Karta ta' Aċċelerazzjoni Programmabbli AN 872 b'Intel Arria 10 GX FPGA

Introduzzjoni

Dwar dan id-Dokument

Dan id-dokument jipprovdi metodi biex tiġi stmata u vvalidata l-qawwa u l-prestazzjoni termali tad-disinn AFU tiegħek billi tuża l-Intel® Programmable Acceleration Card b'Intel Arria® 10 GX FPGA fil-pjattaforma tas-server fil-mira.

Speċifikazzjoni tal-Enerġija

Il-kontrollur tal-ġestjoni tal-bord jimmonitorja u jimmaniġġja avvenimenti termali u tal-enerġija fuq l-Intel FPGA PAC. Meta l-bord jew l-FPGA jisħnu żżejjed jew jiġbdu kurrent eċċessiv, il-kontrollur tal-ġestjoni tal-bord jagħlaq il-qawwa tal-FPGA għall-protezzjoni. Sussegwentement, inaqqas ukoll il-link PCIe li jista 'jikkawża ħabta tas-sistema mhux mistennija. Irreferi għal Auto-Shutdown għal aktar dettalji dwar il-kriterji li jqanqlu l-għeluq tal-bord. F'każijiet normali, it-temperatura u l-qawwa tal-FPGA huma bil-bosta l-kawża ewlenija tal-għeluq. Biex timminimizza l-waqfien u tiżgura l-istabbiltà tas-sistema, Intel jirrakkomanda li l-qawwa totali tal-bord ma tmurx lil hinn minn 66 W u l-qawwa tal-FPGA ma tmurx lil hinn minn 45 W. Komponenti individwali u assemblaġġi tal-bord għandhom varjabbiltà tal-qawwa. Għalhekk, il-valuri nominali huma aktar baxxi mil-limiti biex jiġi żgurat li l-bord ma jesperjenzax għeluq każwali f'sistema b'tagħbija tax-xogħol u temperaturi tad-dħul li jvarjaw.

Speċifikazzjoni tal-Enerġija

Sistema	Qawwa totali tal-Bord (watts)	Qawwa FPGA (watts)
Sistema b'FPGA Interface Manager (FIM) u AFU li taħdem b'tagħbija ta' xogħol ta' throttling fl-agħar każ għal minimu ta' 15-il minuta f'temperatura ċentrali ta' 95 °C.	66	45

Il-qawwa totali tal-bord tvarja skont id-disinn tal-Unità Funzjonali tal-Aċċeleratur (AFU) tiegħek (ammont u frekwenza ta 'toggling loġiku), temperatura tad-dħul, temperatura tas-sistema u fluss tal-arja tal-islot fil-mira għall-Intel FPGA PAC. Biex timmaniġġja din il-varjabbiltà, Intel tirrakkomanda li tissodisfa din l-ispeċifikazzjoni tal-enerġija biex tipprevjeni l-għeluq tal-enerġija mill-Kontrollur tal-Ġestjoni tal-Bord.

Informazzjoni Relatata

Awto-Tfigħ.

Prerekwiżiti

Il-manifattur tat-tagħmir oriġinali tas-server (OEM) għandu jivvalida li kull Intel FPGA PAC interfacing għal slot PCIe fi pjattaforma ta 'server fil-mira jista' jibqa 'fil-limiti termali anke meta l-bord jikkonsma l-qawwa massima permessa (66 W). Għal aktar informazzjoni, irreferi għall-Intel PAC mal-Linji Gwida ta' Kwalifikazzjoni tal-Pjattaforma Intel Arria 10 GX FPGA(1).

Għodda Rekwiżiti

Irid ikollok l-għodod li ġejjin biex tistma u tevalwa l-qawwa u l-prestazzjoni termali.

• Software:
  • Intel Acceleration Stack għall-Iżvilupp
  • BWtoolkit
  • Disinn AFU(2)
  • Script Tcl (tniżżil) - Meħtieġa biex tifformattja l-ipprogrammar file għall-analiżi
  • Estimatur tal-Enerġija Bikrija għal apparati Intel Arria 10
  • Folja tal-Istima tal-Enerġija Intel FPGA PAC (tniżżil)
• Ħardwer:
  • Intel FPGA PAC
  • Kejbil mikro-USB (3)
  • Target Server għal Intel FPGA PAC(4)

Intel jirrakkomandalek li ssegwi l-Intel Acceleration Stack Quick Start Guide għall-Intel Programable Acceleration Card b'Intel Arria 10 GX FPGA għall-installazzjoni tas-softwer.

