AN 872 programuojama pagreičio kortelė su Intel Arria 10 GX FPGA

Įvadas

Apie šį dokumentą

Šiame dokumente pateikiami metodai, kaip įvertinti ir patvirtinti jūsų AFU konstrukcijos galią ir šiluminį našumą naudojant „Intel®“ programuojamą spartinimo kortelę su „Intel Arria® 10 GX FPGA“ tikslinėje serverio platformoje.

Galios specifikacija

Plokštės valdymo valdiklis stebi ir valdo šilumos ir maitinimo įvykius Intel FPGA PAC. Kai plokštė arba FPGA perkaista arba gauna per didelę srovę, plokštės valdymo valdiklis išjungia FPGA maitinimą, kad apsaugotų. Vėliau jis taip pat sumažina PCIe nuorodą, kuri gali sukelti netikėtą sistemos gedimą. Norėdami gauti daugiau informacijos apie kriterijus, kurie suaktyvina plokštės išjungimą, žr. automatinį išjungimą. Įprastais atvejais FPGA temperatūra ir galia yra pagrindinė išjungimo priežastis. Siekiant sumažinti prastovos laiką ir užtikrinti sistemos stabilumą, „Intel“ rekomenduoja, kad bendra plokštės galia neviršytų 66 W, o FPGA – ne didesnė nei 45 W. Atskirų komponentų ir plokščių rinkinių galia skiriasi. Todėl vardinės vertės yra mažesnės už ribas, kad būtų užtikrinta, jog plokštė atsitiktinai neišsijungs sistemoje, kurioje kinta darbo apkrova ir įėjimo temperatūra.

Galios specifikacija

Sistema	Bendra plokštės galia (vatais)	FPGA galia (vatais)
Sistema su FPGA sąsajos tvarkykle (FIM) ir AFU, kuri veikia blogiausiu atveju droselio darbo krūviu mažiausiai 15 minučių, kai pagrindinė temperatūra yra 95 °C.	66	45

Bendra plokštės galia skiriasi priklausomai nuo greitintuvo funkcinio bloko (AFU) konstrukcijos (loginio perjungimo kiekio ir dažnio), įėjimo temperatūros, sistemos temperatūros ir oro srauto tiksliniame Intel FPGA PAC lizde. Kad valdytumėte šį kintamumą, „Intel“ rekomenduoja laikytis šios maitinimo specifikacijos, kad plokštės valdymo valdiklis neišjungtų maitinimo.

Susijusi informacija

Automatinis išjungimas.

Būtinos sąlygos

Serverio originalios įrangos gamintojas (OĮG) turi patvirtinti, kad kiekviena Intel FPGA PAC sąsaja su PCIe lizdu tikslinėje serverio platformoje gali neviršyti šiluminių ribų net tada, kai plokštė sunaudoja didžiausią leistiną galią (66 W). Norėdami gauti daugiau informacijos, žr. Intel PAC su Intel Arria 10 GX FPGA platformos kvalifikacijos gairėmis (1).

Reikalavimai įrankiams

Turite turėti šiuos įrankius, kad įvertintumėte ir įvertintumėte galią ir šiluminį našumą.

• Programinė įranga:
  • „Intel Acceleration Stack“ plėtrai
  • BW įrankių rinkinys
  • AFU dizainas (2)
  • Tcl scenarijus (atsisiųsti) – reikalingas programavimui suformatuoti file analizei
  • Ankstyvasis galios įvertinimas, skirtas „Intel Arria 10“ įrenginiams
  • Intel FPGA PAC galios įvertinimo lapas (atsisiųsti)
• Techninė įranga:
  • Intel FPGA PAC
  • Mikro-USB kabelis (3)
  • Tikslinis serveris, skirtas Intel FPGA PAC(4)

Diegdami programinę įrangą „Intel“ rekomenduoja vadovautis „Intel Acceleration Stack“ trumpuoju „Intel“ programuojamos spartinimo kortelės su „Intel Arria 10 GX FPGA“ vadovu.

