[发明专利]一种拉杆箱式可编程计算器装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算器技术，尤其涉及一种拉杆箱式可编程计算器装置。

背景技术

计算器以其便携和计算快速的优点在现代的工农业生产、教育科研中一直占据着重要的位置，是人们日常生活中不可或缺的工具。特别是在生产一线、工地以及田间地头经常可以看到计算器的身影。这些地方往往需要比较复杂的计算，因此可编程计算器就应运而生了。然而，由于现有的计算器芯片计算能力较弱，可编程计算器的功能十分有限。它无法完成比较大的计算。这就导致前方工程技术人员不得不将复杂的问题带回，使用计算机，甚至于超级计算机做后续处理，从而极大的影响了问题解决的实效性。

针对这种情况，人们开发了集装箱计算平台等面向大规模野外计算使用的可移动平台设备。这类平台具有十分强大的计算能力，同时拥有完备的环境自平衡能力，只需在使用目的地接入水源和电源即可快速完成设备的搭建和使用。因此极大满足并方便了野外对计算资源的需求。但与此同时，又出现了新的问题。首先，这类平台都比较大，通常是安装在卡车上的，而往往使用现场不需要如此庞大的计算系统且地理位置不佳，特别是那些不适于卡车行走的山野，因此在一定程度上限制了这类平台的使用。此外，集装箱计算平台，还需要额外提供水力以及电力，这在野外也往往不太现实，因此，很多时候还需要自备水循环系统以及柴油发电车，因此，这样的一套计算系统往往由三个车来组成，因此使用性不佳。

随着计算技术的不断发展，出现了以GPU和MIC为代表的加速处理器，它们动辄拥有数十乃致上百的运算核心，拥有十分强大的计算能力和较高的显存带宽，可以轻松实现片上万亿次计算。因此，使用GPU或MIC来打造可便携式万亿次计算器平台便成为现实。

此外，随着新能源技术的不断发展，动力锂离子电池的技术也获得了突飞猛进的进展。如，现在的车用三元锂离子电池拥有150AH/kg以上的能量密度，因此一块10~20kg左右的三元锂离子电池即可存储1~2kwh的电量，这足以支持GPU/MIC等加速卡的用电消耗。因此便携的野外用可编程计算器的出现就成为了一种可能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是设计一种利用GPU/MIC等众核加速处理器来进行计算的可编程便携式计算器装置，从而实现万次亿的野外可便携、可编译计算，极大的方便工程技术人员。

本发明主要针对计算器便携的特点，将计算全部部件安装在一个小型拉杆箱制成的维持系统内。为了适应计算器野外使用的特点，确保坚固可靠，维持系统的拉杆箱的外壳通常由金属制成。维持系统内包括电源模块设备、计算模块设备、输入模块设备、显示模块设备四大部分。

一种拉杆箱式可编程计算器装置，主要包括：（1）计算模块设备；（2）电源模块设备；（3）输入模块设备；（4）输出模块设备；（5）维持模块设备，其中，

（1）、计算模块设备：该设备是本计算器的发明核心，它主要利用GPU/MIC等加速卡以实现计算器的高计算能力，类似于普通通用异构计算机，可编程，具有自适应环境维持系统。

（2）、电源模块设备：该设备为计算器提供能量来源。为了便携起见，本发明主要使用锂离子电池，同时配备内置充电设备接口。

（3）、输入模块设备：该设备为计算器的输入按键，它主要起提供数据、程序、参数的输入功能，一般固化在计算模块设备上。

（4）、输出模块设备：该设备主要为将计算模块的计算结果输出，它一般由液晶显示板组成；该设备固化在维持系统的内翻盖上。

（5）、维护模块设备：该设备主要为保护其内部的各个功能模块，同时提供便携功能。

电源模块设备包括：三元锂离子电池组、逆变器、和稳压器三个部分；计算模块设备包括：计算核心处理器板卡、加速器板卡、内存储器系统、以及磁盘存储器系统；输入模块设备包括：输入键盘和按键等；显示模块设备主要是液晶显示屏幕。

在本发明中，能源支持模块主要向其他三个模块提供能源。输入模块用于响应用户的请求，并反馈给核心的计算模块中。计算完成后由显示模块将结果输出。

具体来说，大体计算进程可表述如下：

1、输入模块响应用户请求；

2、将用户请求反馈计算模块，同时显示模块给予显示输出；

3、计算模块计算（GPU/MIC加速）；

4、计算模块将计算结果反馈给显示模块；

5、显示模块响应计算模块的请求并给予输出；

6、完成。

本发明主要同时使用了CPU以及GPU/MIC等加速卡设备，从而大大提高了计算器的计算能力，可以大幅提高计算效率，且节省资源。