بطاقة تسريع قابلة للبرمجة AN 872 مع Intel Arria 10 GX FPGA
مقدمة
حول هذه الوثيقة
يوفر هذا المستند طرقًا لتقدير والتحقق من الطاقة والأداء الحراري لتصميم AFU الخاص بك باستخدام بطاقة التسريع القابلة للبرمجة Intel® مع Intel Arria® 10 GX FPGA في النظام الأساسي للخادم الهدف.
مواصفة الطاقة
تقوم وحدة التحكم في إدارة اللوحة بمراقبة وإدارة الأحداث الحرارية والطاقة في Intel FPGA PAC. عندما ترتفع درجة حرارة اللوحة أو FPGA أو تسحب تيارًا زائدًا ، تقوم وحدة التحكم في إدارة اللوحة بإيقاف تشغيل طاقة FPGA للحماية. بعد ذلك ، يقوم أيضًا بإسقاط ارتباط PCIe الذي قد يتسبب في تعطل النظام بشكل غير متوقع. راجع إيقاف التشغيل التلقائي للحصول على مزيد من التفاصيل حول المعايير التي تؤدي إلى إيقاف تشغيل اللوحة. في الحالات العادية ، تعد درجة حرارة FPGA والطاقة السبب الرئيسي للإغلاق. لتقليل وقت التوقف عن العمل وضمان استقرار النظام ، توصي Intel بألا تتجاوز طاقة اللوحة الإجمالية 66 وات ولا تتجاوز طاقة FPGA 45 وات. تتمتع المكونات الفردية وتجميعات اللوحة بتغير في الطاقة. لذلك ، فإن القيم الاسمية أقل من الحدود لضمان عدم تعرض اللوحة لإغلاق عشوائي في نظام بأحمال عمل متفاوتة ودرجات حرارة دخول متفاوتة.
مواصفة الطاقة
|
نظام |
إجمالي طاقة اللوحة (واط) |
طاقة FPGA (واط) |
| نظام مع FPGA Interface Manager (FIM) و AFU يعمل مع أسوأ حالة لحد من عبء العمل لمدة 15 دقيقة على الأقل عند درجة حرارة أساسية تبلغ 95 درجة مئوية. |
66 |
45 |
تختلف الطاقة الإجمالية للوحة اعتمادًا على تصميم الوحدة الوظيفية للمسرع (AFU) (مقدار وتكرار التبديل المنطقي) ودرجة حرارة المدخل ودرجة حرارة النظام وتدفق الهواء في الفتحة المستهدفة لـ Intel FPGA PAC. لإدارة هذا التباين ، توصي Intel بتلبية مواصفات الطاقة هذه لمنع إيقاف تشغيل الطاقة بواسطة وحدة التحكم في إدارة اللوحة.
معلومات ذات صلة
إطفاء ذاتي.
المتطلبات الأساسية
يجب أن تتحقق الشركة المصنعة للمعدات الأصلية للخادم (OEM) من أن كل وصلة Intel FPGA PAC إلى فتحة PCIe في منصة خادم مستهدفة يمكن أن تظل ضمن الحدود الحرارية حتى عندما تستهلك اللوحة أقصى طاقة مسموح بها (66 واط). لمزيد من المعلومات ، راجع Intel PAC مع إرشادات تأهيل النظام الأساسي Intel Arria 10 GX FPGA (1).
متطلبات الأدوات
يجب أن يكون لديك الأدوات التالية لتقدير وتقييم أداء الطاقة والحرارة.
- برمجة:
- Intel Acceleration Stack من أجل التنمية
- BWtoolkit
- تصميم AFU (2)
- نص Tcl (تنزيل) - مطلوب لتهيئة البرمجة file للتحليل
- مقدر الطاقة المبكر لأجهزة Intel Arria 10
- ورقة مقدرة الطاقة Intel FPGA PAC (تنزيل)
- الأجهزة:
- إنتل FPGA PAC
- كابل Micro-USB (3)
- الخادم الهدف لـ Intel FPGA PAC (4)
توصي Intel باتباع دليل البدء السريع من Intel Acceleration Stack لبطاقة تسريع Intel القابلة للبرمجة مع Intel Arria 10 GX FPGA لتثبيت البرنامج.
