Intel Arria 872 GX FPGA менен AN 10 программалоочу тездетүү картасы

Introduction

Бул документ жөнүндө

Бул документ максаттуу сервер платформасында Intel Arria® 10 GX FPGA менен Intel® Программалануучу ылдамдатуу картасын колдонуу менен AFU дизайныңыздын кубаттуулугун жана жылуулук өндүрүмдүүлүгүн баалоо жана текшерүү ыкмаларын камтыйт.

Power Specification

Башкармалык башкаруу контроллери Intel FPGA PACдагы жылуулук жана кубаттуулук окуяларын көзөмөлдөйт жана башкарат. Такта же FPGA ысып кеткенде же ашыкча ток тартып жатканда, тактаны башкаруу контроллери коргоо үчүн FPGA кубатын өчүрөт. Андан кийин, ал ошондой эле күтүлбөгөн системанын бузулушуна алып келиши мүмкүн болгон PCIe шилтемесин түшүрөт. Борттун өчүрүлүшүнө түрткү болгон критерийлер жөнүндө көбүрөөк маалымат алуу үчүн Авто-өчүрүү бөлүмүнө кайрылыңыз. Кадимки учурларда, FPGA температурасы жана кубаттуулугу өчүрүүнүн негизги себеби болуп саналат. Иштебей турган убакытты азайтуу жана системанын туруктуулугун камсыз кылуу үчүн Intel тактанын жалпы кубаттуулугу 66 Вттан, ал эми FPGA кубаттуулугу 45 Вттан ашпоону сунуштайт. Жеке компоненттердин жана такталардын жыйындыларынын кубаттуулугу өзгөрүлмөлүү. Ошондуктан, номиналдык баалуулуктар тактай ар кандай жумуш жүктөмдөрү жана кирүү температуралары менен системада кокусунан өчүрүлүп калбашы үчүн чектерден төмөн.

Power Specification

Система	Борттун жалпы кубаттуулугу (ваттс)	FPGA кубаттуулугу (ваттс)
FPGA Interface Manager (FIM) жана AFU менен система, ал 15°C негизги температурада эң аз дегенде 95 мүнөткө эң начар азайтуучу жумуш жүгү менен иштейт.	66	45

Тактанын жалпы кубаттуулугу Accelerator Functional Unit (AFU) дизайнына (логикалык которуунун көлөмүнө жана жыштыгына), кирүү температурасына, системанын температурасына жана Intel FPGA PAC үчүн максаттуу уячанын аба агымына жараша өзгөрөт. Бул өзгөргүчтүктү башкаруу үчүн, Intel Башкарманын Башкаруу Контролери тарабынан кубаттын өчүрүлүшүнө жол бербөө үчүн ушул кубат спецификациясын аткарууну сунуштайт.

Тиешелүү маалымат

Автоматтык өчүрүү.

Пререквизиттер

Сервердин оригиналдуу жабдууларын өндүрүүчүсү (OEM) максаттуу сервер платформасындагы PCIe уячасына болгон ар бир Intel FPGA PAC интерфейси такта максималдуу уруксат берилген кубаттуулукту (66 Вт) керектегенде да жылуулук чегинде кала аларын ырасташы керек. Көбүрөөк маалымат алуу үчүн Intel PAC менен Intel Arria 10 GX FPGA платформасынын квалификациялык көрсөтмөлөрүн караңыз(1).

Куралдарга талаптар

Кубат жана жылуулук көрсөткүчтөрүн баалоо жана баалоо үчүн сизде төмөнкү куралдар болушу керек.

• Программалык камсыздоо:
  • Өнүгүү үчүн Intel Acceleration Stack
  • BWtoolkit
  • AFU Дизайн(2)
  • Tcl скрипт (жүктөө) – Программалоону форматтоо үчүн талап кылынат file талдоо үчүн
  • Intel Arria 10 түзмөктөрү үчүн алгачкы кубаттуулукту баалоочу
  • Intel FPGA PAC кубаттуулугун баалоо баракчасы (жүктөп алуу)
• Аппараттык камсыздоо:
  • Intel FPGA PAC
  • Микро-USB кабели(3)
  • Intel FPGA PAC үчүн максаттуу сервер(4)

Intel сизге программалык камсыздоону орнотуу үчүн Intel Arria 10 GX FPGA менен Intel программалануучу ылдамдатуу картасы үчүн Intel Acceleration Stack Quick Start Guideне баш ийүүнү сунуштайт.

