[实用新型]用于天基信息港试验床的存算一体装置、主机及系统

说明书

本实用新型公开了一种用于天基信息港试验床的存算一体装置、主机及系统，所述存算一体装置，包括：存算控制器、闪存控制器、持久化存储阵列和周边装置互连高速接口；存算控制器与闪存控制器和周边装置互连高速接口分别相连；闪存控制器还与持久化存储阵列相连；存算控制器用于对通过周边装置互连高速接口接收的数据或者自身获取到的数据进行处理；通过控制闪存控制器访问或管理持久化存储阵列中的存储数据。本实用新型将CPU中的运算器部分功能分离并与存储器进行一体化设计满足天基数据快速存算需求，改变了现有航天器装备数据全部落地处理的现状，实现星上数据的边缘存储，为今后星上数据实时处理和天地一体化数据协同处理提供技术支撑。

技术领域

本实用新型属于卫星装备制造领域，涉及用于天基信息港试验床的存算一体装置、主机及系统。

背景技术

太空已成为大国博弈和技术竞争的新疆域。卫星星座组网和天基信息网络构建已成为重要发展方向和趋势。以低轨卫星互联网为例，美国太空探索技术公司(SpaceX)规划设计了上万颗小卫星组成的卫星互联网计划，并于美国当地时间2019年5月23日发射了60颗太空宽带网络Starlink卫星迈出计划的关键一步。欧洲一体化卫星通信倡议(IntegralSatcom Initiative，简称ISI)组织提出了一体化全球通信空间基础设施(IntegratedSpace Infrastructure for Global Communication，简称ISICOM)的概念。2016年3月，我国国务院《“十三五”规划纲要》，明确天地一体化信息网络为“科技创新2030-重大项目”，国内民商航天领域的“鸿雁”“虹云”“行云”等卫星星座建设计划也纷纷开展。

天基信息港作为卫星星座或天基信息网络中的骨干节点，已成为空间信息系统管理控制和信息汇聚的中心节点，是宽带骨干传输网络和天基网络管理网的核心装备，是建设天基信息网络的重要组成部分。天基信息港应用示意图如图1所示。随着计算机芯片设计工艺、新型快速非易失存储等技术的出现和边缘计算架构的演进，将地面的卫星信息计算存储能力在天基信息港装备上实现成为可能。

作为天基信息网络的核心节点，从组成上看，天基信息港需有效配置传输、网络、计算、存储、管控等模块；从能力上看，天基信息港需具备一定的计算、存储能力、网络通信能力、数据中继能力、天基信息服务能力和网络管控能力等。具体而言，如图2所示，天基信息港由卫星主机、计算存储池、天线、载荷、网络等部分组成，可满足对卫星目标的自主接入、多目标高速信息的回传分发、天基信息检索与推送、多星多任务的协同规划等应用服务需求。

如图3所示的传统的基于冯.诺依曼计算架构构建方式已无法适应天基信息港装备星上对遥感、通信等数据存储计算等实时处理要求。在冯.诺依曼计算架构中，计算系统由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成(其中运算器和控制器即为CPU)。面对天基信息港装备计算存储资源受限、功耗控制要求严格、数据处理时效性强、太空环境恶劣等特殊需求，亟需设计一种存算一体装置。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于天基信息港试验床的存算一体装置、主机及系统；解决了上述技术问题。

本实用新型提供了一种用于天基信息港试验床的存算一体装置，包括：存算控制器、闪存控制器、持久化存储阵列和周边装置互连高速接口；

所述存算控制器与所述闪存控制器和所述周边装置互连高速接口分别相连；

所述闪存控制器还与所述持久化存储阵列相连。

进一步地，所述存算控制器用于对通过所述周边装置互连高速接口接收的数据或者自身获取到的数据进行处理；以及通过控制闪存控制器访问或管理所述持久化存储阵列中的存储数据。

可选地，所述存算控制器还用于控制外围交互设备的数据输入或数据输出。

可选地，所述存算控制器包括：现场可编程门阵列存算控制器。