معلومات ذات صلة
دليل البدء السريع من Intel Acceleration Stack لبطاقة التسريع القابلة للبرمجة من Intel مع Intel Arria 10 GX FPGA.
- اتصل بممثل دعم Intel للوصول إلى هذا المستند.
- يتم إنشاء دليل build_synth بعد تجميع AFU الخاص بك.
- في Acceleration Stack 1.2 ، تتم مراقبة اللوحة عبر PCIe.
- تأكد من قيام OEM الخاص بك بالتحقق من صحة فتحة (فتحات) PCIe المستهدفة وفقًا لإرشادات تأهيل النظام الأساسي لـ Intel FPGA PAC.
استخدام وحدة تحكم إدارة المجلس
إطفاء ذاتي
تراقب وحدة التحكم في إدارة اللوحة عمليات إعادة التعيين وتتحكم فيها وقضبان الطاقة المختلفة و FPGA ودرجات حرارة اللوحة. عندما تستشعر وحدة التحكم في إدارة اللوحة ظروفًا يمكن أن تلحق الضرر باللوحة ، فإنها تقوم تلقائيًا بإيقاف تشغيل طاقة اللوحة للحماية.
ملحوظة: عندما تفقد FPGA الطاقة ، يكون ارتباط PCIe بين Intel FPGA PAC والمضيف معطلاً. في العديد من الأنظمة ، قد يتسبب ارتباط PCIe في تعطل النظام.
معايير الاغلاق التلقائي
يسرد الجدول التالي المعايير التي بعدها يقوم مراقب إدارة مجلس الإدارة بإيقاف تشغيل طاقة اللوحة.
| المعلمة | حد العتبة |
| قوة المجلس | 66 واط |
| 12 فولت لوحة الكترونية معززة الحالية | 6 أ |
| 12 فولت لوحة الكترونية معززة المجلدtage | 14 فولت |
| 1.2 فولت الحالية | 16 أ |
| 1.2 فولت المجلدtage | 1.4 فولت |
| 1.8 فولت الحالية | 8 أ |
| 1.8 فولت المجلدtage | 2.04 فولت |
| 3.3 فولت الحالية | 8 أ |
| 3.3 فولت المجلدtage | 3.96 فولت |
| FPGA المجلد الأساسيtage | 1.08 فولت |
| التيار الأساسي FPGA | 60 أ |
| درجة الحرارة الأساسية FPGA | 100 درجة مئوية |
| درجة حرارة العرض الأساسية | 120 درجة مئوية |
| درجة حرارة اللوح | 80 درجة مئوية |
| درجة حرارة QSFP | 90 درجة مئوية |
| QSFP المجلدtage | 3.7 فولت |
التعافي بعد الإغلاق التلقائي
مراقب إدارة المجلس يوقف التيار الكهربائي حتى دورة الطاقة التالية. لذلك ، عند إيقاف تشغيل بطاقة Intel FPGA PAC ، يجب عليك تشغيل دورة الخادم لإعادة الطاقة إلى Intel FPGA PAC.
السبب الشائع لإيقاف تشغيل الطاقة هو ارتفاع درجة حرارة FPGA (عندما تزيد درجة حرارة القلب عن 100 درجة مئوية) ، أو سحب FPGA للتيار الزائد. يحدث هذا عادةً عندما يتجاوز تصميم AFU مظاريف الطاقة المحددة من Intel FPGA PAC أو عندما يكون هناك تدفق هواء غير كافٍ. في هذه الحالة ، يجب عليك تقليل استهلاك الطاقة في AFU الخاص بك.
