כרטיס האצה AN 872 הניתן לתכנות עם Intel Arria 10 GX FPGA

מָבוֹא

על מסמך זה

מסמך זה מספק שיטות לאמוד ולאמת את ההספק והביצועים התרמיים של עיצוב ה-AFU שלך באמצעות כרטיס האצה המתוכנת של Intel® עם Intel Arria® 10 GX FPGA בפלטפורמת שרת היעד.

מפרט חשמל

בקר ניהול הלוח מנטר ומנהל אירועי חום והספק ב-Intel FPGA PAC. כאשר הלוח או ה-FPGA מתחממים יתר על המידה או מושכים זרם מופרז, בקר ניהול הלוח מכבה את מתח ה-FPGA להגנה. לאחר מכן, זה גם מוריד את קישור PCIe שעלול לגרום לקריסת מערכת בלתי צפויה. עיין בכיבוי אוטומטי לפרטים נוספים על הקריטריונים המפעילים כיבוי לוח. במקרים רגילים, הטמפרטורה וההספק של ה-FPGA הם ללא ספק הגורם המוביל לכיבוי. כדי למזער את זמן ההשבתה ולהבטיח יציבות המערכת, אינטל ממליצה שהספק הכולל של הלוח לא יעלה על 66 ואט והספק FPGA לא יעלה על 45 וואט. לרכיבים ולמכלולי לוח בודדים יש שונות הספק. לכן, הערכים הנומינליים נמוכים מהגבולות כדי להבטיח שהלוח לא יחווה כיבוי אקראי במערכת עם עומסי עבודה וטמפרטורות כניסה משתנים.

מפרט חשמל

מַעֲרֶכֶת	כוח לוח כולל (וואט)	הספק FPGA (וואט)
מערכת עם מנהל ממשק FPGA (FIM) ו-AFU הפועלת עם עומס מצערת במקרה הגרוע ביותר למשך 15 דקות לפחות בטמפרטורת הליבה של 95°C.	66	45

הספק הכולל של הלוח משתנה בהתאם לעיצוב היחידה הפונקציונלית של ה-Accelerator Functional Unit (AFU) (כמות ותדירות ההחלפה הלוגית), טמפרטורת הכניסה, טמפרטורת המערכת וזרימת האוויר של חריץ היעד עבור Intel FPGA PAC. כדי לנהל את השונות הזו, אינטל ממליצה לעמוד במפרט צריכת חשמל זה כדי למנוע כיבוי חשמל על ידי בקר ניהול הלוח.

מידע קשור

כיבוי אוטומטי.

דרישות מוקדמות

יצרן הציוד המקורי של השרת (OEM) חייב לאמת שכל FPGA PAC של Intel לחריץ PCIe בפלטפורמת שרת יעד יכול להישאר בגבולות התרמיות גם כאשר הלוח צורך את ההספק המרבי המותר (66 W). למידע נוסף, עיין בהנחיות להסמכת פלטפורמת Intel Arria 10 GX FPGA (1).

דרישות כלים

עליך להיות בעל הכלים הבאים כדי להעריך ולהעריך את ההספק והביצועים התרמיים.

• תוֹכנָה:
  • מחסנית האצה של אינטל לפיתוח
  • BWtoolkit
  • עיצוב AFU(2)
  • סקריפט Tcl (הורדה) - נדרש לעיצוב התכנות file לניתוח
  • הערכת כוח מוקדמת עבור מכשירי Intel Arria 10
  • גיליון הערכת כוח FPGA PAC של Intel (הורדה)
• חוּמרָה:
  • אינטל FPGA PAC
  • כבל מיקרו-USB (3)
  • שרת יעד עבור Intel FPGA PAC(4)

אינטל ממליצה לך לעקוב אחר מדריך ההתחלה המהיר של Intel Acceleration Stack עבור כרטיס האצה הניתן לתכנות של Intel עם Intel Arria 10 GX FPGA להתקנת תוכנה.

מידע קשור

Intel Acceleration Stack מדריך התחלה מהירה לכרטיס האצה הניתן לתכנות של Intel עם Intel Arria 10 GX FPGA.