Informazzjoni Relatata

Intel Acceleration Stack Quick Start Guide għall-Karta ta' Aċċelerazzjoni Programmabbli Intel b'Intel Arria 10 GX FPGA.

1. Ikkuntattja lir-rappreżentant tal-appoġġ Intel tiegħek biex taċċessa dan id-dokument.
2. Id-direttorju build_synth jinħoloq wara li tikkompila l-AFU tiegħek.
3. Fl-Acceleration Stack 1.2, il-monitoraġġ tal-bord jitwettaq fuq PCIe.
4. Kun żgur li l-OEM tiegħek ivvalida s-slot(s) PCIe mmirat(i) skont il-Linji Gwida tal-Kwalifiki tal-Pjattaforma għall-Intel FPGA PAC tiegħek.

L-użu tal-Kontrollur tat-Tmexxija tal-Bord

Awto-Tfigħ

Il-Kontrollur tal-Ġestjoni tal-Bord jimmonitorja u jikkontrolla resets, linji tal-enerġija differenti, FPGA u temperaturi tal-bord. Meta l-Kontrollur tal-Ġestjoni tal-Bord iħoss kundizzjonijiet li potenzjalment jistgħu jagħmlu ħsara lill-bord, jagħlaq awtomatikament l-enerġija tal-bord għall-protezzjoni.

Nota: Meta l-FPGA jitlef il-qawwa, ir-rabta PCIe bejn l-Intel FPGA PAC u l-ospitant hija mwaqqfa. F'ħafna sistemi, il-link-down PCIe jista 'jikkawża ħabta tas-sistema.

Kriterji ta' Tfigħ Awtomatiku

It-tabella li ġejja telenka l-kriterji li lil hinn minnhom il-Kontrollur tal-Ġestjoni tal-Bord jagħlaq il-qawwa tal-bord.

Parametru	Limitu ta' Limitu
Power Bord	66 W
12v Backplane Kurrent	6 A
12v Backplane Voltage	14 V
1.2v Kurrent	16 A
1.2v Voltage	1.4 V
1.8v Kurrent	8 A
1.8v Voltage	2.04 V
3.3v Kurrent	8 A
3.3v Voltage	3.96 V
FPGA Core Voltage	1.08 V
Kurrenti tal-qalba tal-FPGA	60 A
Temperatura tal-qalba FPGA	100°C
Temperatura tal-Provvista tal-qalba	120°C
Temperatura tal-Bord	80°C
QSFP Temperatura	90°C
QSFP Voltage	3.7 V

Jirkupraw Wara Auto-Shutdown

Il-Kontrollur tal-Ġestjoni tal-Bord iżomm l-enerġija mitfi saċ-ċiklu ta 'enerġija li jmiss. Għalhekk, meta l-qawwa tal-karta Intel FPGA PAC tingħalaq, trid tiċċikla s-server biex tirritorna l-enerġija lill-Intel FPGA PAC.

Il-kawża komuni tal-għeluq tal-enerġija hija s-sħana żejda tal-FPGA (meta t-temperatura tal-qalba tkun aktar minn 100 ° C), jew l-FPGA tiġbed kurrent eċċessiv. Dan tipikament jiġri meta d-disinn tal-AFU jaqbeż l-envelops tal-enerġija definiti mill-Intel FPGA PAC jew ma jkunx hemm fluss tal-arja insuffiċjenti. F'dan il-każ, trid tnaqqas il-konsum tal-enerġija fl-AFU tiegħek.

Immonitorja s-Sensuri Abbord billi tuża OPAE

Uża l-programm tal-linja tal-kmand fpgainfo biex tiġbor id-dejta tas-sensorju tat-temperatura u tal-qawwa mill-Kontrollur tal-Ġestjoni tal-Bord. Tista 'tuża dan il-programm ma' l-Acceleration Stack 1.2 u lil hinn. Għal Acceleration Stack 1.1 jew aktar, uża l-għodda BWMonitor kif deskritt fit-taqsima li jmiss.

Biex tiġbor id-dejta tat-temperatura:

• bash-4.2$ fpgainfo temp

Sample output

Biex tiġbor id-dejta tal-enerġija

• bash-4.2$ fpgainfo qawwa

Sample output

Immonitorja s-Sensuri Abbord billi tuża BWMonitor

• BWMonitor hija għodda BittWare li tippermettilek tkejjel it-temperatura tal-FPGA/bord, voltage, u kurrenti.

Prerekwiżit: Trid tinstalla kejbil mikro-USB bejn l-Intel FPGA PAC u s-server.