راقب المستشعرات الموجودة على اللوحة باستخدام OPAE
استخدم برنامج سطر الأوامر fpgainfo لجمع بيانات مستشعر درجة الحرارة والطاقة من وحدة التحكم في إدارة اللوحة. يمكنك استخدام هذا البرنامج مع Acceleration Stack 1.2 وما بعده. بالنسبة إلى Acceleration Stack 1.1 أو أقدم ، استخدم أداة BWMonitor كما هو موضح في القسم التالي.
لجمع بيانات درجة الحرارة:
- bash-4.2 $ fpgainfo temp
Sampلو الإخراج
لجمع بيانات الطاقة
- باش 4.2 $ fpgainfo power
Sampلو الإخراج
مراقبة أجهزة الاستشعار على متن الطائرة باستخدام BWMonitor
- BWMonitor هي أداة BittWare تسمح لك بقياس درجة حرارة FPGA / اللوحة ، المجلدtagهـ، والحالية.
المتطلبات الأساسية: يجب عليك تثبيت كبل micro-USB بين Intel FPGA PAC والخادم.
- قم بتثبيت برنامج BittWorks II Toolkit-Lite المناسب والبرامج الثابتة ومحمل الإقلاع.
إصدار BittWorks II ToolkitLite المتوافق مع نظام التشغيل
| نظام التشغيل | يطلق | إصدار BittWorks II Toolkit-Lite | قم بتثبيت الأمر | |
| CentOS 7.4 / RHEL 7.4 | 2018.6 Enterprise Linux 7 (64 بت) | bw2tk-
لايت 2018.6.el7.x86_64.rpm |
||
| sudo yum install bw2tk- \ lite-2018.6.el7.x86_64.rpm | ||||
| أوبونتو 16.04 | 2018.6 أوبونتو 16.04 (64 بت) | bw2tk-
لايت 2018.6.u1604.amd64.deb |
||
| sudo dpkg -i bw2tk- \ 2018.6.u1604.amd64.deb | ||||
راجع Getting Started webصفحة لتنزيل البرامج الثابتة والأدوات BMC
- إصدار البرنامج الثابت BMC: 26889
- إصدار BMC Bootloader: 26879
احفظ files إلى موقع معروف على الجهاز المضيف. يطالب البرنامج النصي التالي لهذا الموقع.
أضف أداة Bittware إلى PATH:
- export PATH = / opt / bwtk / 2018.6.0L / bin /: $ PATH
يمكنك تشغيل BWMonitor باستخدام
- /opt/bwtk/2018.6L/bin/bwmonitor-gui&
Sampلو القياسات
التحقق من قوة التصميم في AFU
تدفق قياس الطاقة
لتقييم قوة تصميم AFU الخاص بك ، قم بتسجيل المقاييس التالية:
- إجمالي طاقة اللوحة ودرجة حرارة FPGA
- (بعد تشغيل أنماط البيانات الأسوأ على تصميمك لمدة 15 دقيقة)
- الطاقة الثابتة ودرجة الحرارة
- (باستخدام تصميم قياس القدرة الاستاتيكية)
- أسوأ حالة قوة ثابتة
- (القيم المتوقعة باستخدام مقدر الطاقة المبكر لأجهزة Intel Arria 10)
بعد ذلك ، استخدم ورقة مقدر طاقة Intel FPGA PAC (تنزيل) مع هذه المقاييس المسجلة للتحقق مما إذا كان تصميم AFU الخاص بك يفي بالمواصفات.
قياس الطاقة الكلية للوحة
اتبع الخطوات التالية
- قم بتثبيت Intel PAC مع Intel Arria 10 GX FPGA في فتحة PCIe مؤهلة في الخادم. إذا كنت تستخدم BWMonitor للقياس ، فقم بتوصيل كابل Micro-USB من الجزء الخلفي من البطاقة إلى أي منفذ USB بالخادم.
- قم بتحميل AFU الخاص بك وتشغيلها بأقصى طاقتها.
- إذا كانت وحدة AFU تستخدم Ethernet ، فتأكد من إدخال كبل الشبكة أو الوحدة وتوصيلها بشريك الارتباط وتشغيل حركة مرور الشبكة في AFU.