Susijusi informacija

„Intel Acceleration Stack“ trumpas „Intel“ programuojamos spartinimo kortelės su „Intel Arria 10 GX FPGA“ pradžios vadovas.

1. Norėdami pasiekti šį dokumentą, susisiekite su „Intel“ palaikymo atstovu.
2. Sukūrus AFU, sukuriamas build_synth katalogas.
3. „Acceleration Stack 1.2“ plokštės stebėjimas atliekamas per PCIe.
4. Įsitikinkite, kad jūsų originalios įrangos gamintojas patvirtino tikslinį (-ias) PCIe lizdą (-ius) pagal jūsų Intel FPGA PAC platformos kvalifikacijos gaires.

Valdybos valdymo kontrolieriaus naudojimas

Automatinis išjungimas

Plokštės valdymo valdiklis stebi ir kontroliuoja atstatymus, skirtingus maitinimo bėgius, FPGA ir plokštės temperatūras. Kai plokštės valdymo valdiklis nustato sąlygas, kurios gali sugadinti plokštę, jis automatiškai išjungia plokštės maitinimą, kad apsaugotų.

Pastaba: Kai FPGA praranda maitinimą, PCIe ryšys tarp Intel FPGA PAC ir pagrindinio kompiuterio nutrūksta. Daugelyje sistemų PCIe susiejimas gali sukelti sistemos gedimą.

Automatinio išjungimo kriterijai

Toliau pateiktoje lentelėje išvardyti kriterijai, kuriuos viršijus valdybos valdiklis išjungia plokštės maitinimą.

Parametras	Slenksčio riba
Valdybos galia	66 W
12v galinės plokštės srovė	6 A
12v Backplane Voltage	14 V
1.2v srovė	16 A
1.2v ttage	1.4 V
1.8v srovė	8 A
1.8v ttage	2.04 V
3.3v srovė	8 A
3.3v ttage	3.96 V
FPGA Core Voltage	1.08 V
FPGA pagrindinė srovė	60 A
FPGA šerdies temperatūra	100°C
Pagrindinė tiekimo temperatūra	120°C
Plokštės temperatūra	80°C
QSFP temperatūra	90°C
QSFP ttage	3.7 V

Atkūrimas po automatinio išjungimo

Plokštės valdymo valdiklis išjungia maitinimą iki kito maitinimo ciklo. Todėl, kai Intel FPGA PAC kortelės maitinimas išjungiamas, turite įjungti serverį, kad maitinimas būtų grąžintas į Intel FPGA PAC.

Dažna maitinimo išjungimo priežastis yra FPGA perkaitimas (kai šerdies temperatūra viršija 100°C) arba FPGA ima per didelę srovę. Paprastai tai atsitinka, kai AFU konstrukcija viršija Intel FPGA PAC apibrėžtą galios sluoksnį arba yra nepakankamas oro srautas. Tokiu atveju turite sumažinti AFU energijos suvartojimą.

Stebėkite borto jutiklius naudodami OPAE

Norėdami surinkti temperatūros ir galios jutiklio duomenis iš plokštės valdymo valdiklio, naudokite komandų eilutės programą fpgainfo. Šią programą galite naudoti su Acceleration Stack 1.2 ir naujesnėmis versijomis. Jei naudojate „Acceleration Stack 1.1“ ar senesnę versiją, naudokite „BWMonitor“ įrankį, kaip aprašyta kitame skyriuje.

Norėdami surinkti temperatūros duomenis:

• bash-4.2$ fpgainfo temp

Sample produkcija

Norėdami surinkti galios duomenis

• bash-4.2 $ fpgainfo galia

Sample produkcija

Stebėkite borto jutiklius naudodami BWMonitor

• „BWMonitor“ yra „BittWare“ įrankis, leidžiantis matuoti FPGA / plokštės temperatūrą, ttage, ir srovė.

Būtina sąlyga: Turite įdiegti mikro-USB kabelį tarp Intel FPGA PAC ir serverio.

1. Įdiekite atitinkamą BittWorks II Toolkit-Lite programinę įrangą, programinę-aparatinę įrangą ir įkrovos įkroviklį.

