AN 872 programmeerbare versnellingskaart met Intel Arria 10 GX FPGA

Inleiding

Oor hierdie dokument

Hierdie dokument verskaf metodes om die krag en termiese werkverrigting van jou AFU-ontwerp te skat en te bekragtig deur die Intel® Programmable Acceleration Card met Intel Arria® 10 GX FPGA in die teikenbedienerplatform te gebruik.

Kragspesifikasie

Die bordbestuurbeheerder monitor en bestuur termiese en kraggebeurtenisse op die Intel FPGA PAC. Wanneer die bord of FPGA oorverhit of oormatige stroom trek, skakel die bordbestuurbeheerder die FPGA-krag af vir beskerming. Vervolgens bring dit ook die PCIe-skakel af wat 'n onverwagte stelselongeluk kan veroorsaak. Verwys na Auto-Shutdown vir meer besonderhede oor die kriteria wat die afskakeling van die bord veroorsaak. In normale gevalle is die FPGA-temperatuur en -krag verreweg die hoofoorsaak van afskakeling. Om stilstand te verminder en stelselstabiliteit te verseker, beveel Intel aan dat die totale bordkrag nie verder gaan as 66 W nie en FPGA-krag nie verder gaan as 45 W nie. Individuele komponente en bordsamestellings het kragveranderlikheid. Daarom is die nominale waardes laer as die limiete om te verseker dat die bord nie 'n ewekansige stilstand in 'n stelsel met wisselende werkladings en inlaattemperature ervaar nie.

Kragspesifikasie

Stelsel	Totale bordkrag (watt)	FPGA-krag (watt)
'n Stelsel met 'n FPGA-koppelvlakbestuurder (FIM) en AFU wat met die ergste versnellingswerklading vir minimum 15 minute by die kerntemperatuur van 95°C werk.	66	45

Die totale bordkrag wissel na gelang van jou Accelerator Functional Unit (AFU)-ontwerp (hoeveelheid en frekwensie van logika-wisseling), inlaattemperatuur, stelseltemperatuur en lugvloei van die teikengleuf vir die Intel FPGA PAC. Om hierdie veranderlikheid te bestuur, beveel Intel aan dat jy aan hierdie kragspesifikasie voldoen om kragonderbreking deur die Raadsbestuurbeheerder te voorkom.

Verwante inligting

Outo-afskakeling.

Voorvereistes

Die vervaardiger van oorspronklike toerusting van die bediener (OEM) moet bevestig dat elke Intel FPGA PAC-koppelvlak met 'n PCIe-gleuf in 'n teikenbedienerplatform binne die termiese perke kan bly, selfs wanneer die bord die maksimum toegelate krag (66 W) verbruik. Vir meer inligting, verwys na die Intel PAC with Intel Arria 10 GX FPGA Platform Qualification Guidelines(1).

Gereedskap Vereistes

Jy moet die volgende gereedskap hê om die krag en termiese werkverrigting te skat en te evalueer.

• Sagteware:
  • Intel Acceleration Stack vir ontwikkeling
  • BW gereedskapstel
  • AFU-ontwerp(2)
  • Tcl script (aflaai) – Vereis om die programmering te formateer file vir ontleding
  • Vroeë kragberamer vir Intel Arria 10-toestelle
  • Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (aflaai)
• Hardeware:
  • Intel FPGA PAC
  • Mikro-USB-kabel (3)
  • Teikenbediener vir Intel FPGA PAC(4)

Intel beveel aan dat jy die Intel Acceleration Stack Quick Start Guide vir Intel Programmeerbare Acceleration Card met Intel Arria 10 GX FPGA vir sagteware-installasie volg.

Verwante inligting

Intel Acceleration Stack Quick Start Guide vir Intel Programmeerbare Acceleration Card met Intel Arria 10 GX FPGA.

1. Kontak jou Intel-ondersteuningsverteenwoordiger om toegang tot hierdie dokument te kry.
2. Die build_synth-gids word geskep nadat jy jou AFU saamgestel het.
3. In Acceleration Stack 1.2 word die bordmonitering oor PCIe uitgevoer.
4. Maak seker dat jou OEM die geteikende PCIe-gleuf(e) bekragtig het in ooreenstemming met die platformkwalifikasieriglyne vir jou Intel FPGA PAC.

Gebruik die Raadsbestuurskontroleur

Outo-afskakeling

Die Board Management Controller monitor en beheer terugstellings, verskillende kragrelings, FPGA en bordtemperature. Wanneer die direksiebestuurskontroleur toestande waarneem wat die bord moontlik kan beskadig, skakel dit outomaties die bord se krag af vir beskerming.

Let wel: Wanneer die FPGA krag verloor, is die PCIe-skakel tussen die Intel FPGA PAC en gasheer af. In baie stelsels kan die PCIe-koppeling 'n stelselongeluk veroorsaak.