1. פנה לנציג התמיכה של Intel כדי לגשת למסמך זה.
2. ספריית build_synth נוצרת לאחר הידור של ה-AFU שלך.
3. ב-Acceleration Stack 1.2, ניטור הלוח מתבצע באמצעות PCIe.
4. ודא שה-OEM שלך אימת את חריצי ה-PCIe המיועד/ים בהתאם להנחיות ההסמכה לפלטפורמה עבור Intel FPGA PAC שלך.

שימוש בבקר ניהול הדירקטוריון

כיבוי אוטומטי

בקר ניהול הלוח מנטר ושולט באיפוסים, מסילות חשמל שונות, FPGA וטמפרטורות לוח. כאשר בקר ניהול הלוח חש בתנאים שעלולים לפגוע בלוח, הוא מכבה אוטומטית את מתח הלוח להגנה.

פֶּתֶק: כאשר ה-FPGA מאבד מתח, קישור ה-PCIe בין Intel FPGA PAC למארח מושבת. במערכות רבות, הקישור של PCIe עלול לגרום לקריסת מערכת.

קריטריונים לכיבוי אוטומטי

הטבלה הבאה מפרטת את הקריטריונים שמעבר להם בקר ניהול הדירקטוריון משבית את כוח הלוח.

פָּרָמֶטֶר	מגבלת סף
כוח מועצת	66 W
זרם מטוס אחורי 12v	6 א
12v Backplane Voltage	14 וולט
זרם 1.2V	16 א
1.2V כרךtage	1.4 וולט
זרם 1.8V	8 א
1.8V כרךtage	2.04 וולט
זרם 3.3V	8 א
3.3V כרךtage	3.96 וולט
FPGA Core Voltage	1.08 וולט
זרם ליבת FPGA	60 א
טמפרטורת ליבה FPGA	100 מעלות צלזיוס
טמפרטורת אספקת ליבה	120 מעלות צלזיוס
טמפרטורת לוח	80 מעלות צלזיוס
טמפרטורת QSFP	90 מעלות צלזיוס
QSFP כרךtage	3.7 וולט

התאוששות לאחר כיבוי אוטומטי

בקר ניהול הלוח מחזיק את המתח עד למחזור ההפעלה הבא. לכן, כאשר מתח כרטיס Intel FPGA PAC מושבת, עליך להפעיל את השרת כדי להחזיר חשמל ל-Intel FPGA PAC.

הסיבה השכיחה לכיבוי החשמל היא התחממות יתר של ה-FPGA (כאשר טמפרטורת הליבה היא מעל 100 מעלות צלזיוס), או שה-FPGA שואב זרם מופרז. זה קורה בדרך כלל כאשר עיצוב ה-AFU חורג ממעטפות הכוח המוגדרות של Intel FPGA PAC או שאין זרימת אוויר מספקת. במקרה זה, עליך להפחית את צריכת החשמל ב-AFU שלך.

ניטור חיישנים על הסיפון באמצעות OPAE

השתמש בתוכנית שורת הפקודה fpgainfo כדי לאסוף את נתוני חיישני הטמפרטורה וההספק מבקר ניהול הלוח. אתה יכול להשתמש בתוכנית זו עם ה-Acceleration Stack 1.2 ואילך. עבור Acceleration Stack 1.1 ומעלה, השתמש בכלי BWMonitor כמתואר בסעיף הבא.

כדי לאסוף את נתוני הטמפרטורה:

• bash-4.2$ fpgainfo טמפ'

Sampפלט le

כדי לאסוף את נתוני הכוח

• bash-4.2$ fpgainfo power

Sampפלט le

ניטור חיישנים על הלוח באמצעות BWMonitor

• BWMonitor הוא כלי BittWare המאפשר לך למדוד טמפרטורת FPGA/לוח, כרךtagה, ושוטף.

תְנַאִי מוּקדָם: עליך להתקין כבל מיקרו-USB בין Intel FPGA PAC לשרת.

1. התקן את התוכנה, הקושחה ומטען האתחול המתאימים של BittWorks II Toolkit-Lite.

