AN 872 forritanlegt hröðunarkort með Intel Arria 10 GX FPGA

Inngangur

Um þetta skjal

Þetta skjal veitir aðferðir til að áætla og sannreyna afl og hitauppstreymi AFU hönnunar þinnar með því að nota Intel® forritanlegt hröðunarkort með Intel Arria® 10 GX FPGA á miðlaramiðlaranum.

Power forskrift

Stjórnunarstýringin fylgist með og stjórnar hitauppstreymi og afltilvikum á Intel FPGA PAC. Þegar borðið eða FPGA er að ofhitna eða draga of mikinn straum, slekkur stjórnunarstýringin á FPGA aflinu til verndar. Í kjölfarið dregur það einnig niður PCIe hlekkinn sem getur valdið óvæntu kerfishrun. Sjá Sjálfvirk lokun fyrir frekari upplýsingar um viðmiðin sem kallar á lokun borðs. Í venjulegum tilfellum er FPGA hitastigið og krafturinn lang helsta orsök lokunar. Til að lágmarka niður í miðbæ og tryggja stöðugleika kerfisins, mælir Intel með því að heildarafl borðsins fari ekki yfir 66 W og FPGA afl fari ekki yfir 45 W. Einstakir íhlutir og borðsamsetningar hafa aflbreytileika. Þess vegna eru nafngildin lægri en mörkin til að tryggja að stjórnin verði ekki fyrir tilviljunarkenndri lokun í kerfi með mismunandi vinnuálagi og hitastigi inntaks.

Power forskrift

Kerfi	Heildarafl stjórnar (wött)	FPGA máttur (wött)
Kerfi með FPGA Interface Manager (FIM) og AFU sem keyrir með verstu tilfellum inngjöf vinnuálags í að lágmarki 15 mínútur við kjarnahitastigið 95°C.	66	45

Heildarafl borðsins er breytilegt eftir hönnun hröðunarvirknieiningarinnar (AFU) (magn og tíðni rökskipta), inntakshitastigs, kerfishitastigs og loftflæðis markraufarinnar fyrir Intel FPGA PAC. Til að stjórna þessum breytileika mælir Intel með því að þú uppfyllir þessa aflforskrift til að koma í veg fyrir að stjórnandi stjórni raforku stöðvi rafmagn.

Tengdar upplýsingar

Sjálfvirk lokun.

Forkröfur

Framleiðandi upprunalegs búnaðar miðlara (OEM) verður að sannreyna að hvert Intel FPGA PAC tengi við PCIe rauf á miðlaramiðlarpalli geti haldist innan hitamarka, jafnvel þó að borðið noti hámarks leyfilegt afl (66 W). Nánari upplýsingar er að finna í Intel PAC með Intel Arria 10 GX FPGA Platform Qualification Guidelines(1).

Verkfæriskröfur

Þú verður að hafa eftirfarandi verkfæri til að áætla og meta afl og hitauppstreymi.

• Hugbúnaður:
  • Intel hröðunarstafla fyrir þróun
  • BWtoolkit
  • AFU hönnun(2)
  • Tcl handrit (niðurhal) - Nauðsynlegt til að forsníða forritunina file til greiningar
  • Early Power Estimator fyrir Intel Arria 10 tæki
  • Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (niðurhalað)
• Vélbúnaður:
  • Intel FPGA PAC
  • Ör-USB snúru (3)
  • Markþjónn fyrir Intel FPGA PAC(4)

Intel mælir með því að þú fylgir Intel Acceleration Stack Quick Start Guide fyrir Intel forritanlegt hröðunarkort með Intel Arria 10 GX FPGA fyrir uppsetningu hugbúnaðar.

Tengdar upplýsingar

Intel Acceleration Stack Quick Start Guide fyrir Intel forritanlegt hröðunarkort með Intel Arria 10 GX FPGA.

1. Hafðu samband við þjónustufulltrúa Intel til að fá aðgang að þessu skjali.
2. build_synth skráin er búin til eftir að þú hefur sett saman AFU þinn.
3. Í Acceleration Stack 1.2 er borðvöktun framkvæmd yfir PCIe.
4. Gakktu úr skugga um að OEM þinn hafi staðfest markvissa PCIe rauf í samræmi við Platform Qualification Guidelines fyrir Intel FPGA PAC þinn.

Að nota stjórnunarstjórann

Sjálfvirk lokun

Stjórnunarstýringin fylgist með og stjórnar endurstillingum, mismunandi rafmagnsbrautum, FPGA og hitastigi borðsins. Þegar stjórnandi stjórnar skynjar aðstæður sem geta hugsanlega skaðað borðið, slekkur hann sjálfkrafa á rafmagni til verndar.