Outo-afskakelkriteria

Die volgende tabel lys die kriteria waarby die direksiebestuurskontroleur raad se krag afskakel.

Parameter	Drempelgrens
Board Power	66 W
12v Backplane Stroom	6 A
12v Backplane Voltage	14 V
1.2v stroom	16 A
1.2v Voltage	1.4 V
1.8v stroom	8 A
1.8v Voltage	2.04 V
3.3v stroom	8 A
3.3v Voltage	3.96 V
FPGA Core Voltage	1.08 V
FPGA-kernstroom	60 A
FPGA-kerntemperatuur	100°C
Kerntoevoertemperatuur	120°C
Bord temperatuur	80°C
QSFP temperatuur	90°C
QSFP Voltage	3.7 V

Herstel na outomatiese afskakeling

Die Raadsbestuurbeheerder hou krag af tot die volgende kragsiklus. Daarom, wanneer 'n Intel FPGA PAC-kaartkrag afgeskakel word, moet jy die bediener aanskakel om krag na die Intel FPGA PAC terug te gee.

Die algemene oorsaak van kragonderbreking is die FPGA-oorverhitting (wanneer die kerntemperatuur meer as 100°C is), of die FPGA wat oormatige stroom trek. Dit gebeur tipies wanneer die AFU-ontwerp die Intel FPGA PAC-gedefinieerde kragomhulsels oorskry of daar onvoldoende lugvloei is. In hierdie geval moet jy kragverbruik in jou AFU verminder.

Monitor aan boord sensors met OPAE

Gebruik die fpgainfo-opdragreëlprogram om die temperatuur- en kragsensordata van die Raadsbestuurbeheerder in te samel. Jy kan hierdie program met die Acceleration Stack 1.2 en verder gebruik. Vir Acceleration Stack 1.1 of ouer, gebruik die BWMonitor-nutsding soos beskryf in die volgende afdeling.

Om die temperatuurdata te versamel:

• bash-4.2$ fpgainfo temp

Sampdie uitset

Om die kragdata te versamel

• bash-4.2$ fpgainfo krag

Sampdie uitset

Monitor aan boord sensors met behulp van BWMonitor

• BWMonitor is 'n BittWare-instrument waarmee u FPGA/bordtemperatuur kan meet, voltage, en huidige.

Voorvereiste: Jy moet 'n mikro-USB-kabel tussen die Intel FPGA PAC en die bediener installeer.

1. Installeer die toepaslike BittWorks II Toolkit-Lite sagteware, firmware en selflaaiprogram.

OS-versoenbare BittWorks II ToolkitLite-weergawe

Bedryfstelsel	Loslaat	BittWorks II Toolkit-Lite weergawe	Installeer Command
CentOS 7.4/RHEL 7.4	2018.6 Enterprise Linux 7 (64-bis)	bw2tk- lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
			sudo yum installeer bw2tk-\ lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
Ubuntu 16.04	2018.6 Ubuntu 16.04 (64-bis)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

Verwys na die Aan die slag webbladsy om die BMC-firmware en gereedskap af te laai

• BMC Firmware weergawe: 26889
• BMC Bootloader weergawe: 26879

Stoor die files na 'n bekende plek op die gasheermasjien. Die volgende skrif vra vir hierdie ligging.

Voeg Bittware-instrument by PATH:

• uitvoer PATH=/opt/bwtk/2018.6.0L/bin/:$PATH

U kan die BWMonitor begin met behulp van

• /opt/bwtk/2018.6L/bin/bwmonitor-gui&

Sample Metings

AFU Design Power Verification

Kragmetingvloei

Om die krag vir jou AFU-ontwerp te evalueer, neem die volgende maatstawwe vas:

• Totale bordkrag en FPGA-temperatuur
  • (nadat die ergste datapatrone vir 15 minute op jou ontwerp uitgevoer is)
• Statiese krag en temperatuur
  • (met behulp van 'n statiese kragmetingsontwerp)
• Ergste geval statiese krag
  • (voorspelde waardes met behulp van die Early Power Estimator vir Intel Arria 10-toestelle)

Gebruik dan die Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (aflaai) met hierdie aangetekende maatstawwe om te verifieer of jou AFU-ontwerp aan die spesifikasie voldoen.

