Kartu Akselerasi 872 yang Dapat Diprogram dengan Intel Arria 10 GX FPGA

Perkenalan

Tentang Dokumen Ini

Dokumen ini memberikan metode untuk memperkirakan dan memvalidasi performa daya dan termal desain AFU Anda menggunakan Intel® Programmable Acceleration Card dengan Intel Arria® 10 GX FPGA di platform server target.

Spesifikasi Daya

Pengontrol manajemen papan memantau dan mengelola peristiwa termal dan daya pada Intel FPGA PAC. Ketika papan atau FPGA terlalu panas atau menarik arus berlebih, pengontrol manajemen papan mematikan daya FPGA untuk perlindungan. Selanjutnya, itu juga menurunkan tautan PCIe yang dapat menyebabkan kerusakan sistem yang tidak terduga. Lihat Shutdown Otomatis untuk detail lebih lanjut tentang kriteria yang memicu board shutdown. Dalam kasus normal, suhu dan daya FPGA sejauh ini merupakan penyebab utama shutdown. Untuk meminimalkan waktu henti dan memastikan stabilitas sistem, Intel merekomendasikan total daya board tidak melebihi 66 W dan daya FPGA tidak melebihi 45 W. Masing-masing komponen dan rakitan board memiliki variabilitas daya. Oleh karena itu, nilai nominal lebih rendah dari batas untuk memastikan bahwa board tidak mengalami shutdown acak dalam sistem dengan berbagai beban kerja dan suhu saluran masuk.

Spesifikasi Daya

Sistem	Daya Papan Total (watt)	Daya FPGA (watt)
Sistem dengan FPGA Interface Manager (FIM) dan AFU yang berjalan dengan beban kerja pelambatan terburuk selama minimal 15 menit pada suhu inti 95°C.	66	45

Total daya papan bervariasi tergantung pada desain Accelerator Functional Unit (AFU) Anda (jumlah dan frekuensi toggling logika), suhu saluran masuk, suhu sistem, dan aliran udara slot target untuk Intel FPGA PAC. Untuk mengelola variabilitas ini, Intel menyarankan agar Anda memenuhi spesifikasi daya ini untuk mencegah pematian daya oleh Board Management Controller.

Informasi Terkait

Mati Otomatis.

Prasyarat

Pabrikan peralatan asli server (OEM) harus memvalidasi bahwa setiap Intel FPGA PAC yang terhubung ke slot PCIe di platform server target dapat tetap berada dalam batas termal meskipun papan menggunakan daya maksimum yang diizinkan (66 W). Untuk informasi selengkapnya, lihat Intel PAC dengan Pedoman Kualifikasi Platform Intel Arria 10 GX FPGA(1).

Persyaratan Alat

Anda harus memiliki alat berikut untuk memperkirakan dan mengevaluasi kinerja daya dan termal.

• Perangkat lunak:
  • Stack Akselerasi Intel untuk Pengembangan
  • perangkat BW
  • Desain AFU(2)
  • Skrip Tcl (unduh) – Diperlukan untuk memformat pemrograman file untuk analisis
  • Estimator Daya Awal untuk perangkat Intel Arria 10
  • Lembar Pengukur Daya Intel FPGA PAC (unduh)
• Perangkat keras:
  • Intel FPGA PAC
  • Kabel mikro-USB(3)
  • Server Target untuk Intel FPGA PAC(4)

Intel menyarankan Anda untuk mengikuti Panduan Mulai Cepat Intel Acceleration Stack untuk Intel Programmable Acceleration Card dengan Intel Arria 10 GX FPGA untuk penginstalan perangkat lunak.

Informasi Terkait

Intel Acceleration Stack Quick Start Guide untuk Intel Programmable Acceleration Card dengan Intel Arria 10 GX FPGA.

1. Hubungi perwakilan dukungan Intel Anda untuk mengakses dokumen ini.
2. Direktori build_synth dibuat setelah Anda mengkompilasi AFU Anda.
3. Di Acceleration Stack 1.2, pemantauan papan dilakukan melalui PCIe.
4. Pastikan OEM Anda telah memvalidasi slot PCIe yang ditargetkan sesuai dengan Panduan Kualifikasi Platform untuk Intel FPGA PAC Anda.

Menggunakan Board Management Controller

Mati Otomatis

Board Management Controller memonitor dan mengatur ulang, power rail yang berbeda, FPGA dan suhu board. Ketika Pengontrol Manajemen Dewan merasakan kondisi yang berpotensi merusak papan, itu secara otomatis mematikan daya papan untuk perlindungan.

Catatan: Saat FPGA kehilangan daya, tautan PCIe antara Intel FPGA PAC dan host mati. Di banyak sistem, link-down PCIe dapat menyebabkan sistem crash.

