[发明专利]基于ARM和FPGA的高性能计算节点及计算方法

权利要求书

1. 一种基于ARM和FPGA的高性能计算节点，其特征在于，计算节点条上包括两个计算单元，所述计算单元集成有ARM片上处理系统和FPGA，所述FPGA通过AXI总线接口与ARM连接，所述计算单元连接SO-DIMM。

2.根据权利要求1所述的基于ARM和FPGA的高性能计算节点，其特征在于，所述FPGA内部设有APB总线接口及应用计算模块，所述应用计算模块通过APB总线接口与AXI总线接口连接。

3.根据权利要求1所述的基于ARM和FPGA的高性能计算节点，其特征在于，所述计算单元外围集成有DDR3内存、Flash、micro SD存储接口、千兆以太网PHY芯片、高速环网接口以及时钟、电源、维护诊断功能模块；所述千兆以太网PHY芯片通过千兆以太网接口与SO-DIMM接口连接，所述高速环网接口与SO-DIMM接口连接。

4.根据权利要求1所述的基于ARM和FPGA的高性能计算节点，其特征在于，所述计算节点条插在匹配的业务刀片上，所述SO-DIMM接口为数据发送接收的端口，服务器通过业务刀片将发送指令及数据传递给SO-DIMM接口，若计算单元准备就绪，则服务器与计算单元成功连接。

5.一种基于ARM和FPGA的高性能计算节点的计算单元的启动方法，其特征在于，包括以下步骤：

系统上电复位后，ARM片上处理系统开始进行配置，对外设控制器进行初始化，从Flash和micro SD存储卡中加载启动镜像；

启动第一阶段的启动加载器，首先完成MIO、Clock、DDR器件初始化，然后获取分区并验证header，验证通过后从选中的启动flash或TF中加载分区；

如果有bitstream(FPGA配置文件)则配置FPGA，如果有应用程序则拷贝到DDR中，加载U-boot，完成Linux内核根文件系统加载，系统正常启动。

6.一种基于ARM和FPGA的高性能计算节点的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

在系统正常启动准备就绪后，服务器将数据通过以太网传输给ARM，ARM根据具体应用对数据进行相应的处理以得到需要FPGA计算的数据，然后将这些数据传输至FPGA端的应用计算模块上进行计算；

应用计算模块完成计算后，将计算结果返回到ARM端，ARM对计算结果进行验证，如果验证通过，则将结果返回到服务器端，任务结束。