AN 872 програмабилна картичка за забрзување со Intel Arria 10 GX FPGA

Вовед

За овој документ

Овој документ обезбедува методи за проценка и валидација на моќноста и топлинските перформанси на вашиот дизајн на AFU со користење на Intel® програмабилна картичка за забрзување со Intel Arria® 10 GX FPGA во платформата за целниот сервер.

Спецификација на моќност

Контролорот за управување со таблата ги следи и управува термичките и енергетските настани на Intel FPGA PAC. Кога плочата или FPGA се прегрее или влече прекумерна струја, контролорот за управување со плочата го исклучува напојувањето на FPGA за заштита. Последователно, тој исто така ја намалува врската PCIe што може да предизвика неочекуван пад на системот. Погледнете во Автоматско исклучување за повеќе детали за критериумите што го активираат исклучувањето на плочата. Во нормални случаи, температурата и напојувањето на FPGA се далеку водечка причина за исклучување. За да се минимизира времето на прекин и да се обезбеди стабилност на системот, Intel препорачува вкупната моќност на плочата да не надминува 66 W, а моќноста на FPGA да не надминува 45 W. Поединечните компоненти и склоповите на плочата имаат варијабилност на моќноста. Затоа, номиналните вредности се пониски од границите за да се осигура дека плочата нема случајно исклучување во систем со различни оптоварувања и температури на влезот.

Спецификација на моќност

Систем	Вкупна моќност на плочата (вати)	Моќност на FPGA (вати)
Систем со FPGA интерфејс менаџер (FIM) и AFU што работи со оптоварување со пригушување во најлош случај минимум 15 минути при основна температура од 95°C.	66	45

Вкупната моќност на плочата варира во зависност од дизајнот на вашата функционална единица за забрзување (AFU) (количина и фреквенција на логичко префрлање), температурата на влезот, температурата на системот и протокот на воздух на целниот отвор за Intel FPGA PAC. За да управувате со оваа варијабилност, Intel препорачува да ја исполните оваа спецификација за напојување за да спречите исклучување на напојувањето од контролорот за управување со таблата.

Поврзани информации

Автоматско исклучување.

Предуслови

Производителот на оригинална опрема на серверот (OEM) мора да потврди дека секој интерфејс на Intel FPGA PAC до PCIe слот во целната платформа на серверот може да остане во рамките на термичките граници дури и кога плочата ја троши максималната дозволена моќност (66 W). За повеќе информации, погледнете ги Упатствата за квалификација на платформата Intel PAC со Intel Arria 10 GX FPGA (1).

Алатки Барања

Мора да ги имате следните алатки за да ја процените и оцените моќноста и топлинските перформанси.

• Софтвер:
  • Intel Acceleration Stack за развој
  • BWtoolkit
  • Дизајн AFU (2)
  • Tcl скрипта (преземи) – Потребно е за форматирање на програмирањето file за анализа
  • Ран проценувач на моќност за уредите Intel Arria 10
  • Интел FPGA PAC проценувач на моќност (преземи)
• Хардвер:
  • Intel FPGA PAC
  • Микро-USB кабел (3)
  • Целен сервер за Intel FPGA PAC(4)

Интел ви препорачува да го следите Водичот за брз старт на Intel Acceleration Stack за Intel програмабилна картичка за забрзување со Intel Arria 10 GX FPGA за инсталација на софтвер.

Поврзани информации

Интел Acceleration Stack Водич за брз почеток за Intel програмабилна картичка за забрзување со Intel Arria 10 GX FPGA.

1. Контактирајте со вашиот претставник за поддршка на Intel за да пристапите до овој документ.
2. Директориумот build_synth се креира откако ќе го компајлирате вашиот AFU.
3. Во Acceleration Stack 1.2, следењето на таблата се врши преку PCIe.
4. Осигурете се дека вашиот OEM ги има потврдено насочените слот(и) за PCIe во согласност со Упатствата за квалификација на платформата за вашиот Intel FPGA PAC.

Користење на контролорот за управување со одборот

Автоматско исклучување

Контролорот за управување со одборот ги следи и контролира ресетирањето, различните шини за напојување, FPGA и температурите на плочата. Кога контролорот за управување со одборот ќе почувствува услови кои потенцијално можат да ја оштетат плочката, тој автоматски го исклучува напојувањето на плочата заради заштита.

Забелешка: Кога FPGA ќе ја изгуби напојувањето, врската PCIe помеѓу Intel FPGA PAC и домаќинот е прекината. Во многу системи, PCIe-врската може да предизвика пад на системот.