גירסת BittWorks II ToolkitLite תואמת מערכת הפעלה

מַעֲרֶכֶת הַפעָלָה	לְשַׁחְרֵר	BittWorks II Toolkit-Lite גרסת	התקן את הפקודה
CentOS 7.4/RHEL 7.4	2018.6 Enterprise Linux 7 (64 סיביות)	bw2tk- lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
			sudo yum התקן bw2tk-\ lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
אובונטו 16.04	2018.6 אובונטו 16.04 (64 סיביות)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

עיין בדף תחילת העבודה webעמוד להורדת הקושחה והכלים של BMC

• גרסת קושחה של BMC: 26889
• גרסת BMC Bootloader: 26879

שמור את files למיקום ידוע במחשב המארח. הסקריפט הבא מבקש את המיקום הזה.

הוסף כלי Bittware ל-PATH:

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

אתה יכול להפעיל את BWMonitor באמצעות

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

Sample מדידות

AFU Design Power Verification

זרימת מדידת הספק

כדי להעריך את העוצמה של עיצוב ה-AFU שלך, ללכוד את המדדים הבאים:

• כוח לוח כולל וטמפרטורת FPGA
  • (לאחר הפעלת דפוסי הנתונים הגרועים ביותר על העיצוב שלך במשך 15 דקות)
• כוח סטטי וטמפרטורה
  • (באמצעות עיצוב מדידת הספק סטטי)
• הספק סטטי במקרה הגרוע
  • (ערכים חזויים תוך שימוש ב-Early Power Estimator עבור התקני Intel Arria 10)

לאחר מכן, השתמש בגיליון הערכת הכוח של Intel FPGA PAC (הורדה) עם המדדים המוקלטים האלה כדי לוודא אם עיצוב ה-AFU שלך עומד במפרט.

מדידת כוח הלוח הכולל

בצע את השלבים הבאים

1. התקן את Intel PAC עם Intel Arria 10 GX FPGA בחריץ PCIe מוסמך בשרת. אם אתה משתמש ב-BWMonitor למדידה, חבר את כבל ה-Micro-USB מהחלק האחורי של הכרטיס לכל יציאת USB של השרת.
2. טען את ה-AFU שלך והפעל בהספק המרבי שלו.
   • אם ה-AFU משתמש ב-Ethernet, ודא שכבל הרשת או המודול מוכנס ומחובר לשותף הקישור ותעבורת הרשת מופעלת ב-AFU.
   • אם מתאים, הפעל את DMA ברציפות כדי להפעיל DDR4 על הלוח.
   • הפעל את האפליקציות שלך על המארח כדי להזין את ה-AFU בתעבורה הגרועה ביותר, כמו גם כדי לממש את FPGA באופן מלא. ודא שאתה מלחיץ את ה-FPGA עם תעבורת הנתונים המלחיצה ביותר. הפעל שלב זה למשך 15 דקות לפחות כדי לאפשר לטמפרטורת הליבה של FPGA להתייצב.
     • פֶּתֶק: במהלך הבדיקה, עקוב אחר הספק הכולל של הלוח, הספק FPGA וערך טמפרטורת הליבה של FPGA כדי להבטיח שהם יישארו במסגרת המפרט. אם מגיעים למגבלות של 66 W, 45 W או 100°C, הפסק מיד את הבדיקה.
3. לאחר שטמפרטורת הליבה של FPGA הופכת יציבה, השתמש בתוכנית fpgainfo או בכלי BWMonitor כדי לתעד את הספק הכולל של הלוח וטמפרטורת הליבה של FPGA. הזן את הערכים האלה בשורה שלב 1: מדידת הספק הכולל של לוח ה-Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet.

Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet Sample

מדידת הכוח הסטטי האמיתי

זרם דליפה הוא הגורם המוביל לשונות בצריכת החשמל מלוח ללוח. מדידות ההספק מהסעיף לעיל כוללות הספק עקב זרם דליפה (הספק סטטי) והספק הודות ללוגיקה של AFU (הספק דינמי). בסעיף זה, תמדוד את ההספק הסטטי של הלוח הנבדק כדי להבין את ההספק הדינמי.