1. Installa s-softwer, il-firmware u l-bootloader xierqa BittWorks II Toolkit-Lite.

Verżjoni BittWorks II ToolkitLite kompatibbli mal-OS

Sistema Operattiva	Rilaxx	BittWorks II Toolkit-Verżjoni Lite	Installa Kmand
CentOS 7.4/RHEL 7.4	2018.6 Enterprise Linux 7 (64-bit)	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-bit)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

Irreferi l-Bidu webpaġna biex tniżżel il-firmware u l-għodod tal-BMC

• Verżjoni tal-BMC Firmware: 26889
• Verżjoni BMC Bootloader: 26879

Ħlief il- files għal post magħruf fuq il-magna ospitanti. L-iskrittura li ġejja tħeġġeġ għal dan il-post.

Żid għodda Bittware ma' PATH:

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

Tista 'tniedi l-BWMonitor bl-użu

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

Sample Kejl

Verifika tal-Qawwa tad-Disinn tal-AFU

Fluss tal-Kejl tal-Enerġija

Biex tevalwa l-qawwa għad-disinn tal-AFU tiegħek, aqbad il-metriċi li ġejjin:

• Qawwa totali tal-bord u temperatura FPGA
  • (wara li tħaddem il-mudelli tad-dejta tal-agħar każ fuq id-disinn tiegħek għal 15-il minuta)
• Qawwa Statika u Temperatura
  • (bl-użu ta' disinn tal-kejl tal-qawwa statika)
• Qawwa Statika Agħar Każ
  • (valuri mbassra bl-użu tal-Early Power Estimator għal apparati Intel Arria 10)

Imbagħad, uża l-Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (tniżżil) b'dawn il-metriċi rreġistrati biex tivverifika jekk id-disinn AFU tiegħek jissodisfax l-ispeċifikazzjoni.

Kejl tal-Qawwa Totali tal-Bord

Segwi dawn il-passi

1. Installa l-Intel PAC b'Intel Arria 10 GX FPGA fi slot PCIe kwalifikat fis-server. Jekk qed tuża BWMonitor għall-kejl, qabbad il-kejbil Mikro-USB minn wara tal-karta għal kwalunkwe port USB tas-server.
2. Tagħbija l-AFU tiegħek u ħaddem bil-qawwa massima tagħha.
   • Jekk l-AFU juża l-Ethernet, imbagħad assigura li l-kejbil jew il-modulu tan-netwerk jiddaħħal u mqabbad mas-sieħeb tal-link u t-traffiku tan-netwerk jinxtegħel fl-AFU.
   • Jekk xieraq, mexxi DMA kontinwament biex teżerċita DDR4 abbord.
   • Mexxi l-applikazzjonijiet tiegħek fuq il-host biex titma 'l-AFU l-agħar każ tat-traffiku kif ukoll biex teżerċita bis-sħiħ l-FPGA. Kun żgur li tenfasizza l-FPGA bl-aktar traffiku tad-dejta stressanti. Mexxi dan il-pass għal minimu ta '15-il minuta biex tħalli t-temperatura tal-qalba tal-FPGA toqgħod.
     • Nota: Waqt l-ittestjar, immonitorja l-qawwa totali tal-bord, il-qawwa tal-FPGA u l-valur tat-temperatura tal-qalba tal-FPGA biex tiżgura li jibqgħu fi ħdan l-ispeċifikazzjoni. Jekk jintlaħqu limiti ta' 66 W, 45 W, jew 100°C, waqqaf it-test immedjatament.
3. Wara li t-temperatura tal-qalba tal-FPGA ssir stabbli, uża l-programm fpgainfo jew l-għodda BWMonitor biex tirreġistra l-qawwa totali tal-bord u t-temperatura tal-qalba tal-FPGA. Daħħal dawn il-valuri fir-ringiela Pass 1: Kejl totali tal-qawwa tal-bord tal-Folja tal-Istima tal-Enerġija Intel FPGA PAC.

Folja tal-Istima tal-Enerġija Intel FPGA PAC Sample

Kejl tal-Qawwa Statika Reali

Il-kurrent tat-tnixxija huwa kawża ewlenija tal-varjazzjoni tal-konsum tal-enerġija minn bord għal bord. Il-kejl tal-qawwa mit-taqsima ta 'hawn fuq jinkludi qawwa minħabba kurrent ta' tnixxija (qawwa statika) u qawwa minħabba l-loġika AFU (qawwa dinamika). F'din it-taqsima, inti se tkejjel il-qawwa statika tal-bord taħt it-test sabiex tifhem il-qawwa dinamika.