Критериуми за автоматско исклучување

Следната табела ги наведува критериумите надвор од кои контролорот за управување со одборот го исклучува напојувањето на плочката.

Параметар	Ограничување на прагот
Моќ одбор	66 W
Струја на задна страна од 12v	6 А
12v Backplane Voltage	14 В
1.2v Струја	16 А
1.2v Voltage	1.4 В
1.8v Струја	8 А
1.8v Voltage	2.04 В
3.3v Струја	8 А
3.3v Voltage	3.96 В
FPGA Core Voltage	1.08 В
Основна струја на FPGA	60 А
Основна температура на FPGA	100°C
Температура на довод на јадрото	120°C
Температура на одборот	80°C
QSFP температура	90°C
QSFP Voltage	3.7 В

Враќање по автоматско исклучување

Контролорот за управување со одборот го задржува напојувањето до следниот циклус на напојување. Затоа, кога ќе се исклучи напојувањето на картичката Intel FPGA PAC, мора да го вклучите серверот за да го вратите напојувањето на Intel FPGA PAC.

Вообичаената причина за исклучување на напојувањето е прегревање на FPGA (кога температурата во средината е над 100°C) или прекумерната струја на FPGA. Ова обично се случува кога дизајнот на AFU ги надминува обвивките за моќност дефинирани од Intel FPGA PAC или нема доволно проток на воздух. Во овој случај, мора да ја намалите потрошувачката на енергија во вашиот AFU.

Следете ги сензорите на одборот користејќи OPAE

Користете ја програмата за командна линија fpgainfo за да ги соберете податоците од сензорот за температура и моќност од контролорот за управување со одборот. Можете да ја користите оваа програма со Acceleration Stack 1.2 и повеќе. За Acceleration Stack 1.1 или постар, користете ја алатката BWMonitor како што е опишано во следниот дел.

За да ги соберете податоците за температурата:

• bash-4.2$ fpgainfo температура

Sampна излезот

За да се соберат податоците за моќноста

• баш-4.2$ fpgainfo моќ

Sampна излезот

Следете ги сензорите на одборот користејќи BWMonitor

• BWMonitor е алатка BittWare која ви овозможува да ја измерите температурата на FPGA/плочката, voltagе, и струја.

Предуслов: Мора да инсталирате микро-USB кабел помеѓу Intel FPGA PAC и серверот.

1. Инсталирајте го соодветниот софтвер BittWorks II Toolkit-Lite, фирмверот и подигнувачот.

Верзија на BittWorks II ToolkitLite компатибилна со ОС

Оперативен систем	Ослободете	BittWorks II Toolkit-Lite верзија	Инсталирајте команда
CentOS 7.4/RHEL 7.4	2018.6 Enterprise Linux 7 (64-битен)	bw2tk- лајт-2018.6.el7.x86_64.rpm
			sudo yum инсталирај bw2tk-\ lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
Ubuntu 16.04	2018.6 Ubuntu 16.04 (64-битен)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

Погледнете го Почеток webстраница за преземање на фирмверот и алатките на BMC

• Верзија на фирмверот BMC: 26889
• Верзија на BMC Bootloader: 26879

Зачувај го files до позната локација на машината домаќин. Следната скрипта ја поттикнува оваа локација.

Додајте алатка Bittware на PATH:

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

Можете да го стартувате BWMonitor користејќи

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

Sample Мерења

Проверка на моќност на дизајнот на AFU

Проток на мерење на моќност

За да ја оцените моќноста на вашиот дизајн на AFU, снимете ги следните метрики:

• Вкупна моќност на плочата и FPGA температура
  • (откако ќе ги вклучите најлошите обрасци на податоци на вашиот дизајн 15 минути)
• Статичка моќност и температура
  • (со користење на дизајн за мерење на статичка моќност)
• Најлош случај Статичка моќност
  • (предвидени вредности со помош на Early Power Estimator за уредите Intel Arria 10)

Потоа, користете го Интел FPGA PAC проценувачот на моќност (преземете) со овие снимени метрики за да потврдите дали вашиот дизајн на AFU ги исполнува спецификацијата.

