一种基于并行计算管理的自主导航仿真调度管理系统

摘要

一种基于并行计算管理的自主导航仿真调度管理系统，由硬件系统和软件系统组成，硬件系统由主控计算机、实时调度计算机、仿真计算节点机、实时通信网络和时钟卡组成，实时通信网络由千兆以太网网络和infiniband高性能实时网络组成，软件系统由支撑操作系统、主控端软件、实时调度控制软件组成。本发明采用infiniband高性能实时网络和REDHAWK实时操作系统保证了仿真系统的实时性；采用并行计算服务器与刀片服务器从硬件上保证了系统实现并行计算的可能性，而且基于数据驱动的异步流水线并行实时调度算法，实现了仿真系统模型间的并行计算，并通过与硬件的结合大大加快了仿真系统的运算速度，保证了复杂仿真系统的并行性和实时性。

主权项

一种基于并行计算管理的自主导航仿真调度管理系统，其特征在于包括硬件系统和软件系统，所述的硬件系统由主控计算机、实时调度计算机、仿真计算节点机、实时通信网络和高精度时钟卡组成，所述的软件系统主控端软件、调度控制软件和支撑操作系统组成；所述的主控计算机运行主控端软件，主控端软件采用TCP/IP协议，通过千兆以太网网络实现与实时调度计算机之间的仿真数据、仿真状态信息和控制指令数据的交互，通过人机界面进行仿真状态与数据监视；主控计算机与实时调度计算机之间通过千兆以太网网络进行数据交互；所述的仿真计算节点机为iHawk并行计算集群，采用RED-HAWKLINUX作为实时支撑操作系统，运行仿真任务中的仿真应用软件，进行仿真模型自身的计算，并通过infiniband实时通信网络与实时调度计算机进行数据交互；所述的实时调度计算机为4CPU并行计算服务器，采用RED-HAWKLINUX实时操作系统，RCIM时钟卡为系统提供仿真时钟信号；所述的调度控制软件运行于实时调度计算机，采用基于数据驱动的异步流水线并行实时调度算法进行仿真系统调度，所述的基于数据驱动的异步流水线并行实时调度算法，其中仿真任务由仿真应用软件实现，仿真应用软件由m个仿真模型构成，实现如下：(1)对m个仿真模型的运算顺序进行分析，按照运算先后顺序进行排队，得到仿真模型队列，m为自然数；(2)仿真模型1等候仿真时钟信号，如果收到仿真时钟信号，则仿真模型开始自身的仿真计算；计算完毕后，将计算结果传给仿真模型2；仿真模型1继续等待仿真时钟信号；(3)仿真模型2监听仿真模型1的数据传输，如果收到数据，则进行仿真模型2的自身仿真计算，形成这种数据驱动模式；计算结束后，将计算结果与仿真模型1传来的数据汇合，传给仿真模型3；仿真模型2继续监听仿真模型1的数据传输；(4)仿真模型3监听仿真模型2的数据传输，如果收到数据，则进行仿真模型3自身的仿真计算；计算结束后，将计算结果与仿真模型2传来的数据汇合，传给仿真模型4；仿真模型3继续监听仿真模型2的数据传输；(5)如此进行这样运行，直至仿真模型m监听模型m-1的数据传输，如果收到数据，则进行仿真模型m的自身仿真计算；计算结束后，将计算结果与仿真模型m-1传来的数据汇合，形成最终的单步仿真结果数据；(6)继续按照步骤(2)-(5)的模式完成后续多步仿真调度，直至整个仿真任务结束。