лишь конкретными задачами, для которых используют настоящее вычислительное устройство.
Каждая ПЛИС соответственно также содержит последовательный интерфейс для возможности обеспечения высокой скорости передачи информации. Количество выводов коммутатора PCI-Express определяет количество рабочих ПЛИС в решающем поле. Скорость обмена информацией между УК и ПЛИС рабочего поля определяется интерфейсом PCI-Express.
Вычислительное устройство работает следующим образом. Управляющий компьютер проводит конфигурирование и инициализацию работы ПЛИС решающего поля ПЛИС. Он подготавливает исходные данные, направляет их по шинам PCI-Express через коммутатор PCI-Express в рабочие ПЛИС решающего поля ПЛИС и управляет их работой. Рабочие ПЛИС в свою очередь обеспечивают необходимую высокопроизводительную обработку полученных от управляющего компьютера исходных данных и отправляют результаты обработки по шинам PCI-Express через коммутатор PCI-Express в управляющий компьютер. Управляющий компьютер проводит анализ полученных результатов, подготавливает новые исходные данные и направляет их в рабочие ПЛИС решающего поля для дальнейшей обработки.
Настоящее вычислительное устройство может быть выполнено, например, на следующих изделиях: управляющий компьютер - сервер на базе SuperMicro 6016XT-TF, ПЛИС - XC6VSX475, коммутатор PCI-Express - РЕХ8648 PLX Technology.