- إذا كان ذلك مناسبًا ، فقم بتشغيل DMA باستمرار لممارسة DDR4 على متن الطائرة.
- قم بتشغيل تطبيقاتك على المضيف لإطعام AFU حركة المرور الأسوأ بالإضافة إلى ممارسة FPGA بشكل كامل. تأكد من أنك تشدد على FPGA مع مرور البيانات الأكثر إرهاقًا. قم بتشغيل هذه الخطوة لمدة 15 دقيقة على الأقل للسماح لدرجة حرارة FPGA الأساسية بالاستقرار.
- ملحوظة: أثناء الاختبار ، راقب إجمالي طاقة اللوحة ، وطاقة FPGA ، وقيمة درجة الحرارة الأساسية FPGA لضمان بقائها ضمن المواصفات. إذا تم الوصول إلى حدود 66 وات أو 45 وات أو 100 درجة مئوية ، فأوقف الاختبار على الفور.
- بعد استقرار درجة حرارة FPGA الأساسية ، استخدم برنامج fpgainfo أو أداة BWMonitor لتسجيل إجمالي طاقة اللوحة ودرجة حرارة FPGA الأساسية. أدخل هذه القيم في الصف الخطوة 1: إجمالي قياس طاقة اللوحة لورقة تقدير طاقة Intel FPGA PAC.
ورقة تقدير الطاقة Intel FPGA PAC Sample
قياس القوة الساكنة الحقيقية
يُعد تيار التسرب سببًا رئيسيًا لاختلاف استهلاك الطاقة من لوحة إلى أخرى. تتضمن قياسات الطاقة من القسم أعلاه القدرة بسبب تيار التسرب (القدرة الساكنة) والطاقة بسبب منطق AFU (القدرة الديناميكية). في هذا القسم ، ستقيس القوة الساكنة للوحة قيد الاختبار لفهم القوة الديناميكية.
قبل قياس الطاقة الثابتة FPGA ، استخدم البرنامج النصي disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl (تنزيل) لمعالجة برمجة FPGA fileو (* .sof file) الذي يحتوي على تصميم FIM و AFU. يقوم البرنامج النصي tcl بتعطيل جميع دبابيس إدخال FPGA لضمان عدم وجود تبديل داخل FPGA (مما يعني عدم وجود طاقة ديناميكية). الرجوع إلى مثال التدفق الأدنىample لتجميع مثلampلو AFU. تم إنشاء ملف * .sof file يقع في:
- قرص مضغوط OPAE_PLATFORM_ROOT / ساعة / ثانيةampليه / OPAE_PLATFORM_ROOT دولار / ساعة / ثانيةampليه / build_synth / build / output_files / afu _ *. sof
يجب عليك حفظ تعطيل-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl في الدليل أعلاه ثم تشغيل الأمر التالي
- # quartus_asm -t تعطيل-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tclafu _ *. sof
Sampلو الإخراج
معلومات: **************************************************** ***************** معلومات:
تشغيل Quartus Prime Assembler
معلومات: الإصدار 17.1.1 Build 273 12/19/2017 SJ Pro Edition
معلومات: حقوق النشر (C) 2017 شركة إنتل. كل الحقوق محفوظة. معلومات: استخدامك
من أدوات تصميم شركة إنتل ، معلومات الوظائف المنطقية: وغيرها من البرامج والأدوات ، وما يتعلق بها AMPمعلومات منطق الشريك: الوظائف وأي مخرجات fileق من أي من المعلومات السابقة: (بما في ذلك برمجة الجهاز أو المحاكاة files) وأي معلومات: تخضع الوثائق أو المعلومات المرتبطة صراحةً للمعلومات: لشروط وأحكام معلومات ترخيص برنامج Intel: اتفاقية الاشتراك واتفاقية ترخيص Intel Quartus Prime والمعلومات:
عند التنفيذ الناجح لبرنامج tcl النصي ، فإن الملف afu _ *. sof file تم تحديثه وجاهز لبرمجة FPGA.