Kriteria Mati Otomatis

Tabel berikut mencantumkan kriteria di mana Board Management Controller mematikan kekuasaan dewan.

Parameter	Batas Ambang Batas
Kekuatan Dewan	66W
Arus Backplane 12v	6 Sebuah
12v Pesawat Belakang Voltage	14 tahun
Arus 1.2v	16 Sebuah
1.2v Jiltage	1.4 tahun
Arus 1.8v	8 Sebuah
1.8v Jiltage	2.04 tahun
Arus 3.3v	8 Sebuah
3.3v Jiltage	3.96 tahun
Inti FPGA Voltage	1.08 tahun
Arus Inti FPGA	60 Sebuah
Suhu Inti FPGA	100 derajat celcius
Suhu Pasokan Inti	120 derajat celcius
Suhu Papan	80 derajat celcius
Suhu QSFP	90 derajat celcius
QSFP Jiltage	3.7 tahun

Memulihkan Setelah Mati Otomatis

Pengontrol Manajemen Papan menahan daya hingga siklus daya berikutnya. Oleh karena itu, saat daya kartu Intel FPGA PAC dimatikan, Anda harus menghidupkan server untuk mengembalikan daya ke Intel FPGA PAC.

Penyebab umum matinya daya adalah FPGA yang terlalu panas (ketika suhu inti lebih dari 100°C), atau FPGA menarik arus berlebih. Ini biasanya terjadi ketika desain AFU melebihi amplop daya yang ditentukan Intel FPGA PAC atau aliran udara tidak mencukupi. Dalam hal ini, Anda harus mengurangi konsumsi daya di AFU Anda.

Pantau Sensor On-Board Menggunakan OPAE

Gunakan program baris perintah fpgainfo untuk mengumpulkan data sensor suhu dan daya dari Board Management Controller. Anda dapat menggunakan program ini dengan Acceleration Stack 1.2 dan seterusnya. Untuk Acceleration Stack 1.1 atau lebih lama, gunakan alat BWMonitor seperti yang dijelaskan di bagian berikutnya.

Untuk mengumpulkan data suhu:

• bash-4.2$ suhu fpgainfo

Sampkeluaran

Untuk mengumpulkan data kekuatan

• kekuatan bash-4.2$ fpgainfo

Sampkeluaran

Pantau Sensor On-Board Menggunakan BWMonitor

• BWMonitor adalah alat BittWare yang memungkinkan Anda mengukur suhu FPGA/papan, voltage, dan saat ini.

Prasyarat: Anda harus memasang kabel micro-USB antara Intel FPGA PAC dan server.

1. Instal perangkat lunak, firmware, dan bootloader BittWorks II Toolkit-Lite yang sesuai.

Versi ToolkitLite BittWorks II yang Kompatibel dengan OS

Sistem Operasi	Melepaskan	BittWorks II Toolkit-Versi Ringan	Instal Perintah
CentOS 7.4/RHEL 7.4	2018.6 Perusahaan Linux 7 (64-bit)	bw2tk- lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
			sudo yum instal bw2tk-\lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
Ubuntu 16.04	2018.6 Ubuntu 16.04 (64-bit)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

Lihat Memulai webhalaman untuk mengunduh firmware dan alat BMC

• Versi Firmware BMC: 26889
• Versi BMC Bootloader: 26879

Simpan files ke lokasi yang diketahui di mesin host. Skrip berikut meminta lokasi ini.

Tambahkan alat Bittware ke PATH:

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

Anda dapat meluncurkan BWMonitor menggunakan

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

Sample Pengukuran

Verifikasi Daya Desain AFU

Aliran Pengukuran Daya

Untuk mengevaluasi kekuatan desain AFU Anda, tangkap metrik berikut:

• Total daya papan dan suhu FPGA
  • (setelah menjalankan pola data kasus terburuk pada desain Anda selama 15 menit)
• Daya Statis dan Suhu
  • (menggunakan desain pengukuran daya statis)
• Kasus Daya Statis Terburuk
  • (nilai prediksi menggunakan Early Power Estimator untuk perangkat Intel Arria 10)

Kemudian, gunakan Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (unduh) dengan metrik yang direkam ini untuk memverifikasi apakah desain AFU Anda memenuhi spesifikasi.

