[发明专利]一种对FPGA加速卡的访问方法、装置及介质

说明书

技术领域

本发明涉及云计算领域，特别是涉及一种对FPGA加速卡的访问方法、装置及介质。

背景技术

FPGA加速卡是指利用FPGA的高速计算能力，对处理器所发送的原始数据进行加速计算，并将经过计算的结果数据返回给处理器，从而实现协助处理器完成数据处理，提高了整体的运算效率，因此在FPGA加速卡的辅助下，处理器能够高效完成加解密运算、图像处理、解压缩等对于运算性能要求较高的运算任务。

而在云计算服务被大规模应用的当下，服务器设备通常被虚拟为多台相互隔离的虚拟系统，每一个虚拟系统独立进行对数据的处理，在虚拟系统进行数据处理时往往也需要对处理过程进行加速，因此需要使用FPGA加速卡协助虚拟系统进行数据处理，但是FPGA加速卡作为硬件设备通常情况下通过PCI-E接口插槽直接连接在服务器设备上，因此作为实体的FPGA加速卡数量相对较少，而虚拟系统数量较大。当前尚未存在有效机制实现虚拟系统对于FPGA加速卡的访问及使用。

由此可见，提供一种对FPGA加速卡的访问方法，以实现虚拟系统对FPGA加速卡的访问以及FPGA加速卡与虚拟系统之间准确的数据交互，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种对FPGA加速卡的访问方法、装置及介质，实现了虚拟系统对FPGA加速卡的访问及使用，同时保证了在众多虚拟系统与FPGA加速卡之间传输原始数据以及结果数据的准确性，保证了整体机制的高可用性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种对FPGA加速卡的访问方法，包括：

在内核态下通过内核虚拟机建立虚拟系统与主系统之间关于驱动层的内核通信连接；其中，内核虚拟机安装于主系统中，虚拟系统安装于内核虚拟机中；

将虚拟系统中的原始数据通过内核通信连接传输至主系统，并根据原始数据的目的标识查得预先与主系统建立连接的目标FPGA加速卡；

通过目标FPGA加速卡对原始数据进行运算以得到结果数据，并依照原始数据的来源标识将结果数据传输回虚拟系统。

优选的，在将虚拟系统中的原始数据通过内核通信连接传输至主系统之前，该方法进一步包括：

设置对虚拟系统的优先级的判定标准；

依照判定标准判定虚拟系统的优先级顺序；

相应的，将虚拟系统中的原始数据通过内核通信连接传输至主系统，具体为：

依照优先级顺序将原始数据通过内核通信连接传输至主系统。

优选的，判定标准具体为：

任务请求时刻较早的虚拟系统具有较高优先级；任务请求时刻相同的情况下，实时任务的优先级高于非实时任务的优先级。

优选的，该方法进一步包括：

在虚拟系统中通过QEMU对目标FPGA加速卡进行仿真模拟。

优选的，在将虚拟系统中的原始数据通过内核通信连接传输至主系统之前，该方法进一步包括：

在主系统中设置与各虚拟系统对应的数据列表；

相应的，将虚拟系统中的原始数据通过内核通信连接传输至主系统具体为：

将原始数据通过内核通信连接传输至主系统中的目标数据列表。

优选的，内核虚拟机具体为KVM。

此外，本发明还提供一种对FPGA加速卡的访问装置，包括：

连接模块，用于在内核态下通过内核虚拟机建立虚拟系统与主系统之间关于驱动层的内核通信连接；

传输查找模块，用于将虚拟系统中的原始数据通过内核通信连接传输至主系统，并根据原始数据的目的标识查得预先与主系统建立连接的目标FPGA加速卡；

运算回传模块，用于通过目标FPGA加速卡对原始数据进行运算以得到结果数据，并依照原始数据的来源标识将结果数据传输回虚拟系统。

优选的，该装置进一步包括：

标准设定模块，用于设置对虚拟系统的优先级的判定标准；

优先级判定模块，用于依照判定标准判定虚拟系统的优先级顺序。

此外，本发明还提供一种对FPGA加速卡的访问装置，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行计算机程序时实现如上述的对FPGA加速卡的访问方法的步骤。

此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的对FPGA加速卡的访问方法的步骤。