Тиешелүү маалымат

Intel Arria 10 GX FPGA менен Intel программалануучу ылдамдатуу картасы үчүн Intel Acceleration Stack Quick Start Guide.

1. Бул документке жетүү үчүн Intel колдоо өкүлүңүзгө кайрылыңыз.
2. build_synth каталогу сиз AFU түзгөндөн кийин түзүлөт.
3. Acceleration Stack 1.2де тактага мониторинг PCIe аркылуу жүргүзүлөт.
4. OEM сиздин Intel FPGA PAC үчүн Платформанын квалификациялык көрсөтмөлөрүнө ылайык максаттуу PCIe слот(ларын) текшергендигин текшериңиз.

Башкармалыктын башкаруучусун колдонуу

Автоматтык өчүрүү

Башкаруу Башкармасынын контроллери баштапкы абалга келтирүүнү, ар кандай электр рельстерин, FPGA жана тактанын температурасын көзөмөлдөйт жана көзөмөлдөйт. Башкармалык Башкарманын Контролери тактага зыян келтире турган шарттарды сезгенде, коргоо үчүн тактанын кубатын автоматтык түрдө өчүрөт.

Эскертүү: FPGA күчүн жоготкондо, Intel FPGA PAC менен хосттун ортосундагы PCIe байланышы иштебей калат. Көптөгөн системаларда, PCIe шилтемеси системанын бузулушуна алып келиши мүмкүн.

Автоматтык өчүрүү критерийлери

Төмөнкү таблицада Башкармалык Башкаруу Контролёру тактанын күчүн өчүрө турган критерийлердин тизмеси келтирилген.

Параметр	Босого чеги
Board Power	66 Вт
12v арткы агым	6 А
12v Backplane Voltage	14 V
1.2v ток	16 А
1.2v Voltage	1.4 V
1.8v ток	8 А
1.8v Voltage	2.04 V
3.3v ток	8 А
3.3v Voltage	3.96 V
FPGA Core Voltage	1.08 V
FPGA негизги агымы	60 А
FPGA негизги температурасы	100°C
Негизги камсыздоо температурасы	120°C
Башкарманын температурасы	80°C
QSFP температурасы	90°C
QSFP Voltage	3.7 V

Автоматтык өчүрүлгөндөн кийин калыбына келтирүү

Башкармалык Башкарманын контролеру электр энергиясын кийинки циклге чейин өчүрөт. Ошондуктан, Intel FPGA PAC картасынын кубаты өчүрүлгөндө, Intel FPGA PAC кубатына кайтаруу үчүн серверди кубатташыңыз керек.

Электр энергиясын өчүрүүнүн жалпы себеби - FPGAнын ашыкча ысып кетиши (негизги температура 100°Cден жогору болгондо) же FPGA ашыкча ток тартуу. Бул адатта AFU дизайны Intel FPGA PAC аныкталган кубаттуулук конверттеринен ашып кеткенде же аба агымы жетишсиз болгондо болот. Бул учурда, сиз AFU электр энергиясын керектөөнү азайтуу керек.

OPAE жардамы менен борттогу сенсорлорду көзөмөлдөө

Башкарманын башкаруу контролеринен температура жана кубат сенсорунун дайындарын чогултуу үчүн fpgainfo буйрук сабын колдонуңуз. Сиз бул программаны Acceleration Stack 1.2 жана андан кийинкиси менен колдоно аласыз. Acceleration Stack 1.1 же андан улуураактар ​​үчүн, кийинки бөлүмдө сүрөттөлгөндөй BWMonitor куралын колдонуңуз.

Температура маалыматтарын чогултуу үчүн:

• bash-4.2$ fpgainfo темп

Sample чыгаруу

кубат маалыматтарын чогултуу үчүн

• bash-4.2$ fpgainfo күчү

Sample чыгаруу

BWMonitor аркылуу борттогу сенсорлорду көзөмөлдө

• BWMonitor бул BittWare куралы, ал FPGA/такта температурасын өлчөөгө мүмкүндүк берет, тtage, жана учурдагы.

Шарт: Intel FPGA PAC менен сервердин ортосунда микро-USB кабелин орнотуу керек.

1. Тиешелүү BittWorks II Toolkit-Lite программасын, микропрограмманы жана жүктөгүчтү орнотуңуз.