Mengukur Daya Papan Total

Ikuti langkah-langkah berikut ini

1. Instal Intel PAC dengan Intel Arria 10 GX FPGA ke slot PCIe yang memenuhi syarat di server. Jika Anda menggunakan BWMonitor untuk pengukuran, sambungkan kabel Micro-USB dari bagian belakang kartu ke port USB mana pun di server.
2. Muat AFU Anda dan jalankan dengan daya maksimumnya.
   • Jika AFU menggunakan Ethernet, maka pastikan kabel atau modul jaringan telah terpasang dan terhubung ke link partner dan lalu lintas jaringan telah dihidupkan di AFU.
   • Jika sesuai, jalankan DMA secara terus-menerus untuk menjalankan DDR4 on-board.
   • Jalankan aplikasi Anda di host untuk memberi AFU lalu lintas kasus terburuk serta menjalankan FPGA sepenuhnya. Pastikan Anda menekankan FPGA dengan lalu lintas data yang paling menegangkan. Jalankan langkah ini selama minimal 15 menit agar suhu inti FPGA stabil.
     • Catatan: Selama pengujian, pantau total daya papan, daya FPGA, dan nilai suhu inti FPGA untuk memastikannya tetap dalam spesifikasi. Jika batas 66 W, 45 W, atau 100°C tercapai, segera hentikan pengujian.
3. Setelah suhu inti FPGA menjadi stabil, gunakan program fpgainfo atau alat BWMonitor untuk mencatat total daya papan dan suhu inti FPGA. Masukkan nilai-nilai ini dalam baris Langkah 1: Total pengukuran daya papan Lembar Pengukur Daya Intel FPGA PAC.

Lembar Pengukur Daya Intel FPGA PAC Sample

Mengukur Daya Statis Nyata

Kebocoran arus merupakan penyebab utama variasi konsumsi daya board-to-board. Pengukuran daya dari bagian di atas meliputi daya akibat arus bocor (daya statis) dan daya akibat logika AFU (daya dinamis). Pada bagian ini, Anda akan mengukur daya statis papan uji untuk memahami daya dinamis.

Sebelum mengukur daya statis FPGA, gunakan skrip disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl (unduh) untuk memproses pemrograman FPGA file, (*.sof file) yang berisi desain FIM dan AFU. Skrip tcl menonaktifkan semua pin input FPGA untuk memastikan bahwa tidak ada toggling di dalam FPGA (yang berarti tidak ada daya dinamis). Lihat Aliran Minimal Example untuk mengkompilasi sebagaiample AFU. *.sof yang dihasilkan file terletak di:

• cd $OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/sampfile/ $ OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/sampfile/ build_synth/build/output_files/ afu_*.sof

Anda harus menyimpan nonaktifkan-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl di direktori di atas dan kemudian jalankan perintah berikut

• # quartus_asm -t nonaktifkan-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tclafu_*.sof

Sampkeluaran

Informasi: **************************************************** *****************Info:
Menjalankan Quartus Prime Assembler
Informasi: Versi 17.1.1 Build 273 12/19/2017 SJ Pro Edition
Informasi: Hak Cipta (C) 2017 Intel Corporation. Seluruh hak cipta. Info: Penggunaan Anda
dari alat desain Intel Corporation, fungsi logika Info: dan perangkat lunak dan alat lainnya, dan miliknya AMPP partner logic Info: fungsi, dan keluaran apa pun files dari salah satu Info sebelumnya: (termasuk perangkat pemrograman atau simulasi files), dan setiap Info: dokumentasi atau informasi terkait secara tegas tunduk pada Info: syarat dan ketentuan dari Intel Program License Info: Subscription Agreement, the Intel Quartus Prime License Agreement, Info:

Setelah eksekusi skrip tcl berhasil, file afu_*.sof file diperbarui dan siap untuk pemrograman FPGA.

Ikuti langkah-langkah ini untuk mengukur daya statis sebenarnya

1. Gunakan pemrogram Intel Quartus® Prime untuk memprogram *.sof file. Lihat penggunaan Intel Quartus Prime Programmer pada halaman 12 untuk mengetahui langkah-langkah detailnya.
2. Pantau suhu inti FPGA, voltage, dan arus menggunakan alat BWMonitor. Masukkan nilai ini di baris Langkah 2: Pengukuran daya statis inti FPGA dari Lembar Pengukur Daya Intel FPGA PAC.

Informasi Terkait

• Intel Acceleration Stack Quick Start Guide untuk Intel Programmable Acceleration Card dengan Intel Arria 10 GX FPGA
• Pantau Sensor On-Board Menggunakan BWMonitor.

Menggunakan Programmer Intel Quartus Prime

Anda harus menghubungkan kabel micro USB antara Intel FPGA PAC dan server untuk menjalankan langkah-langkah berikut:

1. Temukan Port Akar dan Titik Akhir kartu Intel FPGA PAC: $ ​​lspci -tv | grep 09c4

Example output 1 menunjukkan bahwa Root Port adalah d7:0.0 dan Endpoint adalah d8:0.0

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

Example output 2 menunjukkan bahwa Root Port adalah 0:1.0 dan Endpoint adalah 3:0.0

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

Example output 3 menunjukkan bahwa Root Port adalah 85:2.0 dan Endpoint adalah 86:0.0 dan

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

Catatan: Tidak ada output yang menunjukkan kegagalan enumerasi perangkat PCIe* dan flash tidak diprogram.