Meting van die Totale Raadskrag

Volg hierdie stappe

1. Installeer die Intel PAC met Intel Arria 10 GX FPGA in 'n gekwalifiseerde PCIe-gleuf in die bediener. As jy BWMonitor vir meting gebruik, koppel die Mikro-USB-kabel van die agterkant van die kaart aan enige USB-poort van die bediener.
2. Laai jou AFU en hardloop op sy maksimum krag.
   • As die AFU Ethernet gebruik, maak seker dat die netwerkkabel of -module ingesit en aan die skakelvennoot gekoppel is en dat netwerkverkeer in die AFU aangeskakel is.
   • Indien toepaslik, hardloop DMA deurlopend om DDR4 aan boord te oefen.
   • Begin jou toepassings op die gasheer om die AFU die slegste-geval verkeer te voed asook om FPGA ten volle uit te oefen. Maak seker dat jy die FPGA beklemtoon met die mees stresvolle dataverkeer. Voer hierdie stap vir minimum 15 minute uit om die FPGA-kerntemperatuur te laat sak.
     • Let wel: Monitor die totale bordkrag, FPGA-krag en FPGA-kerntemperatuurwaarde tydens toetsing om te verseker dat dit binne spesifikasie bly. As 66 W-, 45 W- of 100°C-limiete bereik word, stop die toets onmiddellik.
3. Nadat die FPGA-kerntemperatuur stabiel word, gebruik die fpgainfo-program of BWMonitor-instrument om die totale bordkrag en FPGA-kerntemperatuur aan te teken. Voer hierdie waardes in ry Stap 1: Totale bordkragmeting van die Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet.

Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet Sample

Meting van die werklike statiese krag

Lekstroom is 'n leidende oorsaak van bord-tot-bord kragverbruik variasie. Die drywingsmetings van bogenoemde afdeling sluit krag in as gevolg van lekstroom (statiese drywing) en drywing as gevolg van die AFU-logika (dinamiese drywing). In hierdie afdeling sal jy die statiese krag van die bord-onder-toets meet om die dinamiese krag te verstaan.

Voordat jy die FPGA statiese krag meet, gebruik die disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl script (aflaai) om die FPGA-programmering te verwerk file, (*.sof file) wat 'n FIM- en AFU-ontwerp bevat. Die tcl-skrip deaktiveer alle FPGA-invoerpenne om te verseker dat daar geen omskakeling binne die FPGA is nie (wat geen dinamiese krag beteken nie). Verwys na die Minimale Vloei Example om saam te stel asampdie AFU. Die gegenereerde *.sof file is geleë by:

• cd $OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/samples/ $ OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/samples/ bou_synth/bou/uitvoer_files/ afu_*.sof

Jy moet die disable-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl in die bogenoemde gids stoor en dan die volgende opdrag uitvoer

• # quartus_asm -t deaktiveer-gpio-invoer-buffer-intel-pac-arria10-gx.tclafu_*.sof

Sampdie uitset

Inligting: ************************************************** *************** Inligting:
Werk Quartus Prime Assembler
Inligting: Weergawe 17.1.1 Build 273 12/19/2017 SJ Pro Edition
Inligting: Kopiereg (C) 2017 Intel Corporation. Alle regte voorbehou. Inligting: Jou gebruik
van Intel Corporation se ontwerpgereedskap, logiese funksies Info: en ander sagteware en gereedskap, en sy AMPP vennoot logika Info: funksies, en enige uitset files van enige van die voorafgaande inligting: (insluitend toestelprogrammering of simulasie files), en enige Info: geassosieerde dokumentasie of inligting is uitdruklik onderhewig. Info: aan die bepalings en voorwaardes van die Intel-programlisensie-inligting: Intekeningooreenkoms, die Intel Quartus Prime-lisensie-ooreenkoms, Info:

By suksesvolle uitvoering van die tcl-skrip, sal die afu_*.sof file is opgedateer en gereed vir FPGA-programmering.

Volg hierdie stappe om die werklike statiese krag te meet

1. Gebruik die Intel Quartus® Prime-programmeerder om die *.sof file. Verwys na die gebruik van die Intel Quartus Prime Programmeerder op bladsy 12 vir gedetailleerde stappe.
2. Monitor die FPGA-kerntemperatuur, voltage, en stroom met behulp van die BWMonitor-instrument. Voer hierdie waardes in ry Stap 2: FPGA-kern statiese kragmeting van die Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet.

Verwante inligting

• Intel Acceleration Stack Quick Start Guide vir Intel Programmeerbare Acceleration Card met Intel Arria 10 GX FPGA
• Monitor aan boord sensors met behulp van BWMonitor.

