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[发明专利]支持多应用负载的TCP/IP协议栈FPGA硬件卸载方法及系统-CN202310691730.X在审
发明人： 常轶松;王泽霖;张科;赵然;陈明宇 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2023-06-12 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： H04L69/16 文献下载
摘要：本发明提出一种支持多应用负载的TCP/IP协议栈FPGA硬件卸载方法和系统。本发明对FPGA上实现的TCP/IP硬件协议栈进行优化，在网络数据接收硬件逻辑中进行数据包分流，根据TCP包头和IP包头的信息判断当前收到的网络报文与应用负载的对应关系，并通过在报文数据传输通路中增加带外信号和交叉互连总线，使报文数据被分流至正确的应用负载。
支持应用负载 tcp ip 协议 fpga 硬件卸载方法系统

[发明专利]一种FPGA裸金属服务器的实现方法及系统-CN202211667411.7在审
发明人： 常轶松;彭凡彰;单柳昊;张科;包云岗 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： G06F15/17 文献下载
摘要：为了解决现有云FPGA资源的抽象描述方法仅从I/O外部设备的角度考虑，导致抽象描述层次较低，限制云FPGA的资源管理和租户使用方式灵活性的问题，本发明提出一种FPGA裸金属服务器的实现方法和系统，使云FPGA资源与x86云主机具有类似使用方式的通用云计算资源的方法，无需定制开发新的云FPGA资源管理组件，简化云FPGA资源的管理方法，降低资源管理的复杂度；使云租户按需直接申请、部署和使用FPGA主机，无需配套申请x86等通用计算资源，是提升云FPGA管理和使用灵活性，并降低对通用x86计算资源依赖的一种可行方式。
一种 fpga 金属服务器实现方法系统

[发明专利]一种云原生的硬件逻辑仿真FPGA加速方法及系统-CN202211667431.4在审
发明人： 常轶松;陈欲晓;张科;陈明宇;包云岗 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2022-12-23 - 公布日： 2023-04-28 - 主分类号： G06F30/343 文献下载
摘要：本发明提出一种云原生的硬件逻辑仿真FPGA加速方法和系统，包括：基于松耦合FPGA集群构建硬件逻辑仿真加速平台，将每个FPGA节点划分为用于承载加速平台提供功能的静态逻辑区和多个具有相同逻辑资源规模用于承载待仿真目标逻辑电路的动态逻辑区；配套的定制化工具可获取当前加速平台每个租户的待仿真硬件设计，并插入仿真控制电路；配套工具可生成可部署于若干动态逻辑区的FPGA配置文件；运行于FPGA节点内紧耦合集成处理器上的仿真软件，控制FPGA节点上的硬件设计的运行，每个FPGA节点动态逻辑区产生仿真数据，将FPGA节点电路内部的状态数据作为仿真结果回传给租户；同时通过各FPGA节点静态逻辑区与其他FPGA节点的进行仿真数据交互，以便支持大规模逻辑电路仿真运行。
一种原生硬件逻辑仿真 fpga 加速方法系统

[发明专利]一种用于虚拟化环境中片上系统的DMA方法及系统-CN202210698619.9在审
发明人：张科;阮金杰;常轶松;齐乐 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2022-06-20 - 公布日： 2022-10-18 - 主分类号： G06F9/455 文献下载
摘要：本发明提出一种用于虚拟化环境中片上系统的DMA方法和系统，包括：读主机内存‑写FPGA内存和读FPGA内存‑写主机内存两个方向的DMA硬件。以读主机内存‑写FPGA内存为例，主机运行的虚拟机发起访问FPGA内存指令，DMA模块接受该指令，将FPGA访存地址和传输字节大小以数据流的形式输入至命令字生成模块将数据流转换为命令字，流数据转换模块根据该命令字访问FPGA内存。本发明通过设计DMA软硬件，实现在上述两个方向分别只使用一个DMA描述符，以减少主机硬件地址翻译竞争开销。在SoC FPGA中，片上总线互连的CPU和FPGA紧耦合，在其CPU主机上运行的虚拟机中直通上述两个方向DMA。
一种用于虚拟环境中片上系统 dma 方法

