边缘计算系统及其构建方法、存储介质与流程

1.本技术涉及边缘计算领域，具体而言，涉及边缘计算系统及其构建方法、存储介质。


背景技术：

2.传统的边缘计算可以靠近数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，就近提供最近端服务。其应用程序在边缘侧发起，产生更快的网络服务响应，满足行业在实时业务、应用智能、安全与隐私保护等方面的基本需求。边缘计算处于物理实体和工业连接之间，或处于物理实体的顶端。
3.另一方面，在生活中和工业界各种各样的智能设备正被使用，每种设备都有不同的算力和能力。如何使他们有效协作、充分共享能力和算力是一个值得研究的课题。
4.有鉴于此，需要提出一种改进的边缘计算方案。


技术实现要素：

5.本技术的实施例提供了一种边缘计算系统及其构建方法、移动终端、车机系统、存储介质，用于实现在各种智能设备之间互联互通、共享算力等。
6.根据本技术的一方面，提供一种边缘计算系统。所述系统包括：资源层，其配置成提供计算资源，其中，所述计算资源包括对来自外部设备的远程计算资源进行抽象而形成的抽象资源；框架层，其配置成管理所述计算资源及根据计算服务形成计算任务，并且调取所述计算资源以完成所述计算任务；以及服务层，其配置成提供所述计算服务。
7.在本技术的一些实施例中，可选地，所述抽象资源包括如下至少一者：处理器，其通过对远程处理器的抽象而形成；图形处理器，其通过对远程图形处理器的抽象而形成；神经网络处理器，其通过对远程神经网络处理器的抽象而形成；数据处理器，其通过对远程数据处理器的抽象而形成；以及存储器，其通过对远程存储器的抽象而形成。
8.在本技术的一些实施例中，可选地，所述存储器包括易失性存储器和非易失性存储器，其分别通过对远程易失性存储器和远程非易失性存储器的抽象而形成。
9.在本技术的一些实施例中，可选地，所述框架层包括：边缘计算引擎，其配置成识别所述抽象资源，以及将所述计算任务分配给所述抽象资源；和通信协议集市，其配置成提供通信协议和设备互联协议以用于实现所述计算服务。
10.在本技术的一些实施例中，可选地，所述通信协议包括如下至少一者：蜂窝通信网络协议、wifi、蓝牙、quic、mqtt；和/或所述设备互联协议包括如下至少一者：mirrocast、dlna、carplay。
11.在本技术的一些实施例中，可选地，所述外部设备包括移动终端、车辆中的至少一者。
12.在本技术的一些实施例中，可选地，所述计算服务包括如下至少一者：通过所述移动终端解锁所述车辆、通过所述移动终端协助所述车辆进行安全认证、将所述移动终端的
内容投送到所述车辆的屏幕上。
13.根据本技术的另一方面，提供一种移动终端，所述移动终端包括如上文所述的任意一种边缘计算系统。
14.根据本技术的另一方面，提供一种车辆的车机系统，所述车机系统包括如上文所述的任意一种边缘计算系统。
15.根据本技术的另一方面，提供一种车辆，所述车辆包括如上文所述的任意一种车机系统。
16.根据本技术的另一方面，提供一种构建边缘计算系统的方法。所述方法包括：提供计算资源，其中，所述计算资源包括对来自外部设备的远程计算资源进行抽象而形成的抽象资源；管理所述计算资源及根据计算服务形成计算任务，并且调取所述计算资源以完成所述计算任务；以及提供所述计算服务。
17.在本技术的一些实施例中，可选地，所述抽象资源包括如下至少一者：处理器，其通过对远程处理器的抽象而形成；图形处理器，其通过对远程图形处理器的抽象而形成；神经网络处理器，其通过对远程神经网络处理器的抽象而形成；数据处理器，其通过对远程数据处理器的抽象而形成；以及存储器，其通过对远程存储器的抽象而形成。
18.根据本技术的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，其特征在于，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如上文所述的任意一种方法。
19.根据本技术的一些实施例提供的边缘计算系统及其构建方法、移动终端、车机系统、存储介质可以在各种智能设备之间互联互通、共享算力等，从而可以实现针对特定服务可同时调用本地资源和远程资源进行处理，提高了使用体验。
附图说明
