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龙图腾网获悉中国舰船研究设计中心;汉江国家实验室申请的专利一种声频集成信号处理机的高性能CPU-GPU协同处理架构获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120763106B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-23发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202511285277.8，技术领域涉及：G06F15/173；该发明授权一种声频集成信号处理机的高性能CPU-GPU协同处理架构是由周伟;徐峰;朱大伟;杨芳设计研发完成，并于2025-09-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种声频集成信号处理机的高性能CPU-GPU协同处理架构在说明书摘要公布了：本发明公开了一种声频集成信号处理机的高性能CPU‑GPU协同处理架构，属于声频集成信号处理技术领域，该架构基于动态优先级调度模型，通过分层资源管理与协议级优化，实现CPU与GPU的高效协同，硬件层采用多GPU集群与分布式存储节点，支持高并发任务处理；传输层融合RapidIO与以太网协议，分别适配短帧控制信号与长包数据流；应用层通过动态优先级权重计算任务资源需求，结合归一化分配算法保障关键任务低时延。该架构在声频信号处理场景中，任务调度效率提升40%，短帧传输时延低至0.5，长数据流吞吐量达100Gbps，可满足复杂声学环境下的实时性与计算精度需求。

本发明授权一种声频集成信号处理机的高性能CPU-GPU协同处理架构在权利要求书中公布了：1.一种声频集成信号处理机的高性能CPU-GPU协同处理架构，其特征在于，包括： 至少一个机箱单元，每个机箱单元内集成多组异构计算单元，异构计算单元包括由一个多核CPU和一个GPU通过高速数据传输接口直连的主处理芯片； 板级通信接口，包括带宽≥200GBs的板内NVLink3.0接口、板间40G10G以太网接口和SRIO4x接口，用于根据数据包大小选择传输模式； 跨机箱通信网络，通过光纤交换机互联多个机箱单元，基于RoCEv2协议通过光纤进行RDMA零拷贝传输； 任务调度中间件，基于Kubernetes架构扩展的调度器，配置动态优先级策略，根据信号处理任务的实时性需求和计算复杂度生成任务分配矩阵； 通信代理模块，用于部署协议转换网关，支持RapidIO与以太网协议的双向转换，并在数据包头插入链路状态预测字段，根据拥塞概率与误码率动态选择最优传输路径； 资源优化模块，用于通信资源动态分配，根据任务分配矩阵为每个容器分配带宽； 验证与容错子系统，用于执行可变包长压力测试，生成时延-吞吐量曲线，并根据实时性需求选择传输协议：当实时性要求≤1ms时，强制启用SRIO协议；当检测到GPU故障时，触发任务检查点保存至共享内存池，并在备用容器中恢复执行，恢复延迟≤50ms； 其中，任务调度中间件的动态优先级策略通过以下步骤实现： 任务分类器：将水声信号处理任务划分为实时类、准实时类和离线类；根据信号处理任务的实时性需求和计算复杂度生成任务分配矩阵，任务分配矩阵的决策函数为： 式中，为任务优先级权重值，为任务截止时间的倒数，为任务计算量的对数，为GPU空闲资源占比，为确保临近截止时间的任务优先执行，为对高计算量任务进行对数压缩，为动态平衡GPU负载，、、为权重系数，满足++=1； 资源预测器：基于历史负载数据训练LSTM模型，预测未来5s内的GPU显存占用率和CPU线程利用率； 调度决策引擎：结合任务类别和资源预测结果，生成任务到计算资源的映射表，优先将波束成形算法分配至CPU核，将卷积神经网络推理分配至GPU实例。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人中国舰船研究设计中心;汉江国家实验室，其通讯地址为：430064 湖北省武汉市武昌区张之洞路268号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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