Qabel ma tkejjel il-qawwa statika FPGA, uża l-iskript disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl (tniżżil) biex tipproċessa l-ipprogrammar FPGA file, (*.sof file) li fih disinn FIM u AFU. L-iskrittura tcl tiddiżattiva l-pinnijiet kollha tad-dħul tal-FPGA biex tiżgura li ma jkun hemm l-ebda toggling ġewwa l-FPGA (li jfisser l-ebda qawwa dinamika). Irreferi għall-Fluss Minimu Eżample biex tiġbor bħalaample AFU. Il-ġenerat *.sof file tinsab fi:

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

Trid issalva l-disable-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl fid-direttorju ta 'hawn fuq u mbagħad ħaddem il-kmand li ġej

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

Sample output

Informazzjoni: **************************************************** **************** Informazzjoni:
Tmexxija Quartus Prime Assembler
Informazzjoni: Verżjoni 17.1.1 Build 273 12/19/2017 SJ Pro Edition
Informazzjoni: Copyright (C) 2017 Intel Corporation. Id-drittijiet kollha riżervati. Informazzjoni: L-użu tiegħek
ta 'għodod tad-disinn Intel Corporation, funzjonijiet loġika Info: u softwer u għodod oħra, u tagħha AMPP imsieħeb loġika Info: funzjonijiet, u kwalunkwe output files minn kwalunkwe informazzjoni ta' hawn fuq: (inkluża l-ipprogrammar jew is-simulazzjoni tal-apparat files), u kwalunkwe Informazzjoni: dokumentazzjoni jew informazzjoni assoċjati huma espressament soġġetti Info: għat-termini u l-kundizzjonijiet tal-Informazzjoni dwar il-Liċenzja tal-Programm Intel: Ftehim ta’ Abbonament, il-Ftehim ta’ Liċenzja Intel Quartus Prime, Informazzjoni:

Mal-eżekuzzjoni b'suċċess tal-iskrittura tcl, l-afu_*.sof file hija aġġornata u lesta għall-ipprogrammar FPGA.

Segwi dawn il-passi biex tkejjel il-qawwa statika reali

1. Uża l-programmer Intel Quartus® Prime biex tipprogramma l-*.sof file. Irreferi għall-użu tal-Programmer Intel Quartus Prime f'paġna 12 għal passi dettaljati.
2. Immonitorja t-temperatura tal-qalba tal-FPGA, voltage, u kurrenti bl-użu tal-għodda BWMonitor. Daħħal dawn il-valuri fir-ringiela Pass 2: Kejl tal-qawwa statika tal-qalba tal-FPGA tal-Folja tal-Istima tal-Enerġija Intel FPGA PAC.

Informazzjoni Relatata

• Intel Acceleration Stack Quick Start Guide għall-Karta ta' Aċċelerazzjoni Programmabbli Intel b'Intel Arria 10 GX FPGA
• Immonitorja s-Sensuri Abbord billi tuża BWMonitor.

Bl-użu tal-Programmer Intel Quartus Prime

Irid ikollok il-kejbil mikro USB konness bejn l-Intel FPGA PAC u s-server biex tesegwixxi dawn il-passi:

1. Sib il-Root Port u l-Endpoint tal-karta Intel FPGA PAC: $ ​​lspci -tv | grep 09c4

Exampl-output 1 juri li l-Root Port huwa d7:0.0 u l-Endpoint huwa d8:0.0

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

Exampl-output 2 juri li l-Root Port huwa 0:1.0 u l-Endpoint huwa 3:0.0

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

Exampl-output 3 juri li r-Root Port huwa 85:2.0 u l-Endpoint huwa 86:0.0 u

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

Nota: L-ebda output ma jindika falliment fl-enumerazzjoni tat-tagħmir PCIe* u dak il-flash mhux ipprogrammat.

• #Maskja l-iżbalji li ma jistgħux jiġu kkoreġuti u l-iżbalji li jistgħu jiġu kkoreġuti tal-FPGA
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # Maskra żbalji mhux korretti u Maskra żbalji korretti ta 'RP
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

Mexxi l-kmand tal-Programmer Intel Quartus Prime li ġej:

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

1. Biex tikxef l-iżbalji li ma jistgħux jiġu kkoreġuti u taħbi l-iżbalji li jistgħu jiġu kkoreġuti, mexxi l-kmandi li ġejjin
   • # Ħalli l-iżbalji li ma jistgħux jiġu kkoreġuti u maskra l-iżbalji li jistgħu jiġu kkoreġuti tal-FPGA
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # Skopri l-iżbalji li ma jistgħux jiġu kkoreġuti u maskra l-iżbalji li jistgħu jiġu kkoreġuti tal-RP:
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. Reboot.