Athugið: Þegar FPGA missir afl er PCIe tengingin milli Intel FPGA PAC og hýsilsins niðri. Í mörgum kerfum getur PCIe-tengingin valdið kerfishrun.

Skilyrði fyrir sjálfvirka lokun

Eftirfarandi tafla sýnir viðmiðin þar sem stjórnandi stjórnar stöðvar vald stjórnar.

Parameter	Þröskuldsmörk
Stjórnarmáttur	66 W
12v bakplansstraumur	6 A
12v Backplane Voltage	14 V
1.2v straumur	16 A
1.2v binditage	1.4 V
1.8v straumur	8 A
1.8v binditage	2.04 V
3.3v straumur	8 A
3.3v binditage	3.96 V
FPGA Core Voltage	1.08 V
FPGA kjarnastraumur	60 A
FPGA kjarnahitastig	100°C
Kjarnaframboðshiti	120°C
Borðhitastig	80°C
QSFP hitastig	90°C
QSFP binditage	3.7 V

Endurheimt eftir sjálfvirka lokun

Stjórnandi stjórnar heldur slökktu á rafmagni þar til í næsta aflhring. Þess vegna, þegar slökkt er á raforku fyrir Intel FPGA PAC kort, verður þú að kveikja á netþjóninum til að skila afli til Intel FPGA PAC.

Algeng orsök aflstöðvunar er ofhitnun FPGA (þegar kjarnahiti er yfir 100°C) eða FPGA dregur of mikinn straum. Þetta gerist venjulega þegar AFU hönnunin fer yfir Intel FPGA PAC skilgreinda aflhjúp eða það er ófullnægjandi loftflæði. Í þessu tilviki verður þú að draga úr orkunotkun í AFU þínum.

Fylgstu með skynjurum um borð með OPAE

Notaðu fpgainfo skipanalínuforritið til að safna gögnum um hitastig og aflskynjara frá stjórnunarstýringunni. Þú getur notað þetta forrit með Acceleration Stack 1.2 og lengra. Fyrir Acceleration Stack 1.1 eða eldri, notaðu BWMonitor tólið eins og lýst er í næsta kafla.

Til að safna hitaupplýsingum:

• bash-4.2$ fpgainfo hitastig

Sample framleiðsla

Til að safna orkugögnum

• bash-4.2$ fpgainfo máttur

Sample framleiðsla

Fylgstu með skynjara um borð með BWMonitor

• BWMonitor er BittWare tól sem gerir þér kleift að mæla FPGA/borð hitastig, binditage, og núverandi.

Forsenda: Þú verður að setja ör-USB snúru á milli Intel FPGA PAC og netþjónsins.

1. Settu upp viðeigandi BittWorks II Toolkit-Lite hugbúnað, fastbúnað og ræsiforrit.

OS-samhæfð BittWorks II ToolkitLite útgáfa

Stýrikerfi	Gefa út	BittWorks II Toolkit-Lite útgáfa	Settu upp Command
CentOS 7.4/RHEL 7.4	2018.6 Enterprise Linux 7 (64-bita)	bw2tk- lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
			sudo yum setja upp bw2tk-\ lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
Ubuntu 16.04	2018.6 Ubuntu 16.04 (64-bita)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

Sjáðu Byrjun websíðu til að hlaða niður BMC vélbúnaðar og verkfærum

• BMC vélbúnaðarútgáfa: 26889
• BMC Bootloader útgáfa: 26879

Vistaðu files á þekktan stað á hýsingarvélinni. Eftirfarandi handrit biður um þessa staðsetningu.

Bættu Bittware tóli við PATH:

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

Þú getur ræst BWMonitor með því að nota

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

Sample Mælingar

AFU hönnunarkraftsprófun

Aflmælingarflæði

Til að meta kraftinn fyrir AFU hönnunina þína skaltu fanga eftirfarandi mælikvarða:

• Heildarafl borðs og FPGA hitastig
  • (eftir að hafa keyrt verstu gagnamynstrið á hönnun þinni í 15 mínútur)
• Static Power og Hitastig
  • (með því að nota truflanir aflmælingar)
• Versta tilfelli Static Power
  • (spáð gildi með því að nota Early Power Estimator fyrir Intel Arria 10 tæki)

Notaðu síðan Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (niðurhal) með þessum skráðu mæligildum til að staðfesta hvort AFU hönnunin þín uppfylli forskriftina.

