AN 872 programmējamā paātrinājuma karte ar Intel Arria 10 GX FPGA

Ievads

Par šo dokumentu

Šajā dokumentā ir sniegtas metodes, kā novērtēt un apstiprināt jūsu AFU dizaina jaudas un termisko veiktspēju, izmantojot Intel® programmējamo paātrinājuma karti ar Intel Arria® 10 GX FPGA mērķa servera platformā.

Jaudas specifikācija

Plates pārvaldības kontrolieris uzrauga un pārvalda siltuma un enerģijas notikumus Intel FPGA PAC. Ja plate vai FPGA pārkarst vai ņem pārmērīgu strāvu, plates vadības kontrolleris izslēdz FPGA jaudu aizsardzībai. Pēc tam tas arī samazina PCIe saiti, kas var izraisīt negaidītu sistēmas avāriju. Plašāku informāciju par kritērijiem, kas izraisa paneļa izslēgšanu, skatiet sadaļā Automātiskā izslēgšana. Parastos gadījumos FPGA temperatūra un jauda ir galvenais izslēgšanas iemesls. Lai samazinātu dīkstāves laiku un nodrošinātu sistēmas stabilitāti, Intel iesaka, lai kopējā plates jauda nepārsniegtu 66 W un FPGA jauda nepārsniegtu 45 W. Atsevišķiem komponentiem un paneļu komplektiem ir mainīga jauda. Tāpēc nominālās vērtības ir zemākas par robežvērtībām, lai nodrošinātu, ka plāksne nenotiek nejaušas izslēgšanas sistēmā ar mainīgu darba slodzi un ieplūdes temperatūru.

Jaudas specifikācija

Sistēma	Kopējā paneļa jauda (vati)	FPGA jauda (vati)
Sistēma ar FPGA interfeisa pārvaldnieku (FIM) un AFU, kas darbojas ar sliktākā gadījuma droseles darba slodzi vismaz 15 minūtes pie 95°C iekšējās temperatūras.	66	45

Kopējā plates jauda mainās atkarībā no jūsu paātrinātāja funkcionālās vienības (AFU) dizaina (loģiskās pārslēgšanas daudzuma un biežuma), ieplūdes temperatūras, sistēmas temperatūras un gaisa plūsmas Intel FPGA PAC mērķa slotā. Lai pārvaldītu šo mainīgumu, Intel iesaka ievērot šīs jaudas specifikācijas, lai novērstu strāvas padeves izslēgšanu no Board Management Controller.

Saistītā informācija

Automātiskā izslēgšana.

Priekšnoteikumi

Servera oriģinālā aprīkojuma ražotājam (OEM) ir jāapstiprina, ka katrs Intel FPGA PAC saskarne ar PCIe slotu mērķa servera platformā var atrasties termiskās robežās pat tad, ja plate patērē maksimālo atļauto jaudu (66 W). Lai iegūtu papildinformāciju, skatiet Intel PAC ar Intel Arria 10 GX FPGA platformas kvalifikācijas vadlīnijām (1).

Prasības instrumentiem

Lai novērtētu jaudu un siltuma veiktspēju, jums ir jābūt šādiem rīkiem.

• Programmatūra:
  • Intel Acceleration Stack attīstībai
  • BW rīku komplekts
  • AFU dizains (2)
  • Tcl skripts (lejupielādēt) – nepieciešams, lai formatētu programmēšanu file analīzei
  • Agrīnais jaudas aprēķinātājs Intel Arria 10 ierīcēm
  • Intel FPGA PAC jaudas aprēķinātāja lapa (lejupielādēt)
• Aparatūra:
  • Intel FPGA PAC
  • Mikro-USB kabelis (3)
  • Mērķa serveris Intel FPGA PAC(4)

Programmatūras instalēšanai Intel iesaka ievērot Intel programmējamās paātrinājuma kartes ar Intel Arria 10 GX FPGA īso darba sākšanas rokasgrāmatu Intel Acceleration Stack.

