基于研发设计软件的License资源共享平台研究

仝维维，贾 宁，高 超，闫文真，牟玉 喆 ，吕志超，王 丹

（北京京东方显示技术有限公司，北京100176）

0 引言

在人们的生活中，显示屏无所不在，大到巨幕电视，小到汽车娱乐显示系统、手机屏幕及穿戴手表显示屏等，需求的激增让显示产业技术突飞猛进，同时也遇到了新的挑战，半导体显示制造行业将不断走向更大、更薄、更智能化的方向。中国半导体显示制造企业京东方（BOE）要适应市场环境变化的节奏，成为显示上游产业的焦点，就必须快速提升研发能力，合理降低生产成本，有效缩短产品入市周期，增强产品市场竞争力。研发设计作为企业发展的命脉，其创新变革的重要性不言而喻。针对多工厂、共发展的研发环境，建立一套研发资源共享平台就变得尤为重要。

IBM Platform LSF[1]产品属于强大而全面的工作负载和资源管理软件平台，主要具备以下核心功能：①可扩展性强，可针对不同需求提供不同模块来实现；②优化资源利用率且能大幅度降低成本；③可实现异地之间的软件License及硬件CPU、内存等调度，节省投资；④实现资源的实时监控及数据分析，为采购提供数据支持。

本文结合京东方半导体显示制造企业研发组织的特点及面临的问题，阐述了BOE研发组织应用IBM LSF产品后，实现软件License共享的平台架构及成果，并提出了硬件调度和软硬件资源共享的未来发展目标。

1 研发组织特点及困境

BOE自1993年成立以来，历经20多年的发展，现已成为国际面板供应商的大厂。目前BOE已在北京、合肥、内蒙古、重庆及福建等地拥有多个液晶显示器制造地，覆盖4.5~10.5代线。各产线建立初期，均设置独立研发中心，研发设备（含软硬件）及配套设施均自行采购管理。

随着BOE快速发展及Sopic组织变革，固有管理模式的弊端凸显，主要有以下几个方面。

①网络受限，需优化网络结构：从研发数据的保密性和安全性考虑，各产线研发绘图室均为独立局域网（与外界隔绝），为实现跨产线软件资源共享，需优化网络结构及配置，在保证网络互通的基础上，确保数据安全。

②投资成本高，迫切需优化：EDA厂商一般均采用License机制进行授权管理，License文件中规定用户数量、模块及功能等。单个研发设计软件License价格昂贵，据不完全数据统计，BOE仅研发软件License投资已过亿。随着BOE的快速发展，迫切需要优化软件投资，实现资源利用最优化。

③资源利用率低，需有效提高：研发设计软件License资源仅限于产线内使用，不支持跨产线共享，不适于现有的组织结构，且无法设置使用权限及策略，利用率大大降低。

④分析数据缺失，需提高准确性：研发设计软件使用过程中无数据统计及分析，易造成过度投资，急需引进先进软件模块来实现此功能，为后续软件投资提供决策支持。

基于以上分析，BOE研发组织急需搭建面向研发设计软件License资源共享云平台，以适应研发设计软件资源优化搭配共享，并为研发提供易用、高效、低成本的信息服务系统。

2 平台实现的关键模块及架构

2.1 平台需求

实现研发设计软件License资源共享平台，需符合以下几点。

①打破网络限制，实现跨产线研发绘图室互通，并实施策略管控，将各产线研发绘图室，从各属地办公区网络中单独划分VLAN管理，单独划分确定的号段通过VPN防火墙进行管控，做好访问策略，以实现数据安全。

②建立统一用户域管理平台，实施权限管控：通过AD域控和Nis服务模式，搭建统一用户管理系统，实现Linux及Windows系统软件的管理，统一用户标准命名，以便于问题的处理及追溯。

③提升用户体验：平台的进入界面需友好易用，以实现完善的研发设计软件License管理和调度功能，并且易于配置和扩展。

④实时监控软硬件资源使用情况，设置资源的预留、使用优先级等，并对历史数据进行分析，获得采购决策及费用分摊方式。

2.2 关键模块

（1）Platform LSF

高性能计算[2]领域的集群管理系统，是整个研发设计软件License调度共享方案基础。支持Uinx、Linux和Windows计算环境，满足研发软件种类及操作系统多样性的需求。可提供可靠的集群管理、复杂的作业管理及调度功能，并具备大规模并行计算的能力，可有效提高大型计算任务的资源利用率。

（2）Platform License Scheduler

专门用于研发设计软件License许可证调度，是整个方案的核心。License Scheduler提供许可证使用份额控制、许可证所有权控制和许可证抢占等一系列先进调度管理功能，从而确保许可证使用的合理化、最优化，帮助用户获得投资建议及最大的投资回报。

（3）Platform Application Center

PAC提供可定制的、简单易用的Web Portal，通过与LSF及应用软件的集成，最终用户可通过Web方式统一使用资源，简化用户使用的复杂性，提升整个管理平台的安全性和可管理性。

（4）Platform RTM

Platform RTM是IBM LSF环境的操作仪表板，可提供综合的工作负载监控、报告和管理，并且还可提供完整的集成监控工具，可监控用户和软件License资源使用情况等，并能产生相应的简单图标。

（5）Platform Explorer

Platform Explorer是LSF家族全新开发的轻量级统计、分析工具。可与研发设计软件License Server及其他数据进行统计分析、生成图形化报表定制，对软件管理部门统计采购规划、采购费用分摊比例及策略优化等提供帮助和支持。

2.3 架构及原理

结合BOE研发业务实际需求，完成定制研发设计软件License共享平台整套实现架构，如图1所示。

图1 软件License资源共享平台实现架构

实现原理如下：

①建立统一的用户域控管理服务器，可由管理员根据统一账户规则建立使用研发设计软件用户。用户登录电脑后，进入PAC Portal界面，这里已经将专业研发软件跟LSF共享系统进行集成，并设置了开启权限，点击软件图标，执行软件开启动作；