OS менен шайкеш BittWorks II ToolkitLite версиясы

Операция системасы	бошотуу	BittWorks II Toolkit-Lite версиясы	Command орнотуу
CentOS 7.4/RHEL 7.4	2018.6 Enterprise Linux 7 (64-бит)	bw2tk- lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
			sudo yum орнотуу bw2tk-\ lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
Ubuntu 16.04	2018.6 Ubuntu 16.04 (64-бит)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

Баштоо бөлүмүнө кайрылыңыз webBMC микропрограммасын жана куралдарын жүктөп алуу үчүн баракча

• BMC Firmware версиясы: 26889
• BMC Bootloader версиясы: 26879

сактаңыз fileс хост машинасындагы белгилүү жерге. Төмөнкү скрипт бул жерди сунуштайт.

PATH үчүн Bittware куралын кошуу:

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

колдонуу менен BWMonitor ишке киргизе аласыз

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

Sample Measurements

AFU Дизайн кубаттуулугун текшерүү

Power өлчөө агымы

AFU дизайныңыздын кубаттуулугун баалоо үчүн, төмөнкү көрсөткүчтөрдү алыңыз:

• Жалпы тактанын кубаттуулугу жана FPGA температурасы
  • (дизайныңыздагы эң начар маалымат үлгүлөрүн 15 мүнөт иштеткенден кийин)
• Статикалык кубаттуулук жана температура
  • (статикалык кубаттуулукту өлчөө дизайнын колдонуу менен)
• Эң начар абал Статикалык күч
  • (Intel Arria 10 түзмөктөрү үчүн Early Power Estimator аркылуу болжолдуу маанилер)

Андан кийин, AFU дизайныңыз спецификацияга туура келерин текшерүү үчүн Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (жүктөп алуу) бул жазылган көрсөткүчтөрдү колдонуңуз.

Башкарманын жалпы күчүн өлчөө

Бул кадамдарды аткарыңыз

1. Intel Arria 10 GX FPGA менен Intel PACти сервердеги квалификациялуу PCIe уячасына орнотуңуз. Эгерде сиз өлчөө үчүн BWMonitor колдонуп жатсаңыз, картанын артындагы Micro-USB кабелин сервердин каалаган USB портуна туташтырыңыз.
2. AFU'ңузду жүктөңүз жана анын максималдуу күчү менен иштетиңиз.
   • Эгерде AFU Ethernetти колдонсо, анда тармак кабели же модулу салынып, шилтеме өнөктөшүнө туташып, AFUде тармак трафиги күйгүзүлгөнүн текшериңиз.
   • Керек болсо, борттогу DDR4 көнүгүү үчүн DMAны үзгүлтүксүз иштетиңиз.
   • AFUге эң начар трафикти берүү жана FPGAны толугу менен ишке ашыруу үчүн тиркемелериңизди хостто иштетиңиз. FPGAны эң стресстүү маалымат трафиги менен баса белгилеңиз. FPGA негизги температурасын жөнгө салуу үчүн бул кадамды жок дегенде 15 мүнөт иштетиңиз.
     • Эскертүү: Сыноо учурунда тактайдын жалпы кубаттуулугуна, FPGA кубаттуулугуна жана FPGA негизги температурасынын маанисине көз салып, алардын спецификацияда сакталышын текшериңиз. Эгерде 66 Вт, 45 Вт же 100°C чектерге жетсе, сыноону дароо токтотуңуз.
3. FPGA негизги температурасы туруктуу болгондон кийин, тактанын жалпы кубаттуулугун жана FPGA негизги температурасын жаздыруу үчүн fpgainfo программасын же BWMonitor куралын колдонуңуз. Бул маанилерди катарга киргизиңиз 1-кадам: Intel FPGA PAC кубаттуулугун баалоочу барагынын жалпы тактасынын кубаттуулугун өлчөө.

Intel FPGA PAC кубаттуулугун баалоочу барагы Sample

Чыныгы статикалык кубаттуулукту өлчөө

Агышуу агымы тактадан тактага электр энергиясын керектөөнүн негизги себеби болуп саналат. Жогорудагы бөлүмдөгү кубаттуулукту өлчөө агымдын агып кетүүсүнөн улам болгон кубаттуулукту (статикалык күч) жана AFU логикасына (динамикалык күч) байланыштуу кубаттуулукту камтыйт. Бул бөлүмдө сиз динамикалык күчтү түшүнүү үчүн сынап жаткан тактанын статикалык күчүн өлчөйсүз.

