一種拉桿箱式可編程計(jì)算器裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計(jì)算器技術(shù)，尤其涉及一種拉桿箱式可編程計(jì)算器裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]計(jì)算器以其便攜和計(jì)算快速的優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、教育科研中一直占據(jù)著重要的位置，是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡墓ぞ?。特別是在生產(chǎn)一線、工地以及田間地頭經(jīng)?？梢钥吹接?jì)算器的身影。這些地方往往需要比較復(fù)雜的計(jì)算，因此可編程計(jì)算器就應(yīng)運(yùn)而生了。然而，由于現(xiàn)有的計(jì)算器芯片計(jì)算能力較弱，可編程計(jì)算器的功能十分有限。它無法完成比較大的計(jì)算。這就導(dǎo)致前方工程技術(shù)人員不得不將復(fù)雜的問題帶回，使用計(jì)算機(jī)，甚至于超級計(jì)算機(jī)做后續(xù)處理，從而極大的影響了問題解決的實(shí)效性。
[0003]針對這種情況，人們開發(fā)了集裝箱計(jì)算平臺等面向大規(guī)模野外計(jì)算使用的可移動平臺設(shè)備。這類平臺具有十分強(qiáng)大的計(jì)算能力，同時(shí)擁有完備的環(huán)境自平衡能力，只需在使用目的地接入水源和電源即可快速完成設(shè)備的搭建和使用。因此極大滿足并方便了野外對計(jì)算資源的需求。但與此同時(shí)，又出現(xiàn)了新的問題。首先，這類平臺都比較大，通常是安裝在卡車上的，而往往使用現(xiàn)場不需要如此龐大的計(jì)算系統(tǒng)且地理位置不佳，特別是那些不適于卡車行走的山野，因此在一定程度上限制了這類平臺的使用。此外，集裝箱計(jì)算平臺，還需要額外提供水力以及電力，這在野外也往往不太現(xiàn)實(shí)，因此，很多時(shí)候還需要自備水循環(huán)系統(tǒng)以及柴油發(fā)電車，因此，這樣的一套計(jì)算系統(tǒng)往往由三個(gè)車來組成，因此使用性不佳。
[0004]隨著計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展，出現(xiàn)了以GPU和MIC為代表的加速處理器，它們動輒擁有數(shù)十乃致上百的運(yùn)算核心，擁有十分強(qiáng)大的計(jì)算能力和較高的顯存帶寬，可以輕松實(shí)現(xiàn)片上萬億次計(jì)算。因此，使用GPU或MIC來打造可便攜式萬億次計(jì)算器平臺便成為現(xiàn)實(shí)。
[0005]此外，隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，動力鋰離子電池的技術(shù)也獲得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。如，現(xiàn)在的車用三元鋰離子電池?fù)碛?50AH/kg以上的能量密度，因此一塊10~20kg左右的三元鋰離子電池即可存儲l~2kwh的電量，這足以支持GPU/MIC等加速卡的用電消耗。因此便攜的野外用可編程計(jì)算器的出現(xiàn)就成為了一種可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是設(shè)計(jì)一種利用GPU/MIC等眾核加速處理器來進(jìn)行計(jì)算的可編程便攜式計(jì)算器裝置，從而實(shí)現(xiàn)萬次億的野外可便攜、可編譯計(jì)算，極大的方便工程技術(shù)人員。
[0007]本發(fā)明主要針對計(jì)算器便攜的特點(diǎn)，將計(jì)算全部部件安裝在一個(gè)小型拉桿箱制成的維持系統(tǒng)內(nèi)。為了適應(yīng)計(jì)算器野外使用的特點(diǎn)，確保堅(jiān)固可靠，維持系統(tǒng)的拉桿箱的外殼通常由金屬制成。維持系統(tǒng)內(nèi)包括電源模塊設(shè)備、計(jì)算模塊設(shè)備、輸入模塊設(shè)備、顯示模塊設(shè)備四大部分。
[0008]一種拉桿箱式可編程計(jì)算器裝置，主要包括:(I)計(jì)算模塊設(shè)備；(2)電源模塊設(shè)備；(3)輸入模塊設(shè)備；(4)輸出模塊設(shè)備；(5)維持模塊設(shè)備，其中， (I)、計(jì)算模塊設(shè)備:該設(shè)備是本計(jì)算器的發(fā)明核心，它主要利用GPU/MIC等加速卡以實(shí)現(xiàn)計(jì)算器的高計(jì)算能力，類似于普通通用異構(gòu)計(jì)算機(jī)，可編程，具有自適應(yīng)環(huán)境維持系統(tǒng)。
[0009](2)、電源模塊設(shè)備:該設(shè)備為計(jì)算器提供能量來源。為了便攜起見，本發(fā)明主要使用鋰離子電池，同時(shí)配備內(nèi)置充電設(shè)備接口。