Saistītā informācija

Intel Acceleration Stack Īsā lietošanas pamācība Intel programmējamai paātrinājuma kartei ar Intel Arria 10 GX FPGA.

1. Lai piekļūtu šim dokumentam, sazinieties ar savu Intel atbalsta pārstāvi.
2. Direktorijs build_synth tiek izveidots pēc AFU kompilēšanas.
3. Programmā Acceleration Stack 1.2 plates uzraudzība tiek veikta, izmantojot PCIe.
4. Pārliecinieties, vai jūsu OEM ir apstiprinājis mērķa PCIe slotu(-us) saskaņā ar platformas kvalifikācijas vadlīnijām jūsu Intel FPGA PAC.

Izmantojot valdes vadības kontrolieri

Automātiskā izslēgšana

Board Management Controller uzrauga un kontrolē atiestatīšanu, dažādas jaudas sliedes, FPGA un plates temperatūras. Kad valdes vadības kontrolieris uztver apstākļus, kas var potenciāli sabojāt plati, tas automātiski izslēdz plates barošanu, lai aizsargātu.

Piezīme: Kad FPGA pazūd strāva, PCIe saite starp Intel FPGA PAC un resursdatoru nedarbojas. Daudzās sistēmās PCIe saites lejupielāde var izraisīt sistēmas avāriju.

Automātiskās izslēgšanas kritēriji

Nākamajā tabulā ir uzskaitīti kritēriji, pēc kuriem valdes vadības kontrolieris izslēdz plates jaudu.

Parametrs	Sliekšņa ierobežojums
Valdes jauda	66 W
12v aizmugures strāva	6 A
12 v aizmugurējā daļatage	14 V
1.2v strāva	16 A
1.2 v sējtage	1.4 V
1.8v strāva	8 A
1.8 v sējtage	2.04 V
3.3v strāva	8 A
3.3 v sējtage	3.96 V
FPGA Core Voltage	1.08 V
FPGA galvenā strāva	60 A
FPGA kodola temperatūra	100°C
Galvenā padeves temperatūra	120°C
Dēļa temperatūra	80°C
QSFP temperatūra	90°C
QSFP sējtage	3.7 V

Atkopšana pēc automātiskās izslēgšanas

Valdes vadības kontrolieris aiztur strāvu līdz nākamajam barošanas ciklam. Tāpēc, kad Intel FPGA PAC karte tiek izslēgta, jums ir jāpārslēdz serveris, lai atgrieztu enerģiju Intel FPGA PAC.

Biežākais strāvas padeves izslēgšanas iemesls ir FPGA pārkaršana (ja kodola temperatūra pārsniedz 100 °C) vai FPGA velk pārmērīgu strāvu. Tas parasti notiek, ja AFU dizains pārsniedz Intel FPGA PAC noteiktās jaudas aploksnes vai ir nepietiekama gaisa plūsma. Šādā gadījumā jums ir jāsamazina AFU enerģijas patēriņš.

Pārraugiet iebūvētos sensorus, izmantojot OPAE

Izmantojiet fpgainfo komandrindas programmu, lai savāktu temperatūras un jaudas sensora datus no Board Management Controller. Varat izmantot šo programmu ar Acceleration Stack 1.2 un jaunākām versijām. Acceleration Stack 1.1 vai vecākai versijai izmantojiet BWMonitor rīku, kā aprakstīts nākamajā sadaļā.

Lai apkopotu temperatūras datus:

• bash-4.2 $ fpgainfo temp

Sample izvade

Lai apkopotu jaudas datus

• bash-4.2 $ fpgainfo jauda

Sample izvade

Pārraugiet iebūvētos sensorus, izmantojot BWMonitor

• BWMonitor ir BittWare rīks, kas ļauj izmērīt FPGA/plates temperatūru, tilptage, un strāva.

Priekšnosacījums: Starp Intel FPGA PAC un serveri ir jāinstalē mikro-USB kabelis.