FPGA статикалык күчүн өлчөөдөн мурун, FPGA программалоосун иштетүү үчүн disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl скриптин (жүктөө) колдонуңуз file, (*.sof file) FIM жана AFU дизайнын камтыйт. tcl скрипти FPGA ичинде эч кандай которуштуруу болбошу үчүн бардык FPGA киргизүү пиндерин өчүрөт (бул динамикалык күч жок дегенди билдирет). Минималдуу агымды караңыз Exampкатары компиляциялооample AFU. пайда болгон *.sof file жайгашкан:

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

Жогорудагы каталогго disable-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl сактап, андан кийин төмөнкү буйрукту аткарышыңыз керек.

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

Sample чыгаруу

Маалымат: ************************************************* **************** Маалымат:
Running Quartus Prime Assembler
Маалымат: Версия 17.1.1 Build 273 12/19/2017 SJ Pro Edition
Маалымат: Автордук укук (C) 2017 Intel Corporation. Бардык укуктар корголгон. Маалымат: Сиздин колдонуу
Intel корпорациясынын долбоорлоо куралдарынын, логикалык функцияларынын маалыматы: жана башка программалык камсыздоо жана куралдар, жана анын AMPP өнөктөш логикалык маалымат: милдеттери, жана ар кандай чыгаруу fileЖогорудагы маалыматтардын каалаганынан алынган: (анын ичинде аппаратты программалоо же симуляциялоо files) жана ар кандай маалымат: тиешелүү документтер же маалымат ачык-айкын предмети болуп саналат Маалымат: Intel программасынын шарттарына жана шарттарына.

tcl сценарийи ийгиликтуу аткарылгандан кийин afu_*.sof file жаңыртылган жана FPGA программалоого даяр.

Чыныгы статикалык кубаттуулукту өлчөө үчүн бул кадамдарды аткарыңыз

1. *.sof программалоо үчүн Intel Quartus® Prime программисти колдонуңуз file. Толук кадамдар үчүн 12-беттеги Intel Quartus Prime программистти колдонууну караңыз.
2. FPGA негизги температурасын көзөмөлдөө, томtage, жана BWMonitor куралын колдонуу менен учурдагы. Бул маанилерди 2-кадамга киргизиңиз: Intel FPGA PAC кубаттуулугун баалоочу барагынын FPGA негизги статикалык кубаттуулугун өлчөө.

Тиешелүү маалымат

• Intel Arria 10 GX FPGA менен Intel программалануучу ылдамдатуу картасы үчүн Intel Acceleration Stack Quick Start Guide
• BWMonitor аркылуу борттогу сенсорлорду көзөмөлдө.

Intel Quartus Prime программистти колдонуу

Бул кадамдарды аткаруу үчүн сизде Intel FPGA PAC менен сервердин ортосунда туташтырылган микро USB кабели болушу керек:

1. Intel FPGA PAC картасынын түпкү портун жана акыркы чекин табыңыз: $ lspci -tv | grep 09c4

Example чыгаруу 1 Root Port d7:0.0 жана Endpoint d8:0.0 экенин көрсөтөт.

• -+-[0000:d7]-+-00.0-[d8]—-00.0 Intel корпорациясынын түзмөгү 09c4

Example чыгаруу 2 Root Port 0:1.0 жана Endpoint 3:0.0 экенин көрсөтөт.

• +-01.0-[03]—-00.0 Intel корпорациясынын түзмөгү 09c4

Example чыгаруу 3 Root Port 85:2.0 жана Endpoint 86:0.0 жана

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

Эскертүү: Эч кандай чыгаруу PCIe* түзмөгүнүн тизмегинин бузулгандыгын жана ал жарк программаланбаганын көрсөтөт.

• #FPGAнын оңдолбогон каталарын жана оңдолуучу каталарын маска
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # Түзүлгүс каталарды маска жана RP оңдолбогон каталарын маска
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

Төмөнкү Intel Quartus Prime Programmer буйругун иштетиңиз:

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

1. Оңдоого мүмкүн болбогон каталарды жабуу жана оңдоого мүмкүн болгон каталарды жабуу үчүн төмөнкү буйруктарды аткарыңыз
   • # Оңдоого мүмкүн болбогон каталарды ачып, FPGAнын оңдолбогон каталарын жашырыңыз
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # Оңдоого болбой турган каталарды ачып, RP оңдоого мүмкүн болгон каталарды маска:
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. Кайра жүктөө.