• #Mask kesalahan yang tidak dapat diperbaiki dan kesalahan FPGA yang dapat diperbaiki
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # Tutupi kesalahan yang tidak dapat diperbaiki dan Tutupi kesalahan yang dapat diperbaiki dari RP
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

Jalankan perintah Intel Quartus Prime Programmer berikut:

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

1. Untuk membuka kedok kesalahan yang tidak dapat diperbaiki dan menutupi kesalahan yang dapat diperbaiki, jalankan perintah berikut
   • # Buka kedok kesalahan yang tidak dapat diperbaiki dan sembunyikan kesalahan FPGA yang dapat diperbaiki
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # Buka kedok kesalahan yang tidak dapat diperbaiki dan sembunyikan kesalahan RP yang dapat diperbaiki:
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. Menyalakan ulang.

Informasi Terkait

Intel Acceleration Stack Quick Start Guide untuk Intel Programmable Acceleration Card dengan Intel Arria 10 GX FPGA

Memperkirakan Daya Statis Inti Kasus Terburuk

Ikuti langkah-langkah ini untuk memperkirakan kasus terburuk daya statis

1. Lihat Aliran Minimal Example untuk mengkompilasi sebagaiample AFU berlokasi di:
   • /hw/sampfile/ /
2. Di perangkat lunak Intel Quartus Prime Pro Edition, klik File > Buka Proyek dan pilih .qpf Anda file untuk membuka proyek sintesis AFU dari jalur berikut:
   • /hw/sampfile/ /build_synth/build
3. Klik Proyek > Hasilkan EPE File untuk membuat .csv yang diperlukan file.
   • Langkah 2 Ilustrasi
4. Buka alat Pengukur Daya Awal(5) dan klik ikon Impor CSV. Pilih .csv yang dihasilkan di atas file.
   • Catatan: Anda dapat mengabaikan peringatan saat mengimpor .csv file.
5. Parameter input diisi secara otomatis.

• Ubah nilainya menjadi User Entered in the Junction Temp. bidang TJ. Dan atur Junction Temp. Bidang TJ (°C) ke 95
• Ubah field Karakteristik Daya dari Khas ke Maksimum.
• Di Alat EPE, PSTATIC adalah daya statis total dalam Watt. Anda dapat menghitung daya statis inti kasus terburuk dari tab Laporan

Alat EPE SampKeluaran

Tab Laporan

Di mantanample yang ditunjukkan di atas, total arus statis inti FPGA adalah jumlah dari semua arus statis dan arus siaga pada 0.9V (VCC, VCCP, VCCERAM). Masukkan nilai ini di baris Langkah 3: Daya statis terburuk dari EPE Lembar Pengukur Daya Intel FPGA PAC. Amati baris Output yang dihitung untuk konsumsi daya maksimum AFU Anda.

Riwayat Revisi Dokumen untuk Termal dan Daya Panduan untuk Intel PAC dengan Intel Arria 10 GX FPGA

Versi Dokumen	Perubahan
2019.08.30	Rilis awal.

Perusahaan Intel. Seluruh hak cipta. Intel, logo Intel, dan merek Intel lainnya adalah merek dagang dari Intel Corporation atau anak perusahaannya. Intel menjamin performa produk FPGA dan semikonduktornya sesuai spesifikasi saat ini sesuai dengan garansi standar Intel, tetapi berhak melakukan perubahan pada produk dan layanan apa pun kapan saja tanpa pemberitahuan. Intel tidak bertanggung jawab atau berkewajiban yang timbul dari aplikasi atau penggunaan informasi, produk, atau layanan apa pun yang dijelaskan di sini kecuali secara tegas disetujui secara tertulis oleh Intel. Pelanggan Intel disarankan untuk mendapatkan versi terbaru dari spesifikasi perangkat sebelum mengandalkan informasi yang dipublikasikan dan sebelum memesan produk atau layanan.

Nama dan merek lain dapat diklaim sebagai milik orang lain.

Bahasa Indonesia

• 9001:2015
  Terdaftar

PENGENAL: 683795
Versi: 2019.08.30

Dokumen / Sumber Daya

intel AN 872 Kartu Akselerasi yang Dapat Diprogram dengan Intel Arria 10 GX FPGA [Bahasa Indonesia:] Panduan Pengguna Kartu Akselerasi yang Dapat Diprogram 872 dengan Intel Arria 10 GX FPGA, AN 872, Kartu Akselerasi yang Dapat Diprogram dengan Intel Arria 10 GX FPGA

Referensi

• Panduan Pengguna