[发明专利]一种在虚拟机中进行FPGA动态部分可重构配置方法和系统、存储介质、电子设备-CN202210569933.7在审
发明人： 常轶松;阮金杰;张科;齐乐 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2022-05-24 - 公布日： 2022-08-30 - 主分类号： G06F9/455 文献下载
摘要：本发明公开一种在虚拟机中进行FPGA动态部分可重构配置方法，包括以下步骤：在虚拟机监视器中处理虚拟机FPGA配置特权指令产生的异常；在虚拟机设备列表中构建虚拟的FPGA配置接口设备节点；在虚拟机操作系统内核中使用Linux FPGA子系统软件代码；在虚拟机操作系统内核中使用FPGA配置驱动程序代码；以及在虚拟机中通过Linux FPGA子系统暴露的接口配置FPGA。
一种虚拟机进行 fpga 动态部分可重构配置方法系统存储介质电子设备

[发明专利]一种FPGA集群管理与部署比特流的方法-CN202111190477.7有效
发明人：张科;王泽霖;齐乐;赵然;常轶松;王嵩岳 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2021-10-13 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： H04L41/08 文献下载
摘要：本发明提供一种FPGA集群，包括FPGA集群管理节点、FPGA节点以及FPGA容器编排系统，所述FPGA节点包括FPGA芯片、内存、NVMe固态硬盘以及网卡，其中FPGA容器编排系统包括运行FPGA集群管理节点上的容器编排系统调度进程以及运行在FPGA节点上的容器编排系统代理进程，其中所述容器编排系统调度进程用于将包含比特流文件的作业封装到容器镜像中提供给容器编排系统代理进程，所述容器编排系统代理进程用于将容器实例内包含的比特流文件配置到相应的FPGA可编程逻辑设备的可编程逻辑中。基于本发明的实施例，提供了一种异构计算集群的管理方法，既可以管理传统的CPU，又可以管理FPGA加速卡，并且可以提高FPGA可编程逻辑资源的利用率和集群的吞吐率。
一种 fpga 集群管理部署比特流方法

[发明专利]一种实现FPGA服务器的方法和系统-CN202010019013.9有效
发明人：张科;于磊;王亚洲;陈明宇;常轶松;赵然;包云岗 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2020-01-08 - 公布日： 2021-10-29 - 主分类号： G06F15/78 文献下载
摘要：本发明提出一种实现FPGA服务器的方法和系统，通过主控底板实现对服务器内所有SoC FPGA计算节点资源的集中监控与管理，该主控底板包括：多个自定义管理接口，分别用于连接SoC FPGA计算节点，为该SoC FPGA计算节点提供供电和数据交换；管理网络交换模块，用于互连SoC FPGA计算节点并提供管理网络；核心控制单元，用于通过自定义管理接口及自定义管理接口协议对该SoC FPGA计算节点进行管理，并基于该管理接口协议获取该SoC FPGA计算节点的运行参数，以管理监控该SoC FPGA计算节点。本发明的优点在于：通过自定义管理接口协议实现对SoC FPGA计算节点进行更全面、更复杂、更灵活的控制与监管；管理平面网络与用户数据平面网络相互独立，提高带宽性能，并提高数据安全性。
一种实现 fpga 服务器方法系统

[实用新型]一种抽屉式高密度FPGA云平台机箱-CN202023019916.1有效
发明人：张科;于磊;王亚洲;常轶松;赵然;陈明宇 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2020-12-15 - 公布日： 2021-10-29 - 主分类号： H05K7/14 文献下载
摘要：本实用新型提出一种抽屉式高密度FPGA云平台机箱，包括：位于机箱底部的交换模块和位于交换模块上的供电模块以及位于供电模块上的抽屉结构；抽屉结构内设有控制板卡和FPGA节点板卡，FPGA节点板卡通过预设接口插接于控制板卡；供电模块的输电端电性连接交换模块和控制板卡的电源输入接口，交换模块的网络交换接口与FPGA节点板卡的网络接口相连，用于交互FPGA节点板卡之间的数据。本实用新型将使得FPGA云平台机箱内的FPGA节点板卡可部署密度大幅度提高。降低机箱内的布线成本、装卸复杂度和维护难度。通过使用自主研发的控制管理系统，为用户提供一个全面、便捷的开发环境。对机箱及板卡状态实时监控并通过预设接口减少手工接线数量，提高FPGA云平台机箱的可靠性。
一种抽屉高密度 fpga 平台机箱