1. Instalējiet atbilstošo BittWorks II Toolkit-Lite programmatūru, programmaparatūru un sāknēšanas ielādētāju.

Ar OS saderīga BittWorks II ToolkitLite versija

Operētājsistēma	Atbrīvot	BittWorks II Toolkit-Lite versija	Instalējiet komandu
CentOS 7.4/RHEL 7.4	2018.6 Enterprise Linux 7 (64 bitu)	bw2tk- lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
			sudo yum instalēt bw2tk-\ lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
Ubuntu 16.04	2018.6 Ubuntu 16.04 (64 bitu)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

Skatiet sadaļu Darba sākšana weblapu, lai lejupielādētu BMC programmaparatūru un rīkus

• BMC programmaparatūras versija: 26889
• BMC Bootloader versija: 26879

Saglabājiet files uz zināmu vietu resursdatorā. Tālāk norādītais skripts pieprasa šo atrašanās vietu.

Pievienojiet Bittware rīku PATH:

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

Varat palaist BWMonitor, izmantojot

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

Sample Mērījumi

AFU dizaina jaudas pārbaude

Jaudas mērīšanas plūsma

Lai novērtētu sava AFU dizaina jaudu, tveriet šādus rādītājus:

• Kopējā plates jauda un FPGA temperatūra
  • (pēc sliktākā gadījuma datu modeļu palaišanas jūsu dizainā 15 minūtes)
• Statiskā jauda un temperatūra
  • (izmantojot statiskās jaudas mērīšanas dizainu)
• Sliktākajā gadījumā statiskā jauda
  • (paredzamās vērtības, izmantojot Intel Arria 10 ierīču agrīno enerģijas aprēķinātāju)

Pēc tam izmantojiet Intel FPGA PAC jaudas aprēķinātāja lapu (lejupielādējiet) ar šiem ierakstītajiem rādītājiem, lai pārbaudītu, vai jūsu AFU dizains atbilst specifikācijām.

Kopējās dēļa jaudas mērīšana

Izpildiet šīs darbības

1. Instalējiet Intel PAC ar Intel Arria 10 GX FPGA kvalificētā PCIe slotā serverī. Ja mērījumiem izmantojat BWMonitor, pievienojiet Micro-USB kabeli no kartes aizmugures jebkuram servera USB portam.
2. Ielādējiet savu AFU un palaidiet to ar maksimālo jaudu.
   • Ja AFU izmanto Ethernet, pārliecinieties, vai tīkla kabelis vai modulis ir ievietots un savienots ar saites partneri un AFU ir ieslēgta tīkla trafika.
   • Ja nepieciešams, nepārtraukti palaidiet DMA, lai izmantotu iebūvēto DDR4.
   • Palaidiet savas lietojumprogrammas resursdatorā, lai nodrošinātu AFU sliktākā gadījuma trafiku, kā arī pilnībā izmantotu FPGA. Nodrošiniet, lai FPGA tiktu uzsvērta ar vissmagāko datu trafiku. Veiciet šo darbību vismaz 15 minūtes, lai ļautu FPGA kodola temperatūrai nostabilizēties.
     • Piezīme: Pārbaudes laikā uzraugiet kopējo plates jaudu, FPGA jaudu un FPGA kodola temperatūras vērtību, lai nodrošinātu, ka tās atbilst specifikācijām. Ja tiek sasniegtas 66 W, 45 W vai 100°C robežas, nekavējoties pārtrauciet testu.
3. Kad FPGA kodola temperatūra kļūst stabila, izmantojiet fpgainfo programmu vai BWMonitor rīku, lai reģistrētu kopējo plates jaudu un FPGA kodola temperatūru. Ievadiet šīs vērtības rindā 1. darbība: Intel FPGA PAC jaudas aprēķinātāja lapas kopējās plates jaudas mērījums.

Intel FPGA PAC jaudas aprēķinātāja lapa Sample

Reālās statiskās jaudas mērīšana

Noplūdes strāva ir galvenais elektroenerģijas patēriņa atšķirību iemesls. Iepriekš minētās sadaļas jaudas mērījumi ietver jaudu no noplūdes strāvas (statiskā jauda) un jaudu AFU loģikas dēļ (dinamiskā jauda). Šajā sadaļā jūs izmērīsit pārbaudāmās plates statisko jaudu, lai izprastu dinamisko jaudu.