Mæling á heildarafli stjórnar

Fylgdu þessum skrefum

1. Settu upp Intel PAC með Intel Arria 10 GX FPGA í viðurkenndan PCIe rauf á þjóninum. Ef þú ert að nota BWMonitor til að mæla skaltu tengja Micro-USB snúruna aftan á kortinu við hvaða USB tengi sem er á þjóninum.
2. Hladdu AFU þinn og keyrðu á hámarksafli.
   • Ef AFU notar Ethernet skaltu ganga úr skugga um að netsnúran eða einingin sé sett í og ​​tengd við tengiliðinn og kveikt sé á netumferð í AFU.
   • Ef við á skaltu keyra DMA stöðugt til að æfa DDR4 um borð.
   • Keyrðu forritin þín á hýsingaraðilanum til að fæða AFU umferðina í verstu tilfellum sem og til að nýta FPGA að fullu. Gakktu úr skugga um að þú leggur áherslu á FPGA með mest streituvaldandi gagnaumferð. Keyrðu þetta skref í að minnsta kosti 15 mínútur til að leyfa FPGA kjarnahitanum að jafna sig.
     • Athugið: Meðan á prófun stendur skaltu fylgjast með heildarafli töflunnar, FPGA afli og FPGA kjarnahitagildi til að tryggja að þau haldist innan forskriftarinnar. Ef 66 W, 45 W eða 100°C mörkum er náð skal stöðva prófið strax.
3. Eftir að FPGA kjarnahitastigið er orðið stöðugt skaltu nota fpgainfo forritið eða BWMonitor tólið til að skrá heildarborðsafl og FPGA kjarnahitastig. Sláðu inn þessi gildi í röð. Skref 1: Heildaraflmæling á töflu Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet.

Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet Sample

Mæling á raunverulegu stöðuafli

Lekastraumur er leiðandi orsök orkunotkunar frá borði til borðs. Aflmælingarnar úr hlutanum hér að ofan innihalda afl vegna lekastraums (stöðuafl) og afl vegna AFU rökfræðinnar (kvikt afl). Í þessum hluta muntu mæla kyrrstöðuafl töflunnar sem er í prófun til að skilja kraftmikið afl.

Áður en kyrrstöðuafl FPGA er mælt skaltu nota disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl forskriftina (niðurhala) til að vinna úr FPGA forritun file, (*.sof file) sem inniheldur FIM og AFU hönnun. Tcl forskriftin gerir alla FPGA inntakspinna óvirka til að tryggja að það sé engin breyting inni í FPGA (sem þýðir ekkert kraftmikið afl). Sjá Lágmarksflæði Example að setja saman semample AFU. The myndaður *.sof file er staðsett á:

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

Þú verður að vista disable-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl í möppunni hér að ofan og keyra síðan eftirfarandi skipun

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

Sample framleiðsla

Upplýsingar: ************************************************** *************** Upplýsingar:
Keyrir Quartus Prime Assembler
Upplýsingar: Útgáfa 17.1.1 Build 273 12/19/2017 SJ Pro Edition
Upplýsingar: Höfundarréttur (C) 2017 Intel Corporation. Allur réttur áskilinn. Upplýsingar: Notkun þín
af hönnunarverkfærum Intel Corporation, rökfræðiaðgerðum Info: og öðrum hugbúnaði og verkfærum, og þess AMPP félaga rökfræði Upplýsingar: aðgerðir og hvaða framleiðsla sem er files frá einhverjum af ofangreindum upplýsingum: (þar á meðal forritun tækis eða uppgerð files), og allar upplýsingar: tengd skjöl eða upplýsingar eru beinlínis háð Upplýsingar: skilmálum og skilyrðum Intel Program License Info: Áskriftarsamningur, Intel Quartus Prime leyfissamningur, Upplýsingar:

Við árangursríka framkvæmd tcl handrits, afu_*.sof file er uppfært og tilbúið fyrir FPGA forritun.

Fylgdu þessum skrefum til að mæla raunverulegan truflanir

1. Notaðu Intel Quartus® Prime forritara til að forrita *.sof file. Sjá notkun Intel Quartus Prime forritara á síðu 12 fyrir nákvæmar skref.
2. Fylgstu með FPGA kjarnahitastigi, binditage, og núverandi með því að nota BWMonitor tólið. Sláðu inn þessi gildi í línu Skref 2: FPGA kjarna truflanir aflmælingar á Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet.

Tengdar upplýsingar

• Intel Acceleration Stack Quick Start Guide fyrir Intel forritanlegt hröðunarkort með Intel Arria 10 GX FPGA
• Fylgstu með skynjurum um borð með BWMonitor.

Notkun Intel Quartus Prime forritara

Þú verður að hafa micro USB snúruna tengda á milli Intel FPGA PAC og netþjónsins til að framkvæma þessi skref:

1. Finndu rótarhöfn og endapunkt Intel FPGA PAC kortsins: $ lspci -tv | grep 09c4

Exampúttak 1 sýnir að rótarhöfnin er d7:0.0 og endapunkturinn er d8:0.0

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

Exampúttak 2 sýnir að Root Port er 0:1.0 og endapunktur er 3:0.0

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

Exampúttak 3 sýnir að rótportið er 85:2.0 og endapunkturinn er 86:0.0 og

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

Athugið: Engin framleiðsla gefur til kynna bilun í talningu PCIe* tækis og að flassið sé ekki forritað.