اتبع هذه الخطوات لقياس القوة الساكنة الحقيقية
- استخدم مبرمج Intel Quartus® Prime لبرمجة ملف * .sof file. راجع استخدام مبرمج Intel Quartus Prime في الصفحة 12 للحصول على خطوات مفصلة.
- مراقبة درجة الحرارة الأساسية FPGA ، المجلدtage ، والحالي باستخدام أداة BWMonitor. أدخل هذه القيم في الصف الخطوة 2: قياس القدرة الثابتة الأساسية FPGA لورقة تقدير الطاقة Intel FPGA PAC.
معلومات ذات صلة
- دليل البدء السريع من Intel Acceleration Stack لبطاقة التسريع القابلة للبرمجة من Intel مع Intel Arria 10 GX FPGA
- مراقبة أجهزة الاستشعار على متن الطائرة باستخدام BWMonitor.
استخدام مبرمج Intel Quartus Prime
يجب أن يكون لديك كبل micro USB متصل بين Intel FPGA PAC والخادم لتنفيذ الخطوات التالية:
- ابحث عن منفذ الجذر ونقطة النهاية لبطاقة Intel FPGA PAC: $ lspci -tv | grep 09c4
Exampيوضح الإخراج le 1 أن منفذ الجذر هو d7: 0.0 ونقطة النهاية هي d8: 0.0
- - + - [0000: d7] - + - 00.0- [d8] —- 00.0 Intel Corporation Device 09c4
Exampيوضح الإخراج le 2 أن منفذ الجذر هو 0: 1.0 ونقطة النهاية هي 3: 0.0
- + -01.0- [03] —- 00.0 جهاز Intel Corporation 09c4
Exampيوضح الإخراج le 3 أن منفذ الجذر هو 85: 2.0 ونقطة النهاية هي 86: 0.0 و
- + - [0000: 85] - + - 02.0- [86] —- 00.0 Intel Corporation Device 09c4
ملحوظة: لا يوجد خرج يشير إلى فشل تعداد جهاز PCIe * وأن الفلاش غير مبرمج.
- # قناع الأخطاء غير القابلة للتصحيح وأخطاء FPGA القابلة للتصحيح
- $ sudo setpci -s d8: 0.0 ECAP_AER + 0x08.L = 0xFFFFFFFF
- $ sudo setpci -s d8: 0.0 ECAP_AER + 0x14.L = 0xFFFFFFFF
- # إخفاء الأخطاء غير القابلة للتصحيح وإخفاء أخطاء RP القابلة للتصحيح
- $ sudo setpci -s d7: 0.0 ECAP_AER + 0x08.L = 0xFFFFFFFF
- $ sudo setpci -s d7: 0.0 ECAP_AER + 0x14.L = 0xFFFFFFFF
قم بتشغيل الأمر التالي Intel Quartus Prime Programmer:
- sudo $ QUARTUS_HOME / bin / quartus_pgm -m JTAG -o 'pvbi؛ afu _ *. sof'
- للكشف عن الأخطاء غير القابلة للتصحيح وإخفاء الأخطاء القابلة للتصحيح ، قم بتشغيل الأوامر التالية
- # الكشف عن الأخطاء غير القابلة للتصحيح وإخفاء أخطاء FPGA القابلة للتصحيح
- $ sudo setpci -s d8: 0.0 ECAP_AER + 0x08.L = 0x00000000
- $ sudo setpci -s d8: 0.0 ECAP_AER + 0x14.L = 0x00000000
- # كشف الأخطاء غير القابلة للتصحيح وإخفاء أخطاء RP القابلة للتصحيح:
- $ sudo setpci -s d7: 0.0 ECAP_AER + 0x08.L = 0x00000000
- $ sudo setpci -s d7: 0.0 ECAP_AER + 0x14.L = 0x00000000
- # الكشف عن الأخطاء غير القابلة للتصحيح وإخفاء أخطاء FPGA القابلة للتصحيح
- إعادة التشغيل.