Su OS suderinama BittWorks II ToolkitLite versija

Operacinė sistema	Paleisti	BittWorks II Toolkit-Lite versija	Įdiegti komandą
CentOS 7.4 / RHEL 7.4	2018.6 Enterprise Linux 7 (64 bitų)	bw2tk- lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
			sudo yum install bw2tk-\ lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
Ubuntu 16.04	2018.6 Ubuntu 16.04 (64 bitų)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

Žr. Darbo pradžia webpuslapį, kuriame galite atsisiųsti BMC programinę-aparatinę įrangą ir įrankius

• BMC programinės įrangos versija: 26889
• BMC Bootloader versija: 26879

Išsaugokite files į žinomą pagrindinio kompiuterio vietą. Šis scenarijus ragina nurodyti šią vietą.

Pridėti Bittware įrankį prie PATH:

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

Galite paleisti BWMonitor naudodami

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

Sample Matavimai

AFU dizaino galios patikrinimas

Galios matavimo srautas

Norėdami įvertinti savo AFU dizaino galią, užfiksuokite šiuos rodiklius:

• Bendra plokštės galia ir FPGA temperatūra
  • (15 minučių savo dizaine paleidus blogiausio atvejo duomenų šablonus)
• Statinė galia ir temperatūra
  • (naudojant statinio galios matavimo dizainą)
• Blogiausiu atveju statinė galia
  • (numatomos vertės naudojant „Intel Arria 10“ įrenginių „Early Power Estimator“)

Tada naudokite „Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet“ (atsisiųskite) su šia įrašyta metrika, kad patikrintumėte, ar jūsų AFU dizainas atitinka specifikacijas.

Bendros lentos galios matavimas

Atlikite šiuos veiksmus

1. Įdiekite Intel PAC su Intel Arria 10 GX FPGA į kvalifikuotą PCIe lizdą serveryje. Jei matavimui naudojate BWMonitor, prijunkite mikro-USB kabelį iš kortelės galo prie bet kurio serverio USB prievado.
2. Įkelkite savo AFU ir važiuokite maksimalia galia.
   • Jei AFU naudoja eternetą, įsitikinkite, kad tinklo kabelis arba modulis yra įdėtas ir prijungtas prie nuorodos partnerio, o tinklo srautas įjungtas AFU.
   • Jei reikia, nepertraukiamai paleiskite DMA, kad galėtumėte naudotis integruotu DDR4.
   • Paleiskite programas pagrindiniame kompiuteryje, kad padėtų AFU blogiausio atvejo srautui ir visiškai išnaudotumėte FPGA. Įsitikinkite, kad FPGA naudojate didžiausią įtemptą duomenų srautą. Atlikite šį veiksmą mažiausiai 15 minučių, kad nusistovėtų FPGA šerdies temperatūra.
     • Pastaba: Bandymo metu stebėkite bendrą plokštės galią, FPGA galią ir FPGA šerdies temperatūros vertę, kad įsitikintumėte, jog jos atitinka specifikacijas. Jei pasiekiamos 66 W, 45 W arba 100 °C ribos, nedelsdami nutraukite bandymą.
3. Kai FPGA šerdies temperatūra taps stabili, naudokite fpgainfo programą arba BWMonitor įrankį, kad įrašytumėte bendrą plokštės galią ir FPGA šerdies temperatūrą. Įveskite šias reikšmes į eilutę 1 veiksmas: „Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet“ bendros plokštės galios matavimas.

Intel FPGA PAC galios įvertinimo lapas Sample

Realiosios statinės galios matavimas

Srovės nuotėkis yra pagrindinė elektros energijos suvartojimo skirtingų plokščių priežastis. Pirmiau pateikto skyriaus galios matavimai apima galią dėl nuotėkio srovės (statinė galia) ir galią dėl AFU logikos (dinaminė galia). Šiame skyriuje išmatuosite tikrinamos plokštės statinę galią, kad suprastumėte dinaminę galią.