20.从结合附图的以下详细说明中，将会使本技术的上述和其他目的及优点更加完整清楚，其中，相同或相似的要素采用相同的标号表示。
21.图1示出了根据本技术的一个实施例的边缘计算系统；图2示出了根据本技术的一个实施例的构建边缘计算系统的方法。
具体实施方式
22.出于简洁和说明性目的，本文主要参考其示范实施例来描述本技术的原理。但是，本领域技术人员将容易地认识到相同的原理可等效地应用于所有类型的边缘计算系统及其构建方法、移动终端、车机系统、存储介质，并且可以在其中实施这些相同或相似的原理，任何此类变化不背离本技术的真实精神和范围。
23.根据本技术的一方面，提供一种边缘计算系统。如图1所示，边缘计算系统10（以下简称系统10）包括资源层101、框架层102和服务层103。
24.系统10的资源层101提供了能够为边缘计算系统调用的各种计算资源。需要说明的是，这里的“计算”是广义上的计算，包括了各种可以在终端上能够执行的数据、信息处理。系统10可以调用各类计算资源用于处理计算服务，其中，计算资源包括了一部分本地资源，还可以一部分对来自外部设备的远程计算资源进行抽象而形成的抽象资源。本文的目
的之一在于提供一种能够屏蔽本地资源和远程资源的差异的机制，使得系统10可以依照计算要求从本地资源和远程资源中选取合适的资源用于提供具体的服务。
25.在本技术的一些实施例中，如图1所示，抽象资源可以包括如下内容：通过对远程处理器的抽象而形成的处理器1011（图示为rcpu，亦即remote central processing unit，表示是根据远程资源抽象而得到）、通过对远程图形处理器的抽象而形成的图形处理器、通过对远程神经网络处理器的抽象而形成的神经网络处理器、通过对远程数据处理器的抽象而形成的数据处理器（以上三者在图中示为rxpu 1012，包括了rgpu、rnpu、rdpu，亦即remote graphic processing unit、remote neural network processing unit和remote data processing unit，表示是根据远程资源抽象而得到）以及通过对远程存储器的抽象而形成的存储器。
26.在本技术的一些实施例中，抽象而得到存储器包括（抽象）易失性存储器（图中示出实现为rdma，亦即remote dma）和（抽象）非易失性存储器（图中示出实现为rfs，亦即remote file system），二者分别是通过对远程易失性存储器和远程非易失性存储器的抽象而形成的。
27.除了以上的计算资源外，系统10还可以包括其他能够被抽象的资源。例如，系统10可以包括通过对外部设备的显示设备抽象而形成的抽象显示设备。系统10在调用这些抽象资源时将如同调用本地资源一样，从而使得远程资源可以承担一定的计算任务，从而使得本地/远程资源融为一体。这将会简化调度引擎的设计，而不必考虑资源在远程还是本地。
28.另一方面，系统10的资源层101所包括的抽象资源是可以弹性扩展的。亦即，随着连入系统10的外部设备的不同，系统10可以抽象出不同的资源。
29.系统10的框架层102被配置成管理计算资源及根据计算服务形成计算任务，并且调取计算资源以完成相应的计算任务。具体而言，框架层102可以包括边缘计算引擎1021和通信协议集市1022。框架层102作为资源层101和服务层103之间的中间层，一方面，框架层102可以向服务层103提供抽象化的资源，使得服务层103可以不需要了解各类资源的细节；另一方面，分层的架构也有利于将不同的功能解耦，方便各层之间的独立扩展。
30.框架层102的边缘计算引擎1021负责对远程计算资源、能力的发现，也用于实现任务编排、分解、调度、安全策略、访问控制等工作。亦即，边缘计算引擎1021可以识别各类抽象资源，还可以将计算任务（中的一部分或者全部）分配给抽象资源。
31.框架层102的通信协议集市1022可以集成多种基础通信协议以及设备互联协议，以用于实现计算服务。在本技术的一些实施例中，通信协议可以包括蜂窝通信网络协议（例如5g）、wifi、蓝牙、quic（quick udp internet connection，快速udp网络连接）、mqtt（message queuing telemetry transport，消息队列遥测传输）等。此外，设备互联协议可以包括mirrocast、dlna、carplay等，此类协议可以用于实现投屏等应用。