Тиешелүү маалымат

Intel Arria 10 GX FPGA менен Intel программалануучу ылдамдатуу картасы үчүн Intel Acceleration Stack Quick Start Guide

Эң начар негизги статикалык кубаттуулукту баалоо

Эң начар статикалык кубаттуулукту баалоо үчүн бул кадамдарды аткарыңыз

1. Минималдуу агымды караңыз Exampкатары компиляциялооample AFU жайгашкан:
   • /hw/samples/ /
2. Intel Quartus Prime Pro Edition программасында чыкылдатыңыз File > Долбоорду ачып, .qpf файлыңызды тандаңыз file төмөнкү жолдон AFU синтези долбоорун ачуу үчүн:
   • /hw/samples/ /build_synth/build
3. Долбоор > EPE түзүү чыкылдатыңыз File зарыл .csv түзүү file.
   • 2-кадам Иллюстрация
4. Early Power Estimator куралын (5) ачып, CSV импорттоо сөлөкөтүн чыкылдатыңыз. Жогоруда түзүлгөн .csv тандаңыз file.
   • Эскертүү: .csv импорттоо учурунда эскертүүгө көңүл бурбай койсоңуз болот file.
5. Киргизүү параметрлери автоматтык түрдө толтурулат.

• Маанисин Junction Temp'та Киргизилген Колдонуучуга өзгөртүңүз. TJ талаасы. Жана Junction Температурасын орнотуңуз. TJ (°C) талаасы 95ке чейин
• Кубаттын мүнөздөмөлөрү талаасын Типтиктен Максималдууга өзгөртүңүз.
• EPE куралында, PSTATIC Ваттдагы жалпы статикалык кубаттуулук. Сиз Отчет өтмөгүнөн эң начар негизги статикалык кубаттуулукту эсептей аласыз

EPE куралы Сample Output

Отчет өтмөгү

мурдагыample жогоруда көрсөтүлгөн, жалпы FPGA негизги статикалык ток 0.9V (VCC, VCCP, VCCERAM) бардык статикалык жана күтүү токтун суммасы болуп саналат. Бул маанини 3-кадамга киргизиңиз: Intel FPGA PAC кубаттуулугун баалоочу барагынын EPEден эң начар статикалык кубаттуулугу. Сиздин AFU максималдуу энергия керектөө үчүн Эсептелген чыгаруу сабын байкаңыз.

Intel Arria 10 GX FPGA менен Intel PAC үчүн жылуулук жана кубаттуулук боюнча көрсөтмөлөрдүн документти кайра карап чыгуу тарыхы

Документтин версиясы	Өзгөрүүлөр
2019.08.30	Алгачкы чыгаруу.

Intel корпорациясы. Бардык укуктар корголгон. Intel, Intel логотиби жана башка Intel белгилери Intel корпорациясынын же анын туунду компанияларынын соода белгилери болуп саналат. Intel өзүнүн FPGA жана жарым өткөргүч өнүмдөрүн Intelдин стандарттык гарантиясына ылайык учурдагы спецификацияларга кепилдик берет, бирок каалаган убакта эскертүүсүз каалаган өнүмгө жана кызматтарга өзгөртүү киргизүү укугун өзүнө калтырат. Intel бул жерде сүрөттөлгөн кандайдыр бир маалыматты, продуктуну же кызматты колдонуудан же колдонуудан келип чыккан эч кандай жоопкерчиликти же жоопкерчиликти өзүнө албайт, Intel тарабынан жазуу жүзүндө ачык макулдашылгандан башка учурларда. Intel кардарларына жарыяланган маалыматка таянардан мурун жана өнүмдөр же кызматтарга буйрутма берүүдөн мурун түзмөктүн спецификацияларынын акыркы версиясын алуу сунушталат.

Башка аталыштар жана бренддер башкалардын менчиги катары талап кылынышы мүмкүн.

ISO

• 9001:2015
  Катталган

ID: 683795
Версия: 2019.08.30

Документтер / Ресурстар

Intel Arria 872 GX FPGA менен intel AN 10 программалоочу тездетүү картасы [pdf] Колдонуучунун колдонмосу Intel Arria 872 GX FPGA менен AN 10 программалануучу ылдамдатуу картасы, AN 872, Intel Arria 10 GX FPGA менен программалануучу тездетүү картасы

Шилтемелер

• User Manual