معلومات ذات صلة
دليل البدء السريع من Intel Acceleration Stack لبطاقة التسريع القابلة للبرمجة من Intel مع Intel Arria 10 GX FPGA
تقدير القوة الساكنة الأساسية الأسوأ
اتبع هذه الخطوات لتقدير أسوأ حالة طاقة ثابتة
- الرجوع إلى مثال التدفق الأدنىample لتجميع مثلampيقع Le AFU في:
- / hw / sampليه / /
- في برنامج Intel Quartus Prime Pro Edition ، انقر فوق File > افتح المشروع وحدد .qpf الخاص بك file لفتح مشروع تجميع AFU من المسار التالي:
- / hw / sampليه / / build_synth / build
- انقر فوق مشروع> إنشاء EPE File لإنشاء ملف .csv المطلوب file.
- الخطوة 2 التوضيح
- الخطوة 2 التوضيح
- افتح أداة Early Power Estimator (5) وانقر فوق رمز Import CSV. حدد ملف .csv الذي تم إنشاؤه أعلاه file.
- ملحوظة: يمكنك تجاهل التحذير أثناء استيراد ملف .csv file.
- يتم ملء معلمات المدخلات تلقائيًا.
- قم بتغيير القيمة إلى المستخدم الذي تم إدخاله في درجة حرارة التقاطع. حقل TJ. وضبط درجة حرارة التقاطع. TJ (درجة مئوية) إلى 95
- قم بتغيير حقل خصائص الطاقة من نموذجي إلى الحد الأقصى.
- في أداة EPE ، يكون PSTATIC هو إجمالي الطاقة الساكنة بالواط. يمكنك حساب أسوأ حالة طاقة ثابتة أساسية من علامة التبويب تقرير
أداة EPE S.ampلو الإخراج
علامة التبويب تقرير
في السابقample الموضح أعلاه ، إجمالي التيار الثابت الأساسي FPGA هو مجموع التيار الثابت والتيار الاحتياطي عند 0.9 فولت (VCC ، VCCP ، VCCERAM). أدخل هذه القيمة في الصف الخطوة 3: أسوأ قوة ثابتة من EPE لورقة تقدير الطاقة Intel FPGA PAC. راقب صف الإخراج المحسوب لمعرفة الحد الأقصى لاستهلاك الطاقة في AFU.
تاريخ مراجعة المستندات لإرشادات الطاقة والحرارة لـ Intel PAC مع Intel Arria 10 GX FPGA
| نسخة الوثيقة | التغييرات |
| 2019.08.30 | الإصدار الأولي. |
شركة إنتل. كل الحقوق محفوظة. تعد Intel وشعار Intel وعلامات Intel الأخرى علامات تجارية لشركة Intel Corporation أو الشركات التابعة لها. تضمن Intel أداء منتجات FPGA وأشباه الموصلات وفقًا للمواصفات الحالية وفقًا لضمان Intel القياسي ، ولكنها تحتفظ بالحق في إجراء تغييرات على أي منتجات وخدمات في أي وقت دون إشعار. لا تتحمل Intel أي مسؤولية أو التزام ناشئ عن التطبيق أو استخدام أي معلومات أو منتج أو خدمة موصوفة هنا باستثناء ما تم الاتفاق عليه صراحةً كتابةً من قبل Intel. يُنصح عملاء Intel بالحصول على أحدث إصدار من مواصفات الجهاز قبل الاعتماد على أي معلومات منشورة وقبل تقديم طلبات المنتجات أو الخدمات.
يمكن المطالبة بأسماء وعلامات تجارية أخرى باعتبارها ملكًا للآخرين.
ايزو
- 9001:2015
مسجل
بطاقة تعريف: 683795
إصدار: 2019.08.30
المستندات / الموارد
 |
بطاقة تسريع قابلة للبرمجة من intel AN 872 مع Intel Arria 10 GX FPGA [بي دي اف] دليل المستخدم بطاقة تسريع قابلة للبرمجة AN 872 مع Intel Arria 10 GX FPGA ، AN 872 ، بطاقة تسريع قابلة للبرمجة مع Intel Arria 10 GX FPGA |
