面向智能无人装备的国产高级综合电子与软件
(一)项目背景
人工智能技术快速发展,“无人车”“无人船”“无人机”等大量无人装备应运而生并运用于实战。无人装备具有“空间多维、全天候、非对称、非接触、非线性”等作战运用特点,改变了战争构成要素、作战观念、组织形态和保障模式,颠覆了行业模式,重新定义了人们的生活方式。无人装备对未来社会影响和改变必将是整体性和革命性的,存在着无限的发展和应用空间。
智慧化,是无人装备发展的必然趋势。实时感知、动态组网、自主控制、智能决策、自我学习等是未来智慧无人装备必须具备的能力,而这一切能力的赋予,离不开支持智能应用的高级综合电子及基础软件的支持。无人装备中计算系统的性能、可靠性、智能化、交互性等能力的高低是决定或制约无人装备智慧化水平的重要因素,因此,必须围绕未来无人装备的发展趋势与需求,研究满足要求的国产智能计算系统,为无人装备提供智能算力支撑。
(二)项目简介
针对未来无人装备对高性能、高可靠、智能计算能力的需要。研究了基于国产处理器、加速器和基础软件的智能计算系统,重点突破了国产器件系统安全认证、高性能、高可靠综合电子架构、异构资源统一开发环境、异构资源自适应管理、系统多级容错重构、面向领域的轻量化网络模型设计、智能应用容器化开发部署等关键技术。研制了出满足无人装备智能应用的高可靠、高性能、高可用、高安全、标准接口的国产计算系统原理样机,并通过航天领域场景验证测试。
(三)关键技术
如下图所示,围绕无人装备智能应用,需要分别从高性能、高可靠硬件构成、高效平台管理、高可用应用接入和高效算法设计开发等方面分别展开研究。平台硬件层主要包括系统硬件身份认证技术、异构硬件资源统一组件服务技术,解决系统级硬件身份认证和异构资源统一表征和管理问题,为高安全、高性能异构计算奠定技术基础;平台管理层主要包括可重构计算架构、任务资源自组织协同与动态自演化策略、面向节点协同的动态集群构建、系统多级容错模型、多目标多约束下的任务资源最优匹配算法,为无人装备智能应用提供高性能、高可靠的计算平台;高可用应用接入主要包括异构资源统一开发环境构建、系统感知的智能编译优化以及自动代码生成等内容,支撑系统综合调试,满足系统高可用要求;高效算法设计主要包括面向领域的智能应用开发流程设计、基于硬件感知的神经网络自动设计及联合压缩等技术。
西安电子科技大学
2023-07-20