[0010](3)、輸入模塊設(shè)備:該設(shè)備為計(jì)算器的輸入按鍵，它主要起提供數(shù)據(jù)、程序、參數(shù)的輸入功能，一般固化在計(jì)算模塊設(shè)備上。
[0011](4)、輸出模塊設(shè)備:該設(shè)備主要為將計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果輸出，它一般由液晶顯示板組成；該設(shè)備固化在維持系統(tǒng)的內(nèi)翻蓋上。
[0012](5)、維護(hù)模塊設(shè)備:該設(shè)備主要為保護(hù)其內(nèi)部的各個(gè)功能模塊，同時(shí)提供便攜功會K。
[0013]電源模塊設(shè)備包括:三元鋰離子電池組、逆變器、和穩(wěn)壓器三個(gè)部分；計(jì)算模塊設(shè)備包括:計(jì)算核心處理器板卡、加速器板卡、內(nèi)存儲器系統(tǒng)、以及磁盤存儲器系統(tǒng)；輸入模塊設(shè)備包括:輸入鍵盤和按鍵等；顯示模塊設(shè)備主要是液晶顯示屏幕。
[0014]在本發(fā)明中，能源支持模塊主要向其他三個(gè)模塊提供能源。輸入模塊用于響應(yīng)用戶的請求，并反饋給核心的計(jì)算模塊中。計(jì)算完成后由顯示模塊將結(jié)果輸出。
[0015]具體來說，大體計(jì)算進(jìn)程可表述如下:
1、輸入模塊響應(yīng)用戶請求；
2、將用戶請求反饋計(jì)算模塊，同時(shí)顯示模塊給予顯示輸出；
3、計(jì)算模塊計(jì)算(GPU/MIC加速)；
4、計(jì)算模塊將計(jì)算結(jié)果反饋給顯示模塊；
5、顯示模塊響應(yīng)計(jì)算模塊的請求并給予輸出；
6、完成。
[0016]本發(fā)明主要同時(shí)使用了 CPU以及GPU/MIC等加速卡設(shè)備，從而大大提高了計(jì)算器的計(jì)算能力，可以大幅提高計(jì)算效率，且節(jié)省資源。
[0017]極大的簡化了野外可編程計(jì)算平臺的設(shè)計(jì)，在提升便攜能力的同時(shí)極大的保留了平臺的計(jì)算能力。此外，該便攜計(jì)算平臺無需外部支持系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)任何的野外作業(yè)環(huán)境，且方便攜帶，只需一人即可拖行。具有體積小、可便攜、可編程、野外化的特點(diǎn)，且充電方便，因此，極大的方便了從事工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科研技術(shù)人員，真正實(shí)現(xiàn)了野外超算平臺的計(jì)算器化。
【附圖說明】
[0018]圖1是可編程計(jì)算器的操作設(shè)備示意圖。
[0019]圖2是可編程計(jì)算器的設(shè)計(jì)剖面圖。
[0020]圖3是計(jì)算的流程圖。
[0021 ] 圖4是電氣模塊設(shè)備示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)勢表述清晰、明了，我們結(jié)合附圖，對本發(fā)明中的關(guān)鍵步驟進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0023]對于本發(fā)明來說計(jì)算部分為發(fā)明的核心，維持系統(tǒng)為發(fā)明的主體。如附圖2所示，給出了本發(fā)明設(shè)計(jì)剖面圖。為了充分適應(yīng)野外的復(fù)雜使用環(huán)境，本發(fā)明的維持系統(tǒng)采用了金屬外殼，并在內(nèi)襯緩沖隔墊，以充分減輕外部震動對計(jì)算模塊的影響。同時(shí)為了便攜在維持系統(tǒng)下底部安裝有滑輪，并在側(cè)面安裝有可伸縮的拉桿，以方便攜帶。
[0024]電池是能源支持系統(tǒng)模塊的核心，為了計(jì)算器的便攜性，不得不要求電池的重量不能過大，而能量密度卻必需很高。因此，我們選取了業(yè)界成熟的三元鋰離子電池組，它具有150AH/kg以上的電容量，可以輕松在10~20kg的重量內(nèi)容納l~2kgh的電量，足以維護(hù)本發(fā)明的計(jì)算模塊運(yùn)行3~6小時(shí)。在本發(fā)明中，能源支持系統(tǒng)還安裝有逆變器，它主要是向外提供50~60Hz 220v交流電源使用的，以方便在野外其他設(shè)備的使用。穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)對外界充電接口的穩(wěn)壓，以方便在野外任何條件下的電力及時(shí)補(bǔ)充。
[0025]此外，為了便攜，本發(fā)明所使用的輸入模塊為嵌入式鍵盤。顯示模塊則安裝于拉桿箱的上翻蓋中，以方便使用。
[0026]附圖3為本發(fā)明的使用和計(jì)算具體流程圖?；镜募軜?gòu)和運(yùn)算流程為:
開機(jī)加電，系統(tǒng)自檢；
用戶按需求輸入所要計(jì)算內(nèi)容，或通過輸入模塊來編寫所需要的程序，同時(shí)在顯示模塊上輸出；
由計(jì)算模塊完成相應(yīng)的編譯以及計(jì)算；
計(jì)算完成后由顯示模塊完成對結(jié)果的正確顯示，并由輸入模塊響應(yīng)用戶的進(jìn)一步操作請求。
