基于虚拟化的软件定义DSP计算技术研究

随着天基计算密集型任务快速增长,星上任务对计算的需求也随之迅猛上涨。星载计算机系统通常采用异构电子系统,其“算力”被封闭在独立的星载计算机内,各计算资源不能彼此共享,容易产生资源浪费,且各个嵌入式软件和可编程逻辑采用非标准的编程,不支持统一升级和综合调用。针对此问题,以异构CPU和DSP计算资源作为研究重点,设计一种基于虚拟化技术的软件定义DSP计算架构,通过分析当前所面临的抽象化和多租户的技术挑战,并借鉴异构GPU和FPGA相关虚拟化技术,综合运用硬件抽象层、时分复用虚拟化、接口调用重定向、组件注册和数据路由等技术,实现DSP异构计算资源多用户共享和高效统一调用。试验验证表明,软件定义DSP计算架构可实现星载异构计算系统软硬件灵活解耦,并支持多个用户和应用同时访问和调用单个DSP计算资源。