32.系统10的服务层103被配置成提供计算服务。在本技术的一些实施例中，计算服务可以是多个外部设备交互服务。此外，外部设备可以是移动终端或者车辆等。根据不同场景可以完成特定的边缘计算和设备互动，例如，可以通过移动终端解锁车辆、通过移动终端协助车辆进行安全认证、将移动终端的内容投送到车辆的屏幕上等。如此，在能够接入到同一个网络的情况下，移动终端与车辆（具体而言可以是车机系统）的各种资源将共用共享。这一方面能够提升移动终端/车辆的算力，从而有利于处理对资源要求较高的应用服务，另一
方面也能扩展移动终端/车辆的能力，提升用户的体验。例如，可以将手机导航界面通过mirrocast、dlna、carplay等方式投屏到车机系统的大屏上，从而更有利于辨识导航界面的细节。此外，车机系统也可以调用移动终端的联网能力，从而提供基于网络的服务。
33.系统10通过分层的架构设计可以实现各类资源的动态扩展，比如将来有新的计算资源加入（例如网络通信资源），则可以通过资源层101动态增加该资源到架构中但并不会改变边缘计算引擎1021等的设计。此外，通信协议集市1022也可能随时加入新的通信满足业务需求。
34.根据本技术的另一方面，提供一种移动终端，移动终端包括如上文的任意一种边缘计算系统。在一些示例中，当移动终端与车辆的车机系统建立了网络连接，移动终端可以通过边缘计算系统获取车机系统的各类资源和能力，并且这些资源和能力将抽象地形成在移动终端本地，移动终端可以像调取本地资源那样调取来自车机系统的资源和能力。当然，移动终端还可以与其他外部设备建立连接并获取其资源和能力。
35.根据本技术的另一方面，提供一种车辆的车机系统，车机系统包括如上文的任意一种边缘计算系统。在一些示例中，当移动终端与车辆的车机系统建立了网络连接，车机系统可以通过边缘计算系统获取移动终端的各类资源和能力，并且这些资源和能力将抽象地形成在车机系统本地，车机系统可以像调取本地资源那样调取来自移动终端的资源和能力。当然，车机系统还可以与其他外部设备建立连接并获取其资源和能力。
36.根据本技术的另一方面，提供一种车辆，车辆包括如上文的任意一种车机系统。本技术中并不限制车辆的布局（例如，轮式车、履带式车等），也不限制车辆的驱动力（例如，电机驱动、汽油机驱动等），本技术的车辆涵盖了各种为本领域当前所知的车辆以及未来开发的车辆。
37.根据本技术的另一方面，提供一种构建边缘计算系统的方法。如图2所示，构建边缘计算系统的方法20（以下简称方法20）包括如下步骤：在步骤s202中提供计算资源，其中，计算资源包括对来自外部设备的远程计算资源进行抽象而形成的抽象资源；在步骤s204中管理计算资源及根据计算服务形成计算任务，并且调取计算资源以完成计算任务；以及在步骤s206中提供计算服务。
38.方法20在步骤s202中提供计算资源，其中，计算资源包括对来自外部设备的远程计算资源进行抽象而形成的抽象资源。这里的计算是广义上的计算，包括了各种可能的数据、信息处理。通过方法20可以调用各类计算资源用于处理计算服务，其中，计算资源包括了一部分本地资源，还可以一部分对来自外部设备的远程计算资源进行抽象而形成的抽象资源。
39.在本技术的一些实施例中，如图1所示，抽象资源可以包括：通过对远程处理器的抽象而形成的处理器1011（图示为rcpu，亦即remote central processing unit，表示是根据远程资源抽象而得到）、通过对远程图形处理器的抽象而形成的图形处理器、通过对远程神经网络处理器的抽象而形成的神经网络处理器、通过对远程数据处理器的抽象而形成的数据处理器（以上三者在图中示为rxpu，包括了rgpu、rnpu、rdpu），亦即remote graphic processing unit、remote neural network processing unit和remote data processing unit，表示是根据远程资源抽象而得到）以及通过对远程存储器的抽象而形成的存储器。在本技术的一些实施例中，抽象而得到存储器包括（抽象）易失性存储器（图中示出实现为
rdma，亦即remote dma）和（抽象）非易失性存储器（图中示出实现为rfs，亦即remote file system），二者分别是通过对远程易失性存储器和远程非易失性存储器的抽象而形成的。