Мерење на вкупната моќност на плочата

Следете ги овие чекори

1. Инсталирајте го Intel PAC со Intel Arria 10 GX FPGA во квалификуван слот за PCIe на серверот. Ако користите BWMonitor за мерење, поврзете го Micro-USB кабелот од задната страна на картичката на која било USB порта на серверот.
2. Вчитајте го вашиот AFU и работете со максимална моќност.
   • Ако AFU користи етернет, тогаш проверете дали мрежниот кабел или модул се вметнати и поврзани со партнерот за врска и мрежниот сообраќај е вклучен во AFU.
   • Доколку е соодветно, активирајте го DMA постојано за да вежбате DDR4 на одборот.
   • Извршете ги вашите апликации на домаќинот за да го нахраните AFU со сообраќајот во најлош случај, како и за целосно вежбање на FPGA. Погрижете се да го нагласите FPGA со најстресниот сообраќај на податоци. Извршете го овој чекор најмалку 15 минути за да дозволите температурата на средината на FPGA да се смири.
     • Забелешка: За време на тестирањето, следете ја вкупната моќност на плочата, моќноста на FPGA и вредноста на основната температура на FPGA за да се осигурате дека тие остануваат во рамките на спецификацијата. Ако се достигнат границите од 66 W, 45 W или 100°C, веднаш прекинете го тестот.
3. Откако температурата на средината на FPGA ќе стане стабилна, користете ја програмата fpgainfo или алатката BWMonitor за да ја снимите вкупната моќност на плочата и температурата на јадрото FPGA. Внесете ги овие вредности во редот Чекор 1: Вкупно мерење на моќноста на плочата на листот со проценувач на моќност на Intel FPGA PAC.

Интел FPGA PAC проценувач на моќност лист Сample

Мерење на реалната статичка моќност

Струјата на истекување е водечка причина за варијација на потрошувачката на енергија од табла до табла. Мерењата на моќноста од горниот дел вклучуваат моќност поради струја на истекување (статичка моќност) и моќност поради логиката AFU (динамичка моќност). Во овој дел, ќе ја измерите статичката моќност на таблата под тест за да ја разберете динамичката моќност.

Пред да ја измерите статичката моќност на FPGA, користете ја скриптата disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl (преземете) за да го обработите програмирањето FPGA file, (*.соф file) кој содржи дизајн на FIM и AFU. Скриптата tcl ги оневозможува сите влезни пинови на FPGA за да се осигура дека нема префрлување внатре во FPGA (што значи дека нема динамично напојување). Погледнете го Минималниот проток на прample да се состави какоample AFU. Создадениот *.соф file се наоѓа на:

• cd $OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/samples/ $ OPAE_PLATFORM_ROOT/hw/samples/ build_synth/build/output_fileс/ афу_*.соф

Мора да го зачувате disable-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl во горниот директориум и потоа да ја извршите следнава команда

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

Sampна излезот

Информации: ************************************************** ***************** Информации:
Вклучување на Quartus Prime Assembler
Информации: Верзија 17.1.1 Изградба 273 12 SJ Pro Edition
Информации: Авторски права (C) 2017 Интел корпорација. Сите права се задржани. Инфо: Ваша употреба
на алатките за дизајн на корпорацијата Интел, логичките функции Информации: и друг софтвер и алатки, и него AMPP партнер логика Информации: функции и кој било излез files од која било од горенаведените информации: (вклучувајќи програмирање или симулација на уредот files), и сите информации: поврзаната документација или информација се изрично предмет на Информации: на условите и условите на Информации за лиценцата на програмата на Интел: Договор за претплата, Договор за лиценца на Intel Quartus Prime, Информации:

По успешно извршување на скриптата tcl, afu_*.sof file е ажуриран и подготвен за програмирање FPGA.

Следете ги овие чекори за да ја измерите вистинската статичка моќност

1. Користете го програмерот Intel Quartus® Prime за програмирање на *.sof file. Видете во користењето на Intel Quartus Prime Programmer на страница 12 за детални чекори.
2. Следете ја температурата на средината на FPGA, кнtage, и струја користејќи ја алатката BWMonitor. Внесете ги овие вредности во редот.

Поврзани информации

• Интел Acceleration Stack Водич за брз почеток за Интел програмабилна картичка за забрзување со Intel Arria 10 GX FPGA
• Следете ги сензорите на одборот користејќи BWMonitor.

Користење на Intel Quartus Prime програмер

Мора да имате поврзан микро USB кабел помеѓу Intel FPGA PAC и серверот за да ги извршите овие чекори:

1. Најдете ја коренската порта и крајната точка на Intel FPGA PAC картичката: $ lspci -tv | grep 09c4

Example излезот 1 покажува дека Root Port е d7:0.0 и крајната точка е d8:0.0

• -+-[0000:d7]-+-00.0-[d8]--00.0 Интел корпорациски уред 09c4

ExampИзлезот 2 покажува дека коренската порта е 0:1.0, а крајната точка е 3:0.0

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

ExampИзлезот 3 покажува дека коренската порта е 85:2.0, а крајната точка е 86:0.0 и

• +-[0000:85]-+-02.0-[86]--00.0 Интел корпорациски уред 09c4

Забелешка: Нема излез означува неуспех во набројувањето на уредот PCIe* и дека блицот не е програмиран.