[发明专利]一种支持优先级的标签化网络栈方法和系统-CN201811426135.9有效
发明人：张文力;刘珂;常轶松;于蓝;陈明宇 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2018-11-27 - 公布日： 2021-05-25 - 主分类号： H04L12/851 文献下载
摘要：本发明公开了一种支持优先级的标签化网络栈方法和系统，其中服务器网络全数据通路支持优先级的优化系统包括：支持数据包按优先级分流的标签化网卡模块、支持优先级的用户态协议栈模块、以及支持优先级的应用事件处理框架模块。本发明提供的一种数据中心服务器网络全数据通路优化支持优先级的方法和系统，能有效改善数据中心服务器上资源使用的不确定性，可期待高效地获得服务吞吐能力和高优先级服务请求尾延迟的双数量级改进。
一种支持优先级标签网络方法系统

[发明专利]一种抽屉式高密度FPGA云平台机箱-CN202011478372.7在审
发明人：张科;于磊;王亚洲;常轶松;赵然;陈明宇 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2020-12-15 - 公布日： 2021-03-16 - 主分类号： H05K7/14 文献下载
摘要：本发明提出一种抽屉式高密度FPGA云平台机箱，包括：位于机箱底部的交换模块和位于交换模块上的供电模块以及位于供电模块上的抽屉结构；抽屉结构内设有控制板卡和FPGA节点板卡，FPGA节点板卡通过预设接口插接于控制板卡；供电模块的输电端电性连接交换模块和控制板卡的电源输入接口，交换模块的网络交换接口与FPGA节点板卡的网络接口相连，用于交互FPGA节点板卡之间的数据。本发明将使得FPGA云平台机箱内的FPGA节点板卡可部署密度大幅度提高。降低机箱内的布线成本、装卸复杂度和维护难度。通过使用自主研发的控制管理系统，为用户提供一个全面、便捷的开发环境。对机箱及板卡状态实时监控并通过预设接口减少手工接线数量，提高FPGA云平台机箱的可靠性。
一种抽屉高密度 fpga 平台机箱

[发明专利]外部设备扩展卡及输入输出外部设备的数据处理方法-CN201510400020.2有效
发明人： 常轶松;张科;崔泽汉;陈明宇 -专利权人：华为技术有限公司;中国科学院计算技术研究所
申请日： 2015-07-08 - 公布日： 2019-06-28 - 主分类号： G06F1/16 文献下载
摘要：本发明实施例提供一种外部设备扩展卡及输入输出外部设备的数据处理方法，该外部设备扩展卡包括：用于插设在主机的内存卡槽上的接口单元、内存单元、内存单元控制器、输入输出I/O外部设备、I/O外部设备控制器，可以通过接口单元直接插在主机的内存卡槽内，且该外部设备扩展卡上集成了内存单元和I/O外部设备，从而I/O外部设备控制器和主机可以直接通过内存单元的物理地址访问内存单元，即I/O外部设备控制器和主机可以直接根据内存单元内的物理地址读取内存单元中的数据，从而大大减小了主机和I/O外部设备从内存中读取数据的开销。
外部设备内存单元主机扩展卡外部设备控制器输入输出外部设备接口单元数据处理内存卡读取物理地址访问物理地址输出I/O 控制器减小内存