40.除了以上的计算资源外，在步骤s202中还可以包括其他能够被抽象的资源。例如，在步骤s202中可以通过对外部设备的显示设备抽象而形成的抽象显示设备。随后，系统在调用这些抽象资源时将如同调用本地资源一样。而对远程资源的抽象使得它们和本地资源一样，可以承担一定的计算任务，从而使得本地/远程资源融为一体。这将会简化调度引擎的设计，而不必考虑资源在远程还是本地。
41.方法20在步骤s204中管理计算资源及根据计算服务形成计算任务，并且调取计算资源以完成计算任务。具体而言，在步骤s204中可以构建边缘计算引擎和通信协议集市来管理计算资源及调取计算资源完成计算任务。其中，边缘计算引擎可以负责对远程计算资源、能力的发现，也用于实现任务编排、分解、调度、安全策略、访问控制等工作。亦即，边缘计算引擎可以识别各类抽象资源，还可以将计算任务（中的一部分或者全部）分配给抽象资源。此外，通信协议集市可以集成多种基础通信协议以及设备互联协议，以用于实现计算服务。在本技术的一些实施例中，通信协议可以包括蜂窝通信网络协议（例如5g）、wifi、蓝牙、quic（quick udp internet connection，快速udp网络连接）、mqtt（message queuing telemetry transport，消息队列遥测传输）等。此外，设备互联协议可以包括mirrocast、dlna、carplay等，此类协议可以用于实现投屏等应用。
42.方法20在步骤s206中提供计算服务。在本技术的一些实施例中，计算服务可以是多个外部设备交互服务。根据不同场景可以完成特定的边缘计算和设备互动，例如通过移动终端解锁车辆、通过移动终端协助车辆进行安全认证、将移动终端的内容投送到车辆的屏幕上等。在本技术的一些实施例中，外部设备可以是移动终端或者车辆等。如此，在能够接入到同一个网络的情况下，移动终端与车辆（具体而言可以是车机系统）的各种资源将共用共享。这一方面能够提升移动终端/车辆的算力，从而有利于处理对资源要求较高的应用服务，另一方面也能扩展移动终端/车辆的能力，提升用户的体验。例如，可以将手机导航界面通过mirrocast、dlna、carplay等方式投屏到车机系统的大屏上，从而更有利于辨识导航界面的细节。此外，车机系统也可以调用移动终端的联网能力，从而提供基于网络的服务。
43.方法20的其他部分可以参照上文中描述的系统10而开展，相关内容一并引用于此，限于篇幅本文不在此赘述。
44.根据本技术的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中存储有指令，当所述指令由处理器执行时，使得所述处理器执行如上文所述的任意一种构建边缘计算系统的方法。本技术中所称的计算机可读介质包括各种类型的计算机存储介质，可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。举例而言，计算机可读介质可以包括ram、rom、eprom、e2prom、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom或其他光盘存储器、磁盘存储器或其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码单元并能够由通用或专用计算机、或者通用或专用处理器进行存取的任何其他临时性或者非临时性介质。如本文所使用的盘通常磁性地复制数据，而碟则用激光来光学地复制数据。上述的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。示例性存储介质耦合到处理器以使得该处理器能从/向该存储介质读写信息。在替换方案中，存储介质可以被整合到处理器。处理器和存储介质可驻留在asic中。asic可驻留在用户终端中。在替换方案中，处理器和存储介质可
作为分立组件驻留在用户终端中。
45.以上仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此。本领域的技术人员可以根据本技术所披露的技术范围想到其他可行的变化或替换，此等变化或替换皆涵盖于本技术的保护范围之中。在不冲突的情况下，本技术的实施方式及实施方式中的特征还可以相互组合。本技术的保护范围以权利要求的记载为准。