Pirms FPGA statiskās jaudas mērīšanas izmantojiet skriptu disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl (lejupielādēt), lai apstrādātu FPGA programmēšanu. file, (*.sof file), kurā ir FIM un AFU dizains. Tcl skripts atspējo visas FPGA ievades tapas, lai nodrošinātu, ka FPGA iekšpusē nenotiek pārslēgšana (kas nozīmē, ka nav dinamiskas jaudas). Skatiet Minimālās plūsmas piemample apkopot kāample AFU. Ģenerētais *.sof file atrodas:

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

Iepriekš minētajā direktorijā ir jāsaglabā disks-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl un pēc tam palaidiet tālāk norādīto komandu.

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

Sample izvade

Informācija: ****************************************************** ***************** Informācija:
Darbojas Quartus Prime Assembler
Informācija: Versija 17.1.1 Build 273 12 SJ Pro Edition
Informācija: Autortiesības (C) 2017 Intel Corporation. Visas tiesības aizsargātas. Informācija: Jūsu lietojums
Intel Corporation projektēšanas rīkus, loģikas funkcijas Info: un citu programmatūru un rīkus, un tās AMPP partnera loģika Informācija: funkcijas un jebkura izvade files no jebkuras iepriekš minētās informācijas: (ieskaitot ierīces programmēšanu vai simulāciju files) un jebkura informācija, kas saistīta ar dokumentāciju vai informāciju, ir skaidri pakļauta Intel programmas licences noteikumiem un nosacījumiem Informācija: abonēšanas līgums, Intel Quartus Prime licences līgums, informācija:

Veiksmīgi izpildot tcl skriptu, afu_*.sof file ir atjaunināts un gatavs FPGA programmēšanai.

Veiciet šīs darbības, lai izmērītu reālo statisko jaudu

1. Izmantojiet Intel Quartus® Prime programmētāju, lai ieprogrammētu *.sof file. Detalizētas darbības skatiet sadaļu Intel Quartus Prime Programmer izmantošana 12. lpp.
2. Pārraugiet FPGA serdes temperatūru, tilptage, un strāva, izmantojot BWMonitor rīku. Ievadiet šīs vērtības rindā 2. darbība: Intel FPGA PAC jaudas aprēķinātāja lapas FPGA kodola statiskās jaudas mērījums.

Saistītā informācija

• Intel Acceleration Stack Īsā lietošanas pamācība Intel programmējamai paātrinājuma kartei ar Intel Arria 10 GX FPGA
• Pārraugiet iebūvētos sensorus, izmantojot BWMonitor.

Izmantojot Intel Quartus Prime programmētāju

Lai veiktu šīs darbības, starp Intel FPGA PAC un serveri ir jābūt savienotam ar mikro USB kabeli:

1. Atrodiet Intel FPGA PAC kartes saknes portu un beigu punktu: $ lspci -tv | grep 09c4

Example izvade 1 parāda, ka saknes ports ir d7:0.0 un beigu punkts ir d8:0.0

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

Examp2. izvade parāda, ka saknes ports ir 0:1.0 un beigu punkts ir 3:0.0

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

Examp3. izvade parāda, ka saknes ports ir 85:2.0 un beigu punkts ir 86:0.0 un

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

Piezīme: Izvades neesamība norāda uz PCIe* ierīces uzskaitīšanas kļūmi, un zibspuldze nav ieprogrammēta.

• #Mask nelabojamās kļūdas un labojamas FPGA kļūdas
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # Maskējiet nelabojamās kļūdas un maskējiet labojamās RP kļūdas
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

Palaidiet šādu Intel Quartus Prime Programmer komandu:

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

1. Lai atmaskotu nelabojamās kļūdas un maskētu labojamas kļūdas, izpildiet šādas komandas
   • # Atmaskot nelabojamās kļūdas un maskēt labojamas FPGA kļūdas
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # Atmasko nelabojamās kļūdas un maskē labojamās RP kļūdas:
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. Reboot.