• #Маскирај ги неисправливите грешки и исправливите грешки на FPGA
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # Маскирај ги неисправливите грешки и Маскирај ги исправливите грешки на RP
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

Извршете ја следнава команда Intel Quartus Prime Programmer:

• sudo $QUARTUS_HOME/bin/quartus_pgm -m JTAG -о 'пвби;афу_*.соф'

1. За да ги демаскирате неисправливите грешки и да ги маскирате грешките што може да се поправат, извршете ги следните команди
   • # Откријте ги неисправливите грешки и маскирајте ги исправливите грешки на FPGA
     • $ sudo setpci -s d8: 0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8: 0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # Откријте ги неисправливите грешки и маскирајте ги исправливите грешки на RP:
     • $ sudo setpci -s d7: 0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7: 0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. Рестартирај.

Поврзани информации

Интел Acceleration Stack Водич за брз почеток за Интел програмабилна картичка за забрзување со Intel Arria 10 GX FPGA

Проценка на најлошото јадро на статичка моќност

Следете ги овие чекори за да ја процените статичката моќност во најлош случај

1. Погледнете го Минималниот проток на прample да се состави какоample AFU се наоѓа на:
   • /hw/samples/ /
2. Во софтверот Intel Quartus Prime Pro Edition, кликнете File > Отворете го проектот и изберете го вашиот .qpf file за да го отворите проектот за синтеза на AFU од следнава патека:
   • /hw/samples/ /build_synth/build
3. Кликнете Проект > Генерирај EPE File за да се создаде потребната .csv file.
   • Чекор 2 Илустрација
4. Отворете ја алатката Early Power Estimator(5) и кликнете на иконата Import CSV. Изберете го горе генерираниот .csv file.
   • Забелешка: Може да го игнорирате предупредувањето додека го увезувате .csv file.
5. Влезните параметри се пополнуваат автоматски.

• Променете ја вредноста во User Entered in Junction Temp. TJ поле. И поставете ја Junction Temp. TJ (°C) поле до 95
• Променете го полето Карактеристики на моќност од типично во максимум.
• Во алатката EPE, PSTATIC е вкупната статичка моќност во вати. Можете да ја пресметате статичката моќност на јадрото во најлош случај од картичката Извештај

EPE Алатка Сample Излез

Картичка за извештај

Во ексampКако што е прикажано погоре, вкупната статичка струја на јадрото FPGA е збир на целата статичка струја и струја на подготвеност на 0.9V (VCC, VCCP, VCCERAM). Внесете ги овие вредности во редот Чекор 3: Најлоша статичка моќност од EPE на листот Intel FPGA PAC проценувач на моќност. Внимавајте на редот Пресметан излез за максимална потрошувачка на енергија на вашиот AFU.

Историја на ревизии на документи за Упатства за топлинска и моќност за Intel PAC со Intel Arria 10 GX FPGA

Верзија на документ	Промени
2019.08.30	Почетно ослободување.

Интел корпорација. Сите права се задржани. Intel, логото на Intel и другите ознаки на Intel се заштитни знаци на Intel Corporation или нејзините подружници. Интел гарантира извршување на своите FPGA и полупроводнички производи според тековните спецификации во согласност со стандардната гаранција на Интел, но го задржува правото да прави промени на сите производи и услуги во секое време без најава. Интел не превзема никаква одговорност или одговорност што произлегува од апликацијата или употребата на какви било информации, производ или услуга опишани овде, освен како што е изрично договорено во писмена форма од страна на Intel. На клиентите на Intel им се препорачува да ја добијат најновата верзија на спецификациите на уредот пред да се потпрат на какви било објавени информации и пред да направат нарачки за производи или услуги.

Други имиња и брендови може да се бараат како сопственост на други.

ISO

• 9001:2015
  Регистриран

ИД: 683795
Верзија: 2019.08.30

Документи / ресурси

intel AN 872 програмабилна картичка за забрзување со Intel Arria 10 GX FPGA [pdf] Упатство за корисникот AN 872 програмабилна картичка за забрзување со Intel Arria 10 GX FPGA, AN 872, програмабилна картичка за забрзување со Intel Arria 10 GX FPGA

Референци

• Упатство за употреба