Gebruik die Intel Quartus Prime Programmeerder

Jy moet die mikro-USB-kabel tussen die Intel FPGA PAC en die bediener verbind hê om hierdie stappe uit te voer:

1. Vind die wortelpoort en eindpunt van die Intel FPGA PAC-kaart: $ lspci -tv | grep 09c4

Example uitset 1 wys dat die wortelpoort d7:0.0 is en die eindpunt d8:0.0 is

• -+-[0000:d7]-+-00.0-[d8]—-00.0 Intel Corporation-toestel 09c4

Example uitset 2 wys dat die wortelpoort 0:1.0 is en die eindpunt 3:0.0

• +-01.0-[03]—-00.0 Intel Corporation-toestel 09c4

Example uitset 3 wys dat die wortelpoort 85:2.0 is en die eindpunt 86:0.0 en

• +-[0000:85]-+-02.0-[86]—-00.0 Intel Corporation-toestel 09c4

Let wel: Geen uitset dui op 'n PCIe*-toestel-opsommingsfout en daardie flits is nie geprogrammeer nie.

• # Masker onkorrekbare foute en regstelbare foute van FPGA
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # Masker onkorrekbare foute en Masker regstelbare foute van RP
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

Voer die volgende Intel Quartus Prime Programmer-opdrag uit:

• sudo $QUARTUS_HOME/bin/quartus_pgm -m JTAG -o 'pvbi;afu_*.sof'

1. Voer die volgende opdragte uit om onkorrekbare foute te ontmasker en korrigeerbare foute te masker
   • # Ontmasker onkorrekbare foute en masker korrigeerbare foute van FPGA
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # Ontmasker onkorrekbare foute en masker korrigeerbare foute van RP:
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. Herlaai.

Verwante inligting

Intel Acceleration Stack Quick Start Guide vir Intel Programmeerbare Acceleration Card met Intel Arria 10 GX FPGA

Skat die ergste statiese kernkrag

Volg hierdie stappe om die ergste geval statiese krag te skat

1. Verwys na die Minimale Vloei Example om saam te stel asample AFU geleë by:
   • /hw/samples/ /
2. Klik in die Intel Quartus Prime Pro Edition-sagteware File > Maak Project oop en kies jou .qpf file om die AFU-sinteseprojek vanaf die volgende pad oop te maak:
   • /hw/samples/ /build_synth/build
3. Klik Projek > Genereer EPE File om die vereiste .csv te skep file.
   • Stap 2 Illustrasie
4. Maak die Early Power Estimator-nutsding (5) oop en klik Import CSV-ikoon. Kies die bogenoemde gegenereerde .csv file.
   • Let wel: Jy kan die waarskuwing ignoreer terwyl jy die .csv invoer file.
5. Invoerparameters word outomaties ingevul.

• Verander die waarde na Gebruiker Ingevoer in die Junction Temp. TJ veld. En stel die Junction Temp. TJ (°C) veld na 95
• Verander die veld Kragkenmerke van Tipies na Maksimum.
• In die EPE-instrument is die PSTATIC die totale statiese krag in watt. U kan die ergste statiese kernkrag van die Verslag-oortjie bereken

EPE Tool Sample Uitset

Rapporteer Tab

In die exampAs hierbo getoon word, is die totale FPGA-kern statiese stroom die som van alle statiese stroom en bystandstroom by 0.9V (VCC, VCCP, VCCERAM). Tik hierdie waarde in ry Stap 3: Slegste statiese krag van EPE van die Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet. Let op die Berekende uitset-ry vir die maksimum kragverbruik van jou AFU.

Dokumenthersieningsgeskiedenis vir termiese en kragriglyne vir Intel PAC met Intel Arria 10 GX FPGA

Dokument weergawe	Veranderinge
2019.08.30	Aanvanklike vrystelling.

Intel Corporation. Alle regte voorbehou. Intel, die Intel-logo en ander Intel-merke is handelsmerke van Intel Corporation of sy filiale. Intel waarborg prestasie van sy FPGA- en halfgeleierprodukte volgens huidige spesifikasies in ooreenstemming met Intel se standaardwaarborg, maar behou die reg voor om enige tyd sonder kennisgewing veranderinge aan enige produkte en dienste aan te bring. Intel aanvaar geen verantwoordelikheid of aanspreeklikheid wat voortspruit uit die toepassing of gebruik van enige inligting, produk of diens wat hierin beskryf word nie, behalwe soos uitdruklik skriftelik deur Intel ooreengekom. Intel-kliënte word aangeraai om die nuutste weergawe van toestelspesifikasies te bekom voordat hulle op enige gepubliseerde inligting staatmaak en voordat bestellings vir produkte of dienste geplaas word.

Ander name en handelsmerke kan as die eiendom van ander geëis word.

ISO

• 9001:2015
  Geregistreer

ID: 683795
Weergawe: 2019.08.30

Dokumente / Hulpbronne

intel AN 872 programmeerbare versnellingskaart met Intel Arria 10 GX FPGA [pdf] Gebruikersgids AN 872 programmeerbare versnellingskaart met Intel Arria 10 GX FPGA, AN 872, programmeerbare versnellingskaart met Intel Arria 10 GX FPGA

Verwysings

• Gebruikershandleiding