Saistītā informācija

Intel Acceleration Stack Īsā lietošanas pamācība Intel programmējamai paātrinājuma kartei ar Intel Arria 10 GX FPGA

Sliktākā gadījuma kodola statiskās jaudas novērtēšana

Veiciet šīs darbības, lai novērtētu sliktākā gadījuma statisko jaudu

1. Skatiet Minimālās plūsmas piemample apkopot kāample AFU atrodas:
   • /hw/samples/ /
2. Programmatūrā Intel Quartus Prime Pro Edition noklikšķiniet uz File > Atveriet projektu un atlasiet savu .qpf file lai atvērtu AFU sintēzes projektu no šāda ceļa:
   • /hw/samples/ /build_synth/build
3. Noklikšķiniet uz Projekts > Ģenerēt EPE File lai izveidotu nepieciešamo .csv file.
   • 2. darbības ilustrācija
4. Atveriet Early Power Estimator rīku (5) un noklikšķiniet uz ikonas Importēt CSV. Atlasiet iepriekš ģenerēto .csv file.
   • Piezīme: Importējot .csv failu, varat ignorēt brīdinājumu file.
5. Ievades parametri tiek aizpildīti automātiski.

• Mainiet vērtību uz Lietotājs ievadīts sadaļā Junction Temp. TJ lauks. Un iestatiet Junction Temp. TJ (°C) lauks līdz 95
• Mainiet lauku Jaudas raksturlielumi no Tipisks uz Maksimums.
• EPE rīkā PSTATIC ir kopējā statiskā jauda vatos. Cilnē Pārskats varat aprēķināt sliktāko kodola statisko jaudu

EPE rīks Sample Izvade

Ziņojuma cilne

BijušajāampIepriekš parādītajā gadījumā kopējā FPGA serdeņa statiskā strāva ir visas statiskās strāvas un gaidstāves strāvas summa pie 0.9 V (VCC, VCCP, VCCERAM). Ievadiet šīs vērtības rindā 3. darbība. Sliktākā statiskā jauda no Intel FPGA PAC jaudas aprēķinātāja lapas EPE. Ievērojiet Aprēķinātās izvades rindu, lai uzzinātu jūsu AFU maksimālo enerģijas patēriņu.

Dokumentējiet Intel PAC ar Intel Arria 10 GX FPGA termiskās un jaudas vadlīniju pārskatīšanas vēsturi

Dokumenta versija	Izmaiņas
2019.08.30	Sākotnējā izlaišana.

Intel korporācija. Visas tiesības aizsargātas. Intel, Intel logotips un citas Intel preču zīmes ir Intel Corporation vai tās meitasuzņēmumu preču zīmes. Intel garantē savu FPGA un pusvadītāju produktu veiktspēju atbilstoši pašreizējām specifikācijām saskaņā ar Intel standarta garantiju, taču patur tiesības jebkurā laikā bez brīdinājuma veikt izmaiņas jebkuros produktos un pakalpojumos. Intel neuzņemas nekādu atbildību vai saistības, kas izriet no jebkādas šeit aprakstītās informācijas, produkta vai pakalpojuma lietojuma vai izmantošanas, izņemot gadījumus, kad Intel ir nepārprotami rakstiski piekritis. Intel klientiem ieteicams iegūt jaunāko ierīces specifikāciju versiju, pirms paļauties uz jebkādu publicētu informāciju un pirms preču vai pakalpojumu pasūtījumu veikšanas.

Citi nosaukumi un zīmoli var tikt uzskatīti par citu personu īpašumu.

ISO

• 9001:2015
  Reģistrēts

ID: 683795
Versija: 2019.08.30

Dokumenti / Resursi

Intel AN 872 programmējamā paātrinājuma karte ar Intel Arria 10 GX FPGA [pdfLietotāja rokasgrāmata AN 872 programmējama paātrinājuma karte ar Intel Arria 10 GX FPGA, AN 872, programmējama paātrinājuma karte ar Intel Arria 10 GX FPGA

Atsauces

• Lietotāja rokasgrāmata