[0027]在附圖4中給出了本發(fā)明的電氣模塊描述。其中計(jì)算模塊即上述圖1、圖2和圖3描述的計(jì)算主體，它包括CPU、GPU、內(nèi)存儲器等部件。此外，為了滿足可編譯性，還要求在計(jì)算模塊內(nèi)安裝有本地的磁盤系統(tǒng)，用于安裝計(jì)算器操作系統(tǒng)，以及支持編譯的中間件軟件環(huán)境。電源模塊為計(jì)算器的能量供應(yīng)單元，它主要是由鋰離子電池組成?？紤]到野外工作環(huán)境的復(fù)雜性，選取三元鋰離子電池，以在保證電池容量的同時(shí)保證電池的穩(wěn)定和安全。顯示模塊主要是完成對輸入?yún)?shù)或計(jì)算結(jié)果的顯示，它一般由液晶顯示板組成，并固化在維持系統(tǒng)的內(nèi)殼上。輸入模塊是本便攜可編譯計(jì)算器系統(tǒng)的參數(shù)輸入設(shè)備，它包括基本的數(shù)字、字母、運(yùn)算符號等鍵值，通過它可以向計(jì)算設(shè)備輸入計(jì)算參數(shù)或編寫程序代碼。輸入模塊一般是固化計(jì)算模塊的外殼上。
[0028]本發(fā)明所采用的裝置具有體積小、重量輕等特點(diǎn)，且本發(fā)明不但可以極大的方便和滿足野外對高性能計(jì)算資源的需求，同時(shí)還具有相當(dāng)?shù)谋銛y性。它不需要任何第三方的維持系統(tǒng)，且可以自適應(yīng)任何電源，方便充電。此外，它還可以向外輸出50~60Hz 220v的交流電源，方便其他野外設(shè)備的使用。該裝置對于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，特別是廠房、野外的作業(yè)施工意義重大，可以極大的提升工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種拉桿箱式可編程計(jì)算器裝置，其特征在于，主要包括:(1)計(jì)算模塊設(shè)備；(2)電源模塊設(shè)備；(3)輸入模塊設(shè)備；(4)輸出模塊設(shè)備；(5)維持模塊設(shè)備，其中，計(jì)算模塊設(shè)備、電源模塊設(shè)備、輸入模塊設(shè)備、輸出模塊設(shè)備均安裝在拉桿箱式的維持模塊設(shè)備中，其中 (1)、計(jì)算模塊設(shè)備:該設(shè)備是本計(jì)算器的發(fā)明核心，它主要利用GPU/MIC等加速卡以實(shí)現(xiàn)計(jì)算器的高計(jì)算能力； (2)、電源模塊設(shè)備:該設(shè)備為計(jì)算器提供能量來源； (3)、輸入模塊設(shè)備:該設(shè)備為計(jì)算器的輸入按鍵，它主要起提供數(shù)據(jù)、程序、參數(shù)的輸入功能； (4)、輸出模塊設(shè)備:該設(shè)備主要為將計(jì)算模塊的計(jì)算結(jié)果輸出，它一般由液晶顯示板組成； (5)、維護(hù)模塊設(shè)備:該設(shè)備主要為保護(hù)其內(nèi)部的各個(gè)功能模塊，同時(shí)提供便攜功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述維護(hù)模塊設(shè)備為用金屬制成的拉桿箱式外殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，電源模塊設(shè)備包括:三元鋰離子電池組、逆變器、和穩(wěn)壓器三個(gè)部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，計(jì)算模塊設(shè)備包括:計(jì)算核心處理器板卡、加速器板卡、內(nèi)存儲器系統(tǒng)、以及磁盤存儲器系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，輸入模塊設(shè)備包括:輸入鍵盤和按鍵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，顯示模塊設(shè)備是液晶顯示屏幕。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種拉桿箱式可編程計(jì)算器裝置，涉及計(jì)算器技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明該設(shè)備主要包括：（1）計(jì)算模塊設(shè)備；（2）電源模塊設(shè)備；（3）輸入模塊設(shè)備；（4）輸出模塊設(shè)備；（5）維持模塊設(shè)備。計(jì)算模塊設(shè)備、電源模塊設(shè)備、輸入模塊設(shè)備、輸出模塊設(shè)備均安裝在拉桿箱制成的維持模塊設(shè)備中。利用GPU/MIC等眾核加速處理器來進(jìn)行計(jì)算的可編程便攜式計(jì)算器裝置，從而實(shí)現(xiàn)萬次億的野外可便攜、可編譯計(jì)算，極大的方便工程技術(shù)人員。
【IPC分類】G06F15-02
【公開號】CN104536936
【申請?zhí)枴緾N201510042698
【發(fā)明人】劉羽, 呂文靜, 金蓮, 陳博文, 于濤
【申請人】浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月28日