• #Mask óleiðréttanlegar villur og leiðréttanlegar villur í FPGA
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # Gríma óleiðréttanlegar villur og grímuleiðréttanlegar villur í RP
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

Keyrðu eftirfarandi Intel Quartus Prime Programmer skipun:

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

1. Til að afhjúpa óleiðréttanlegar villur og fela villur sem hægt er að leiðrétta skaltu keyra eftirfarandi skipanir
   • # Afhjúpa óleiðréttanlegar villur og gríma leiðréttanlegar villur í FPGA
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # Afhjúpa óleiðréttanlegar villur og hylja leiðréttanlegar villur RP:
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. Endurræstu.

Tengdar upplýsingar

Intel Acceleration Stack Quick Start Guide fyrir Intel forritanlegt hröðunarkort með Intel Arria 10 GX FPGA

Mat á verstu kjarnastöðuafli

Fylgdu þessum skrefum til að meta truflanir í versta falli

1. Sjá Lágmarksflæði Example að setja saman semample AFU staðsett á:
   • /hv/samples/ /
2. Í Intel Quartus Prime Pro Edition hugbúnaðinum, smelltu á File > Opnaðu Project og veldu .qpf file til að opna AFU nýmyndunarverkefnið frá eftirfarandi slóð:
   • /hv/samples/ /build_synth/build
3. Smelltu á Verkefni > Búðu til EPE File til að búa til nauðsynlegan .csv file.
   • Skref 2 Myndskreyting
4. Opnaðu Early Power Estimator tólið (5) og smelltu á Flytja inn CSV táknið. Veldu ofangreinda .csv file.
   • Athugið: Þú getur hunsað viðvörunina meðan þú flytur inn .csv file.
5. Inntaksfæribreytur eru sjálfkrafa fylltar út.

• Breyttu gildinu í User Entered in Junction Temp. TJ sviði. Og stilltu Junction Temp. TJ (°C) reiturinn í 95
• Breyttu reitnum Power Characteristics úr Dæmigert í Hámark.
• Í EPE tólinu er PSTATIC heildarstöðuafl í vöttum. Þú getur reiknað út kyrrstöðuafl kjarna í versta falli frá Report flipanum

EPE tól Sample Framleiðsla

Skýrsluflipi

Í fyrrvampEf sýnt er hér að ofan er heildarstöðustraumur FPGA kjarna summan af öllum stöðustraumi og biðstraumi við 0.9V (VCC, VCCP, VCCERAM). Sláðu inn þessi gildi í röð 3. Skref XNUMX: Versta stöðuafl frá EPE á Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet. Athugaðu reiknað úttakslínuna fyrir hámarksaflnotkun AFU þinnar.

Endurskoðunarferill skjala fyrir hitauppstreymi og rafmagnsleiðbeiningar fyrir Intel PAC með Intel Arria 10 GX FPGA

Skjalaútgáfa	Breytingar
2019.08.30	Upphafleg útgáfa.

Intel Corporation. Allur réttur áskilinn. Intel, Intel lógóið og önnur Intel merki eru vörumerki Intel Corporation eða dótturfélaga þess. Intel ábyrgist frammistöðu FPGA- og hálfleiðaravara sinna samkvæmt gildandi forskriftum í samræmi við staðlaða ábyrgð Intel, en áskilur sér rétt til að gera breytingar á hvaða vörum og þjónustu sem er hvenær sem er án fyrirvara. Intel tekur enga ábyrgð eða skaðabótaábyrgð sem stafar af notkun eða notkun á neinum upplýsingum, vöru eða þjónustu sem lýst er hér nema sérstaklega hafi verið samið skriflega af Intel. Viðskiptavinum Intel er bent á að fá nýjustu útgáfuna af tækjaforskriftum áður en þeir treysta á birtar upplýsingar og áður en pantað er fyrir vörur eða þjónustu.

Önnur nöfn og vörumerki má gera tilkall til sem eign annarra.

ISO

• 9001:2015
  Skráður

auðkenni: 683795
Útgáfa: 2019.08.30

Skjöl / auðlindir

intel AN 872 forritanlegt hröðunarkort með Intel Arria 10 GX FPGA [pdfNotendahandbók AN 872 forritanlegt hröðunarkort með Intel Arria 10 GX FPGA, AN 872, forritanlegt hröðunarkort með Intel Arria 10 GX FPGA

Heimildir

• Notendahandbók