לפני מדידת ההספק הסטטי של FPGA, השתמש בסקריפט disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl (הורדה) כדי לעבד את תכנות ה-FPGA file, (*.כך F file) המכיל עיצוב FIM ו-AFU. הסקריפט tcl משבית את כל פיני הקלט של FPGA כדי להבטיח שאין החלפה בתוך ה-FPGA (מה שאומר שאין כוח דינמי). עיין בדוגמה של זרימה מינימליתample to compile asample AFU. ה-*.sof שנוצר file נמצא ב:

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

עליך לשמור את ה-disable-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl בספרייה שלמעלה ולאחר מכן להפעיל את הפקודה הבאה

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

Sampפלט le

מידע: ************************************************** ***************** מידע:
הפעלת Quartus Prime Assembler
מידע: גרסה 17.1.1 Build 273 12/19/2017 SJ Pro Edition
מידע: זכויות יוצרים (C) 2017 Intel Corporation. כל הזכויות שמורות. מידע: השימוש שלך
של כלי העיצוב של Intel Corporation, פונקציות לוגיקה מידע: ותוכנות וכלים אחרים, והן שלה AMPP partner logic מידע: פונקציות וכל פלט files מכל המידע שלעיל: (כולל תכנות או סימולציה של מכשירים files), וכל מידע: תיעוד או מידע הקשורים כפופים במפורש. מידע: לתנאים וההגבלות של מידע הרישיון של תוכנית Intel: הסכם מנוי, הסכם הרישיון של Intel Quartus Prime, מידע:

לאחר ביצוע מוצלח של הסקריפט tcl, ה-afu_*.sof file מעודכן ומוכן לתכנות FPGA.

בצע את השלבים הבאים כדי למדוד את ההספק הסטטי האמיתי

1. השתמש במתכנת Intel Quartus® Prime כדי לתכנת את *.sof file. עיין בשימוש במתכנת Intel Quartus Prime בעמוד 12 לשלבים מפורטים.
2. עקוב אחר טמפרטורת הליבה של FPGA, כרךtagה, וזרם באמצעות הכלי BWMonitor. הזן ערכים אלה בשורה שלב 2: מדידת הספק סטטי ליבת FPGA של גיליון הערכת הכוח של Intel FPGA PAC.

מידע קשור

• מדריך התחלה מהירה של Intel Acceleration Stack עבור כרטיס האצה הניתן לתכנות של Intel עם Intel Arria 10 GX FPGA
• ניטור חיישנים על הלוח באמצעות BWMonitor.

שימוש במתכנת Intel Quartus Prime

עליך לחבר את כבל המיקרו USB בין Intel FPGA PAC לשרת כדי לבצע את השלבים הבאים:

1. מצא את יציאת השורש ונקודת הקצה של כרטיס Intel FPGA PAC: $ ​​lspci -tv | grep 09c4

Exampפלט 1 מראה שיציאת השורש היא d7:0.0 ונקודת הקצה היא d8:0.0

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

Exampפלט 2 מראה שיציאת השורש היא 0:1.0 ונקודת הקצה היא 3:0.0

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

Exampפלט 3 מראה שיציאת השורש היא 85:2.0 ונקודת הקצה היא 86:0.0 ו

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

פֶּתֶק: אין פלט מצביע על כשל בספירת התקן PCIe* וכי ההבזק אינו מתוכנת.

• #מסך שגיאות בלתי ניתנות לתיקון ושגיאות ניתנות לתיקון של FPGA
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # מסכה שגיאות בלתי ניתנות לתיקון ומסך שגיאות ניתנות לתיקון של RP
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

הפעל את הפקודה הבאה של Intel Quartus Prime Programmer:

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

1. כדי לבטל את המסכה של שגיאות בלתי ניתנות לתיקון ולמסך שגיאות הניתנות לתיקון, הפעל את הפקודות הבאות
   • # בטל מסיכה של שגיאות בלתי ניתנות לתיקון ומסווה שגיאות הניתנות לתיקון של FPGA
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # בטל מסיכה של שגיאות בלתי ניתנות לתיקון ומסווה שגיאות הניתנות לתיקון של RP:
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. לְאַתחֵל.