Informazzjoni Relatata

Intel Acceleration Stack Quick Start Guide għall-Karta ta' Aċċelerazzjoni Programmabbli Intel b'Intel Arria 10 GX FPGA

Stima tal-Qawwa Statika tal-Qofol tal-Agħar Każ

Segwi dawn il-passi biex tikkalkula l-agħar qawwa statika

1. Irreferi għall-Fluss Minimu Eżample biex tiġbor bħalaample AFU li tinsab fi:
   • /hw/samples/ /
2. Fis-softwer Intel Quartus Prime Pro Edition, ikklikkja File > Iftaħ il-Proġett u agħżel il-.qpf tiegħek file biex tiftaħ il-proġett ta' sinteżi AFU mit-triq li ġejja:
   • /hw/samples/ /build_synth/build
3. Ikklikkja Proġett > Iġġenera EPE File biex toħloq il-.csv meħtieġ file.
   • Pass 2 Illustrazzjoni
4. Iftaħ l-għodda Early Power Estimator(5) u kklikkja l-ikona Importa CSV. Agħżel il-.csv iġġenerat hawn fuq file.
   • Nota: Tista' tinjora t-twissija waqt li timporta l-.csv file.
5. Il-parametri tal-inputs jimtlew awtomatikament.

• Ibdel il-valur għal Utent Imdaħħal fil-Junction Temp. Qasam TJ. U ssettja l-Junction Temp. Qasam TJ (°C) sa 95
• Ibdel il-qasam tal-Karatteristiċi tal-Enerġija minn Tipiku għal Massimu.
• Fl-Għodda EPE, il-PSTATIC hija l-qawwa statika totali f'Watts. Tista' tikkalkula l-agħar qawwa statika tal-qalba mit-tab Rapport

Għodda EPE Sample Output

Rapport Tab

Fl-example muri hawn fuq, il-kurrent statiku tal-qalba totali tal-FPGA huwa s-somma tal-kurrent statiku kollu u l-kurrent ta 'standby f'0.9V (VCC, VCCP, VCCERAM). Daħħal dawn il-valur fir-ringiela Pass 3: L-agħar qawwa statika mill-EPE tal-Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet. Osserva r-ringiela tal-output Ikkalkulat għall-konsum massimu tal-enerġija tal-AFU tiegħek.

Storja ta' Reviżjoni tad-Dokument għal Linji Gwida Termali u ta' Enerġija għal Intel PAC ma' Intel Arria 10 GX FPGA

Verżjoni tad-Dokument	Bidliet
2019.08.30	Rilaxx inizjali.

Korporazzjoni Intel. Id-drittijiet kollha riżervati. Intel, il-logo Intel, u marki oħra Intel huma trademarks ta' Intel Corporation jew is-sussidjarji tagħha. Intel tiggarantixxi l-prestazzjoni tal-prodotti FPGA u semikondutturi tagħha skont l-ispeċifikazzjonijiet attwali skont il-garanzija standard ta 'Intel, iżda tirriżerva d-dritt li tagħmel bidliet fi kwalunkwe prodott u servizz fi kwalunkwe ħin mingħajr avviż. Intel ma tassumi l-ebda responsabbiltà jew responsabbiltà li tirriżulta mill-applikazzjoni jew l-użu ta' kwalunkwe informazzjoni, prodott jew servizz deskritt hawnhekk ħlief kif miftiehem espressament bil-miktub minn Intel. Il-klijenti Intel huma avżati biex jiksbu l-aħħar verżjoni tal-ispeċifikazzjonijiet tal-apparat qabel ma jiddependu fuq kwalunkwe informazzjoni ppubblikata u qabel ma jagħmlu ordnijiet għal prodotti jew servizzi.

Ismijiet u marki oħra jistgħu jiġu mitluba bħala l-proprjetà ta 'oħrajn.

ISO

• 9001:2015
  Reġistrat

ID: 683795
Verżjoni: 2019.08.30

Dokumenti / Riżorsi

Intel AN 872 Karta ta' Aċċelerazzjoni Programmabbli b'Intel Arria 10 GX FPGA [pdfGwida għall-Utent Karta ta' Aċċelerazzjoni Programmabbli AN 872 b'Intel Arria 10 GX FPGA, AN 872, Karta ta' Aċċelerazzjoni Programmabbli b'Intel Arria 10 GX FPGA

Referenzi

• Manwal għall-Utent