[发明专利]一种云端平台计算系统及其应用方法-CN201810532745.0在审
发明人：张科;常轶松;于磊;陈明宇;包云岗;赵然;张钊;张红霞 -专利权人：中国科学院计算技术研究所
申请日： 2018-05-29 - 公布日： 2018-11-16 - 主分类号： G06F9/50 文献下载
摘要：本发明涉及一种云端平台计算系统及其应用方法，包括：服务端和节点端。服务端由接入服务器构成，用于该云端平台计算系统的用户及计算资源的管理和调度；节点端由多个计算节点及辅助硬件构成，为云端平台计算系统提供异构计算资源；计算节点通过局域网与接入服务器进行交互。每个计算节点包含SoC主控模块和异构计算处理模块；SoC主控模块可运行操作系统，为用户提供相应异构计算处理模块的使用环境和管理功能；异构计算处理模块用于逻辑功能或加速算法的实现与部署。用户通过登录接入服务器，申请和使用计算节点。使用内容包括：用户通过接入服务器进入SoC主控模块的操作系统，对异构计算处理模块进行使用、管理、配置、调试及监控等操作。
计算处理模块接入服务器计算节点计算系统云端异构主控模块操作系统异构计算资源辅助硬件管理功能计算资源加速算法逻辑功能使用环境使用内容用户提供服务端局域网登录应用调试调度监控管理配置申请部署服务

[发明专利]多SoC节点之间的访问方法、装置和系统-CN201410625903.9有效
发明人：张科;常轶松;张立新 -专利权人：华为技术有限公司;中国科学院计算技术研究所
申请日： 2014-11-07 - 公布日： 2018-08-14 - 主分类号： G06F15/16 文献下载
摘要：本发明实施例提供一种多SoC节点之间的访问方法、装置和系统，通过源SoC节点的片内互连结构接收第一设备发送的访问请求，访问请求中携带访问地址；源SoC节点的片内互连结构根据所述访问地址与片内互连结构扩展单元接口的对应关系，确定与所述访问地址对应的片内互连结构扩展单元接口；源SoC节点的片内互连结构根据所述确定片内互连结构扩展单元接口，将所述访问请求通过片内互连结构扩展单元发送到片间互连结构，并通过所述片间互连结构发送给所述目的SoC节点，源SoC节点的第一设备与所述目的SoC节点的资源在同一地址空间内进行统一编址，提高SoC节点之间的访问效率。
soc 节点之间访问方法装置系统

[发明专利]一种基于队列的通信方法及装置-CN201310378798.9有效
发明人：张广飞;张柳航;常轶松;侯锐 -专利权人：华为技术有限公司;中国科学院计算技术研究所
申请日： 2013-08-27 - 公布日： 2018-03-13 - 主分类号： H04L12/861 文献下载
摘要：本发明实施例提供一种基于队列的通信方法及装置，与发送节点相连的适配器包括仲裁器、预取器、高速缓冲存储器和发送引擎，所述方法包括所述预取器接收所述仲裁器发送的待处理队列的身份标识，所述待处理队列的身份标识由所述仲裁器在获取当前处理队列的身份标识时获取；所述预取器判断所述高速缓冲存储器中是否保存有所述待处理队列的上下文，如果未保存，则从所述发送节点的内存中读取所述待处理队列的上下文，并保存至所述高速缓冲存储器中，供所述发送引擎发送所述待处理队列的数据时使用。如此，就可显著提高利用QP通信的节点的数据传输性能。
一种基于队列通信方法装置

[发明专利]一种应用于GPU中的幂指数运算装置和运算方法-CN201210019688.9有效
发明人：魏继增;李炳超;常轶松;郭炜;孙济洲 -专利权人：天津大学
申请日： 2012-01-21 - 公布日： 2017-09-29 - 主分类号： G06F7/552 文献下载
摘要：本发明涉及集成电路领域，特别是公开了一种应用于GPU中的幂指数运算硬件装置和运算方法第一步，计算log2cosθ第二步，计算xlog2cosθ；第三步，计算2mul_result；第四步，得到2mul_result之后，就可以用IEEE754单精度浮点数表示cosxθ的近似值。与现有技术相比，本发明能够在满足嵌入式系统因为空间大小和功耗而受限制的计算能力的同时，快速而又比较准确的图形处理单元完成Phong模型中的高光计算，为集成电路的设计提供了具有更好的图形处理能力的嵌入式系统设计。
一种应用于 gpu 中的指数运算装置方法

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