Prieš matuodami FPGA statinę galią, naudokite disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl scenarijų (atsisiųskite), kad apdorotumėte FPGA programavimą file, (*.sof file), kuriame yra FIM ir AFU dizainas. Tcl scenarijus išjungia visus FPGA įvesties kaiščius, kad užtikrintų, jog FPGA viduje nėra perjungimų (tai reiškia, kad nėra dinaminės galios). Žr. Minimalaus srauto Pvzample kompiliuoti kaipample AFU. Sukurtas *.sof file yra adresu:

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

Turite išsaugoti disable-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl aukščiau esančiame kataloge ir paleisti šią komandą

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

Sample produkcija

Informacija: ****************************************************** ***************** Informacija:
Veikia Quartus Prime Assembler
Informacija: 17.1.1 versija, versija 273 12-19-2017 SJ Pro leidimas
Informacija: Autorių teisės (C) 2017 Intel Corporation. Visos teisės saugomos. Informacija: Jūsų naudojimas
Intel Corporation projektavimo įrankių, loginių funkcijų Info: ir kitos programinės įrangos bei įrankių ir jos AMPP partnerio logika Informacija: funkcijos ir bet kokia išvestis files iš bet kurios iš anksčiau pateiktos informacijos: (įskaitant įrenginio programavimą ar modeliavimą files) ir bet kokiai informacijai: susijusiai dokumentacijai ar informacijai yra aiškiai taikomos „Intel“ programos licencijos sąlygos ir sąlygos Informacija: prenumeratos sutartis, „Intel Quartus Prime“ licencijos sutartis, Informacija:

Sėkmingai įvykdžius tcl scenarijų, afu_*.sof file yra atnaujintas ir paruoštas FPGA programavimui.

Norėdami išmatuoti tikrąją statinę galią, atlikite šiuos veiksmus

1. Naudokite Intel Quartus® Prime programuotoją *.sof programavimui file. Norėdami sužinoti daugiau apie veiksmus, žr. „Intel Quartus Prime Programmer“ naudojimą 12 puslapyje.
2. Stebėkite FPGA šerdies temperatūrą, ttage, ir srovė naudojant BWMonitor įrankį. Įveskite šias reikšmes į eilutę 2 veiksmas: „Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet“ FPGA branduolio statinės galios matavimas.

Susijusi informacija

• „Intel Acceleration Stack“ trumpas „Intel“ programuojamos spartinimo kortelės su „Intel Arria 10 GX FPGA“ pradžios vadovas
• Stebėkite borto jutiklius naudodami BWMonitor.

„Intel Quartus Prime Programer“ naudojimas

Kad galėtumėte atlikti šiuos veiksmus, tarp Intel FPGA PAC ir serverio turi būti prijungtas mikro USB laidas:

1. Raskite „Intel FPGA PAC“ kortelės šakninį prievadą ir galinį tašką: $ lspci -tv | grep 09c4

Examp1 išvestis rodo, kad šakninis prievadas yra d7:0.0, o galutinis taškas yra d8:0.0

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

Examp2 išvestis rodo, kad šakninis prievadas yra 0:1.0, o galutinis taškas yra 3:0.0

• +-01.0-[03]--00.0 „Intel Corporation“ įrenginys 09c4

Examp3 išvestis rodo, kad šakninis prievadas yra 85:2.0, o galutinis taškas yra 86:0.0 ir

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

Pastaba: Nėra išvesties, tai reiškia, kad PCIe* įrenginio surašymo gedimas ir ta blykstė neužprogramuota.

• #Mask nepataisomas ir taisomas FPGA klaidas
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # Užmaskuoti neištaisomas klaidas ir užmaskuoti taisomas RP klaidas
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

Vykdykite šią Intel Quartus Prime Programer komandą:

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

1. Norėdami demaskuoti neištaisomas klaidas ir užmaskuoti taisomas klaidas, vykdykite šias komandas
   • # Demaskuokite neištaisomas klaidas ir užmaskuokite taisomas FPGA klaidas
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # Demaskuokite neištaisomas klaidas ir užmaskuokite taisomas RP klaidas:
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. Perkraukite.