מידע קשור

מדריך התחלה מהירה של Intel Acceleration Stack עבור כרטיס האצה הניתן לתכנות של Intel עם Intel Arria 10 GX FPGA

הערכת כוח הליבה הסטטי במקרה הגרוע ביותר

בצע את השלבים הבאים כדי להעריך את ההספק הסטטי במקרה הגרוע

1. עיין בדוגמה של זרימה מינימליתample to compile asample AFU ממוקם ב:
   • /hw/samples/ /
2. בתוכנת Intel Quartus Prime Pro Edition, לחץ File > פתח את Project ובחר את ה-qpf שלך file כדי לפתוח את פרויקט הסינתזה של AFU מהנתיב הבא:
   • /hw/samples/ /build_synth/build
3. לחץ על פרויקט > צור EPE File כדי ליצור את ה-.csv הנדרש file.
   • שלב 2 איור
4. פתח את הכלי Early Power Estimator (5) ולחץ על סמל ייבוא ​​CSV. בחר את ה-.csv שנוצר לעיל file.
   • פֶּתֶק: אתה יכול להתעלם מהאזהרה בעת ייבוא ​​ה-.csv file.
5. פרמטרי קלט מתמלאים באופן אוטומטי.

• שנה את הערך ל-User Entered in the Junction Temp. שדה TJ. וקבע את טמפ' הצומת. שדה TJ (°C) ל-95
• שנה את השדה מאפייני כוח מאופייני למקסימום.
• בכלי EPE, ה- PSTATIC הוא ההספק הסטטי הכולל בוואטים. אתה יכול לחשב את הכוח הסטטי של הליבה במקרה הגרוע מהכרטיסייה דוח

כלי EPE Sample פלט

כרטיסיית דיווח

באקסampבהצגה למעלה, זרם הליבה הסטטי הכולל של FPGA הוא הסכום של כל הזרם הסטטי וזרם ההמתנה ב-0.9V (VCC, VCCP, VCCERAM). הזן את הערכים האלה בשורה שלב 3: הספק הסטטי הגרוע ביותר מ-EPE של גיליון הערכת הכוח של Intel FPGA PAC. בדוק את שורת הפלט המחושב עבור צריכת החשמל המקסימלית של ה-AFU שלך.

מסמך היסטוריית תיקונים עבור הנחיות תרמיות וצריכת חשמל עבור Intel PAC עם Intel Arria 10 GX FPGA

גרסת מסמך	שינויים
2019.08.30	שחרור ראשוני.

תאגיד אינטל. כל הזכויות שמורות. Intel, הלוגו של Intel וסימני Intel אחרים הם סימנים מסחריים של Intel Corporation או של חברות הבת שלה. אינטל מתחייבת לביצועים של מוצרי ה-FPGA והמוליכים למחצה שלה למפרטים הנוכחיים בהתאם לאחריות הסטנדרטית של אינטל, אך שומרת לעצמה את הזכות לבצע שינויים בכל מוצר ושירות בכל עת ללא הודעה מוקדמת. אינטל אינה נושאת באחריות או חבות הנובעת מהיישום או השימוש בכל מידע, מוצר או שירות המתוארים כאן, למעט כפי שהוסכם במפורש בכתב על ידי אינטל. ללקוחות אינטל מומלץ להשיג את הגרסה העדכנית ביותר של מפרטי המכשיר לפני הסתמכות על מידע שפורסם ולפני ביצוע הזמנות של מוצרים או שירותים.

ניתן לתבוע שמות ומותגים אחרים כרכושם של אחרים.

ISO

• 9001:2015
  רָשׁוּם

תְעוּדַת זֶהוּת: 683795
גִרְסָה: 2019.08.30

מסמכים / משאבים

כרטיס האצה הניתן לתכנות של intel AN 872 עם Intel Arria 10 GX FPGA [pdfמדריך למשתמש כרטיס האצה AN 872 לתכנות עם Intel Arria 10 GX FPGA, AN 872, כרטיס האצה לתכנות עם Intel Arria 10 GX FPGA

הפניות

• מדריך למשתמש