本發(fā)明涉及電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種集成邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的智能存儲(chǔ)芯片。

背景技術(shù)：

1、在大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)飛速發(fā)展的今天，各類(lèi)設(shè)備和傳感器不斷產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)需要被快速、高效地采集、處理、存儲(chǔ)和管理。然而，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)往往無(wú)法滿(mǎn)足大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理的需求，尤其在涉及數(shù)據(jù)量大、時(shí)效性高的場(chǎng)景中，面臨數(shù)據(jù)傳輸延遲、存儲(chǔ)空間不足以及數(shù)據(jù)處理能力低下等諸多問(wèn)題。因此，如何在邊緣設(shè)備上實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高效處理和智能存儲(chǔ)，成為當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

2、背景技術(shù)的前述論述僅意圖便于理解本發(fā)明。此論述并不認(rèn)可或承認(rèn)提及的材料中的任一種公共常識(shí)的一部分。

3、現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了很多存儲(chǔ)芯片，經(jīng)過(guò)大量的檢索與參考，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的存儲(chǔ)芯片有如公開(kāi)號(hào)為cn118802816b所公開(kāi)的芯片系統(tǒng)，這些芯片系統(tǒng)一般包括：內(nèi)存交互模塊、頭信息處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)輸出模塊；內(nèi)存交互模塊第一次讀取目標(biāo)數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)頭和各個(gè)子數(shù)據(jù)，并發(fā)送至頭信息處理模塊；頭信息處理模塊確定數(shù)據(jù)頭及各個(gè)子數(shù)據(jù)與各個(gè)下游通道的第一匹配關(guān)系；內(nèi)存交互模塊第二次讀取目標(biāo)數(shù)據(jù)包并發(fā)送至數(shù)據(jù)處理模塊；數(shù)據(jù)處理模塊確定數(shù)據(jù)輸出模塊的先進(jìn)先出緩存序列與各個(gè)下游通道的第二匹配關(guān)系，并基于第一、二匹配關(guān)系，將數(shù)據(jù)發(fā)送至數(shù)據(jù)輸出模塊；數(shù)據(jù)輸出模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至相應(yīng)的下游通道。但該芯片系統(tǒng)并未利用數(shù)據(jù)處理能力來(lái)提高數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和調(diào)用效率，無(wú)法滿(mǎn)足大數(shù)據(jù)場(chǎng)景需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，針對(duì)所存在的不足，提出了一種集成邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的智能存儲(chǔ)芯片。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種集成邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的智能存儲(chǔ)芯片，包括數(shù)據(jù)采集模塊、邊緣計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和芯片管理模塊；

4、所述數(shù)據(jù)采集模塊用于接收外部輸入的信息數(shù)據(jù)，所述邊緣計(jì)算模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析處理，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于保存處理后的數(shù)據(jù)，所述芯片管理模塊用于對(duì)芯片的計(jì)算和存儲(chǔ)功能進(jìn)行控制管理；

5、所述數(shù)據(jù)采集模塊包括數(shù)據(jù)接口單元、數(shù)據(jù)過(guò)濾單元和數(shù)據(jù)緩存單元，所述數(shù)據(jù)接口單元用于與外部設(shè)備連接并直接接收外部數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)過(guò)濾單元用于濾除接收數(shù)據(jù)中的冗余信息，所述數(shù)據(jù)緩存單元用于臨時(shí)存儲(chǔ)過(guò)濾后的數(shù)據(jù)；

6、所述邊緣計(jì)算模塊包括計(jì)算分類(lèi)單元、任務(wù)執(zhí)行單元和存儲(chǔ)優(yōu)化單元，所述計(jì)算分類(lèi)單元用于對(duì)數(shù)據(jù)緩存單元中的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別分類(lèi)，所述任務(wù)執(zhí)行單元用于對(duì)任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，所述存儲(chǔ)優(yōu)化單元用于對(duì)待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理；

7、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)分配單元和檢索調(diào)用單元，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元用于保存數(shù)據(jù)信息，所述存儲(chǔ)分配單元用于對(duì)數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行分配，所述檢索調(diào)用單元用于檢索獲取存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；

8、所述芯片管理模塊包括功能控制單元、傳輸控制單元和區(qū)域管理單元，所述功能控制單元用于提供控制界面對(duì)邊緣計(jì)算模塊的功能開(kāi)閉進(jìn)行操作，所述傳輸控制單元基于功能開(kāi)閉狀態(tài)對(duì)數(shù)據(jù)緩存單元中數(shù)據(jù)的傳輸方向進(jìn)行控制，所述區(qū)域管理單元用于對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的存儲(chǔ)區(qū)域進(jìn)行控制管理。

9、進(jìn)一步的，所述存儲(chǔ)優(yōu)化單元包括數(shù)據(jù)壓縮處理器、狀態(tài)獲取處理器和區(qū)域計(jì)算處理器，所述數(shù)據(jù)壓縮處理器用于對(duì)接收的待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，所述狀態(tài)獲取處理器用于獲取各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域的存儲(chǔ)狀態(tài)，所述區(qū)域計(jì)算處理器用通過(guò)計(jì)算選擇適合待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域。

10、進(jìn)一步的，所述區(qū)域計(jì)算處理器選擇存儲(chǔ)區(qū)域的過(guò)程包括如下步驟：

11、s1、提取出待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)中的標(biāo)簽信息；

12、s2、獲取各個(gè)標(biāo)簽信息在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的調(diào)用信息；