Susijusi informacija

„Intel Acceleration Stack“ trumpas „Intel“ programuojamos spartinimo kortelės su „Intel Arria 10 GX FPGA“ pradžios vadovas

Blogiausio atvejo pagrindinės statinės galios įvertinimas

Atlikite šiuos veiksmus, kad įvertintumėte blogiausią statinę galią

1. Žr. Minimalaus srauto Pvzample kompiliuoti kaipample AFU, esantis adresu:
   • /hw/samples/ /
2. „Intel Quartus Prime Pro Edition“ programinėje įrangoje spustelėkite File > Atidarykite projektą ir pasirinkite savo .qpf file Norėdami atidaryti AFU sintezės projektą šiuo keliu:
   • /hw/samples/ /build_synth/build
3. Spustelėkite Projektas > Generuoti EPE File kad sukurtumėte reikiamą .csv file.
   • 2 žingsnis Iliustracija
4. Atidarykite įrankį Early Power Estimator (5) ir spustelėkite Importuoti CSV piktogramą. Pasirinkite anksčiau sugeneruotą .csv file.
   • Pastaba: Importuodami .csv failą galite nepaisyti įspėjimo file.
5. Įvesties parametrai užpildomi automatiškai.

• Pakeiskite reikšmę į Vartotojo įvestas sankryžos temp. TJ laukas. Ir nustatykite sankryžos temperatūrą. TJ (°C) laukas iki 95
• Pakeiskite lauką Galios charakteristikos iš Tipiškas į Maksimalus.
• EPE įrankyje PSTATIC yra bendra statinė galia vatais. Galite apskaičiuoti blogiausio atvejo branduolio statinę galią skirtuke Ataskaita

EPE įrankis Sample Išvestis

Ataskaitų skirtukas

BuvusiojeampKaip parodyta aukščiau, bendra FPGA šerdies statinė srovė yra visos statinės srovės ir budėjimo srovės, kai įtampa 0.9 V, suma (VCC, VCCP, VCCERAM). Įveskite šias vertes į eilutę 3 veiksmas: prasčiausia statinė galia iš Intel FPGA PAC galios įvertinimo lapo EPE. Atkreipkite dėmesį į eilutę Apskaičiuota išvestis, kad pamatytumėte didžiausią AFU energijos suvartojimą.

Dokumentuokite „Intel PAC“ su „Intel Arria 10 GX FPGA“ terminių ir galios gairių peržiūros istoriją

Dokumento versija	Pakeitimai
2019.08.30	Pradinis išleidimas.

Intel korporacija. Visos teisės saugomos. „Intel“, „Intel“ logotipas ir kiti „Intel“ ženklai yra „Intel Corporation“ arba jos dukterinių įmonių prekių ženklai. „Intel“ garantuoja savo FPGA ir puslaidininkinių produktų veikimą pagal dabartines specifikacijas pagal standartinę „Intel“ garantiją, tačiau pasilieka teisę bet kuriuo metu be įspėjimo keisti bet kokius gaminius ir paslaugas. „Intel“ neprisiima jokios atsakomybės ar įsipareigojimų, kylančių dėl bet kokios čia aprašytos informacijos, produkto ar paslaugos taikymo ar naudojimo, išskyrus atvejus, kai „Intel“ aiškiai sutiko raštu. „Intel“ klientams patariama įsigyti naujausią įrenginio specifikacijų versiją prieš pasikliaujant bet kokia paskelbta informacija ir prieš užsakant produktus ar paslaugas.

Kiti pavadinimai ir prekės ženklai gali būti laikomi kitų nuosavybe.

ISO

• 9001:2015
  Registruotas

ID: 683795
Versija: 2019.08.30

Dokumentai / Ištekliai

Intel AN 872 programuojama pagreičio kortelė su Intel Arria 10 GX FPGA [pdfVartotojo vadovas AN 872 programuojama pagreičio kortelė su Intel Arria 10 GX FPGA, AN 872, programuojama pagreičio kortelė su Intel Arria 10 GX FPGA

Nuorodos

• Vartotojo vadovas