②调度平台LSF收到需求后，会诊断需求种类，是License需求还是硬件资源需求[3]；

③若为许可证需求，则会将任务交给LS调度服务器进行处理；

④LS执行不同地方研发设计软件License Server检查，判断是否满足本软件的合法授权信息，有无合适的License可以使用[4]；

⑤~⑧若有多人同时提出需求，会根据预设优先级原则进行执行，拿到License之后，研发设计软件即可开启；

⑨研发设计软件在实时使用过程中，使用信息可通过RTM模块进行展示，展示每个License模块使用人，登录电脑的主机名，切入时间、硬件CPU/内存等信息；

⑩ 最终通过Explorer来展现软件License资源月度、季度和年度的使用信息，以分析软件资源使用度。

3 成果及价值体现

3.1 资源共享角度，提升效率

新产线可直接使用平台中已有软件资源，无需重复采购，节约投资成本；降低了单产线软件宕机的风险，一旦局部宕机，可借用平台内资源，不影响正常设计；活用研发设计软件资源，设计任务紧且License不足的前提下，平台会自动推送闲置License，满足工程师需求，提高工作效率。软件License资源共享平台应用实例如图2所示。

图2 软件License资源共享平台应用实例

3.2 实现研发设计软件License的实施监控

实时监控平台内研发设计软件使用情况，包含：①License信息：如License总数及有效期等；②各现地License Server的运行状况，若有异常可提前进行恢复处理；③可监控到占用License的现地及个人，便于在过程中进行协调以及把控。

3.3 实现研发设计软件License的使用信息分析

经过对平台监控到的历史数据进行分析，查询各现地、各软件及各月份License使用数量，可判断每个现地对License的需求度，做到软件投资有据可依，如图3所示。从管理角度分析，定制了20多种不同维度的管控及查询表单，包含License使用数、使用率、使用时长及本异地借用情况等。

图3 License的使用信息分析系统

选其中“License使用数”进行分析，其原理为将每天的24 h分成不同的统计时段，定期对License服务器进行检查，最后再执行使用数据的聚合，即可得到对使用数的统计及衡量。总数为软件采购的实际数值，峰值使用数是不同统计时段中获取到的License最高使用值，平均使用数是对使用数据进行分析后聚合而成。鉴于系统的研发设计软件数据保密，取常用的3款软件，可知A和C软件使用度较高，可考虑追加采购，B软件使用度较低，可通过License共享平台共享使用，近期不建议追加采购。

图4 具体X研发设计软件License使用情况分析

针对A研发设计软件，可具体确认月度峰值使用数及平均使用数，如表1所示。再根据平台中BOE各个现地（B1、B2等）对License使用度的统计，如表2所示，确认使用频度高低，也为后续采购的费用分摊提供依据。

表1 A研发设计软件不同月份峰值与使用度对比

表2 A研发设计软件在不同现地的使用数对比

除使用数之外，还可以从使用率、使用时长及借用关系等多维度进行分析，为采购研发设计软件提供可靠数据支持，也为软件采购费用分摊比例提供支持。

3.4 管理角度价值体现节省投资金额

根据研发设计软件License平台的使用数据分析，建立了软件采购管理方案，明确了研发设计软件采购评估原则。同步跨现地成立专门应对研发设计软件需求检讨、分析和采购组织，极大提升工作效率，降低投资成本。2017年实际数据分析显示，预计采购16款软件，共42个License，总投资约人民币1 800万元，经平台数据分析，建议优先共享使用，减少采购比例，最终预计采购5款软件约15个License，建议投资450万元，节省投资高达75%，如表3所示。

表3 管理角度价值体现-投资节省

4 结束语

本文引进IBM LSF先进管理理念，结合基于半导体显示制造企业BOE实际情况，完成研发设计软件License平台的搭建，圆满实现了预期目标，提升软件资源使用度，实时监控License使用数据；可展示分析研发设计软件License资源多维度使用信息，为研发设计软件采购数据及费用分摊提供依据。但硬件调度方面还需进一步调研，完善BOE内部硬件基础部署，发挥LSF在硬件资源调度方面的优势[5-6]，建立统一集群，实现软硬件的统一调度及资源共享，有效利用闲置资源，实现分布式计算[7]，提升资源使用效率建立有BOE特色面向研发设计的资源共享云平台[8]。

[1]Zhou S,Zheng X,Wang J,et al.Utopia:A Load Sharing Facility for Large,Hterogeneous Distributed Computer Systems[J].Software-Practice and Experience,1993,23(12):1305-1336.

[2]宋安军,彭勤科,胡保生.并行计算模型在集群环境下的适应性[J].计算机工程,2003,29(18):4-5.

[3]王涛.基于LSF的集群管理系统的设计与实现[J].微电子学与计算机,2005,22(7):73-75.

[4]付伟,肖侬,卢锡城.网格环境中基于浮动License的软件资源共享[J].计算机工程与科学,2008(8):120-123.

[5]戈瑞录,胡飞,奚水清,等.基于LSF集群系统的分布式并行计算[J].测控技术,2006,25(7):53-55.

[6]侯正雄,周兴社,王云岚.网格环境中面向按需服务的软件license管理方法[J].华中科技大学学报,2007,35(10):140-143.

[7]蒋发群,李锦涛,苏晓丽,等.基于领域本体的软件资源共享研究[J].计算机集成制造系统,2008,14(1):146-172.

[8]王云霞,邱胜海,王志亮.面向服务的制造新模式—云制造研究综述[J].现代制造工程,2013(3):124-128.