13、s3、根據(jù)下式計(jì)算出待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)用指數(shù)p：

14、；

15、其中，m(i)表示含有第i個(gè)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)數(shù)量，c(i)表示含有第i個(gè)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)被調(diào)用的次數(shù)，n為待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)含有的標(biāo)簽數(shù)量；

16、s4、計(jì)算出每層存儲(chǔ)區(qū)域中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)用指數(shù)，均值處理后得到每層存儲(chǔ)區(qū)域的調(diào)用指數(shù)p(i)；

17、s5、將與待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)用指數(shù)最接近的存儲(chǔ)區(qū)域作為目標(biāo)區(qū)域；

18、s6、判斷目標(biāo)區(qū)域的剩余空間是否大于待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)大小，若是，將目標(biāo)區(qū)域和待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)一同發(fā)送給數(shù)據(jù)存數(shù)模塊，若否，進(jìn)入步驟s7；

19、s7、將低一層的存儲(chǔ)區(qū)域作為新的目標(biāo)區(qū)域，回到步驟s6。

20、進(jìn)一步的，所述區(qū)域管理單元包括設(shè)置互動(dòng)處理器和數(shù)據(jù)遷移處理器，所述設(shè)置互動(dòng)處理器用于設(shè)置存儲(chǔ)區(qū)域的分層信息，所述數(shù)據(jù)遷移處理器根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)用狀態(tài)將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在不同的存儲(chǔ)區(qū)域之間遷移。

21、進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)遷移處理器根據(jù)下式計(jì)算出存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)際調(diào)用值q：

22、；

23、其中，a為保護(hù)值，mc為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)際調(diào)用次數(shù)，t為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存數(shù)時(shí)間，t0為起算時(shí)間；

24、所述數(shù)據(jù)遷移處理器對(duì)相鄰兩個(gè)層級(jí)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)際調(diào)用值進(jìn)行比較，當(dāng)存在低層級(jí)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)際調(diào)用值大于高層級(jí)存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)實(shí)際調(diào)用值時(shí)，將這兩個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)互相向?qū)Ψ降拇鎯?chǔ)區(qū)域遷移，若存在遷移后存儲(chǔ)區(qū)域空間不足的情況，則只遷移其中一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

25、本發(fā)明所取得的有益效果是：

26、本系統(tǒng)通過(guò)在芯片中添加邊緣計(jì)算模塊，既能用于處理邊緣任務(wù)，又能對(duì)存儲(chǔ)進(jìn)行計(jì)算分析，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至合適的區(qū)域，通過(guò)將存儲(chǔ)區(qū)域分成不同的層級(jí)，給不同層級(jí)的存儲(chǔ)區(qū)域配置不同的檢索權(quán)重和通訊資源，能夠有效提高數(shù)據(jù)的檢索效率和調(diào)用速度，滿(mǎn)足對(duì)大數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需求。

27、為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所提供的附圖僅用于提供參考與說(shuō)明，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。

技術(shù)特征：

1.一種集成邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的智能存儲(chǔ)芯片，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊、邊緣計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和芯片管理模塊；

2.如權(quán)利要求1所述的一種集成邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的智能存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述存儲(chǔ)優(yōu)化單元包括數(shù)據(jù)壓縮處理器、狀態(tài)獲取處理器和區(qū)域計(jì)算處理器，所述數(shù)據(jù)壓縮處理器用于對(duì)接收的待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，所述狀態(tài)獲取處理器用于獲取各個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域的存儲(chǔ)狀態(tài)，所述區(qū)域計(jì)算處理器用通過(guò)計(jì)算選擇適合待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域。

3.如權(quán)利要求2所述的一種集成邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的智能存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述區(qū)域計(jì)算處理器選擇存儲(chǔ)區(qū)域的過(guò)程包括如下步驟：

4.如權(quán)利要求3所述的一種集成邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的智能存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述區(qū)域管理單元包括設(shè)置互動(dòng)處理器和數(shù)據(jù)遷移處理器，所述設(shè)置互動(dòng)處理器用于設(shè)置存儲(chǔ)區(qū)域的分層信息，所述數(shù)據(jù)遷移處理器根據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的調(diào)用狀態(tài)將存儲(chǔ)數(shù)據(jù)在不同的存儲(chǔ)區(qū)域之間遷移。

5.如權(quán)利要求4所述的一種集成邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的智能存儲(chǔ)芯片，其特征在于，所述數(shù)據(jù)遷移處理器根據(jù)下式計(jì)算出存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的實(shí)際調(diào)用值q：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種集成邊緣計(jì)算數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的智能存儲(chǔ)芯片，涉及電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理領(lǐng)域，包括數(shù)據(jù)采集模塊、邊緣計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和芯片管理模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊用于接收外部輸入的信息數(shù)據(jù)，所述邊緣計(jì)算模塊用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析處理，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于保存處理后的數(shù)據(jù)，所述芯片管理模塊用于對(duì)芯片的計(jì)算和存儲(chǔ)功能進(jìn)行控制管理；本芯片通過(guò)添加邊緣計(jì)算模塊，利用計(jì)算能力處理邊緣任務(wù)，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)進(jìn)行計(jì)算管理，能夠有效提高存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的檢索效率以及調(diào)用速率。

技術(shù)研發(fā)人員：許豐,王新軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：量子芯云（北京）微電子科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6