AN 872 programabilna kartica za pospeševanje z Intel Arria 10 GX FPGA

Uvod

O tem dokumentu

Ta dokument podaja metode za ocenjevanje in potrjevanje moči in toplotne zmogljivosti vaše zasnove AFU z uporabo kartice Intel® Programmable Acceleration Card z Intel Arria® 10 GX FPGA v platformi ciljnega strežnika.

Specifikacija moči

Krmilnik za upravljanje plošče spremlja in upravlja dogodke toplote in moči na Intel FPGA PAC. Ko se plošča ali FPGA pregrejeta ali vzameta čezmeren tok, krmilnik za upravljanje plošče zaradi zaščite izklopi napajanje FPGA. Pozneje prekine tudi povezavo PCIe, kar lahko povzroči nepričakovano zrušitev sistema. Glejte Samodejni izklop za več podrobnosti o kriterijih, ki sprožijo izklop plošče. V običajnih primerih sta temperatura in moč FPGA daleč glavni vzrok za zaustavitev. Za zmanjšanje izpadov in zagotovitev stabilnosti sistema Intel priporoča, da skupna moč plošče ne preseže 66 W in moč FPGA ne preseže 45 W. Posamezne komponente in sklopi plošče imajo spremenljivost moči. Zato so nominalne vrednosti nižje od mejnih vrednosti, da se zagotovi, da plošča ne doživi naključne zaustavitve v sistemu z različnimi delovnimi obremenitvami in vstopnimi temperaturami.

Specifikacija moči

Sistem	Skupna moč plošče (vati)	Moč FPGA (vati)
Sistem z upravljalnikom vmesnika FPGA (FIM) in AFU, ki deluje z delovno obremenitvijo za dušenje v najslabšem primeru najmanj 15 minut pri temperaturi jedra 95 °C.	66	45

Skupna moč plošče se razlikuje glede na vašo zasnovo funkcionalne enote pospeševalnika (AFU) (količina in pogostost logičnega preklapljanja), vstopno temperaturo, sistemsko temperaturo in pretok zraka v ciljni reži za Intel FPGA PAC. Za obvladovanje te spremenljivosti Intel priporoča, da izpolnite to specifikacijo napajanja, da preprečite zaustavitev napajanja s krmilnikom upravljanja plošče.

Povezane informacije

Samodejni izklop.

Predpogoji

Proizvajalec originalne opreme strežnika (OEM) mora potrditi, da lahko vsak vmesnik Intel FPGA PAC z režo PCIe na ciljni strežniški platformi ostane znotraj toplotnih omejitev, tudi če plošča porabi največjo dovoljeno moč (66 W). Za več informacij glejte Intel PAC s kvalifikacijskimi smernicami za platformo Intel Arria 10 GX FPGA (1).

Zahteve za orodja

Za oceno in ovrednotenje moči in toplotne učinkovitosti morate imeti naslednja orodja.

• Programska oprema:
  • Intel Acceleration Stack za razvoj
  • BWtoolkit
  • Oblikovanje AFU (2)
  • Skript Tcl (prenos) – potreben za formatiranje programiranja file za analizo
  • Zgodnji ocenjevalec moči za naprave Intel Arria 10
  • Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (prenos)
• Strojna oprema:
  • Intel FPGA PAC
  • Kabel mikro-USB (3)
  • Ciljni strežnik za Intel FPGA PAC(4)

Intel priporoča, da za namestitev programske opreme sledite Vodiču za hiter začetek Intel Acceleration Stack za programljivo pospeševalno kartico Intel z Intel Arria 10 GX FPGA.

Povezane informacije

Priročnik za hiter začetek Intel Acceleration Stack za programljivo kartico Intel Acceleration Card z Intel Arria 10 GX FPGA.

1. Za dostop do tega dokumenta se obrnite na predstavnika Intelove podpore.
2. Imenik build_synth se ustvari, ko prevedete svoj AFU.
3. V Acceleration Stack 1.2 se nadzor plošče izvaja preko PCIe.
4. Prepričajte se, da je vaš OEM potrdil ciljne reže PCIe v skladu s smernicami za kvalifikacijo platforme za vaš Intel FPGA PAC.

Uporaba krmilnika za upravljanje plošče

Samodejni izklop

Krmilnik za upravljanje plošče spremlja in nadzoruje ponastavitve, različne napajalne tirnice, FPGA in temperature plošče. Ko krmilnik za upravljanje plošče zazna pogoje, ki bi lahko poškodovali ploščo, zaradi zaščite samodejno izklopi napajanje plošče.

Opomba: Ko FPGA izgubi napajanje, je povezava PCIe med Intel FPGA PAC in gostiteljem prekinjena. V mnogih sistemih lahko prekinitev povezave PCIe povzroči zrušitev sistema.

Kriteriji samodejnega izklopa

Naslednja tabela navaja merila, po katerih krmilnik upravljanja plošče izklopi napajanje plošče.

Parameter	Meja praga
Power Board	66 W
12v tok hrbtne plošče	6 A
12v hrbtna plošča Voltage	14 V
1.2 V tok	16 A
1.2 V Voltage	1.4 V
1.8 V tok	8 A
1.8 V Voltage	2.04 V
3.3 V tok	8 A
3.3 V Voltage	3.96 V
FPGA Core Voltage	1.08 V
Tok jedra FPGA	60 A
Temperatura jedra FPGA	100°C
Temperatura jedra	120°C
Temperatura plošče	80°C
Temperatura QSFP	90°C
QSFP Voltage	3.7 V

Obnovitev po samodejnem izklopu

Krmilnik za upravljanje plošče zadrži napajanje izklopljeno do naslednjega cikla napajanja. Zato morate ob izklopu napajanja kartice Intel FPGA PAC izklopiti napajanje strežnika, da vrne napajanje Intel FPGA PAC.

Pogost vzrok za izklop napajanja je pregrevanje FPGA (ko je temperatura jedra nad 100 °C) ali FPGA črpa čezmeren tok. To se običajno zgodi, ko zasnova AFU presega ovojnice moči, ki jih je določil Intel FPGA PAC, ali če ni zadostnega pretoka zraka. V tem primeru morate zmanjšati porabo energije v AFU.

Nadzorujte senzorje na vozilu z uporabo OPAE

Uporabite program ukazne vrstice fpgainfo za zbiranje podatkov senzorja temperature in moči iz krmilnika za upravljanje plošče. Ta program lahko uporabljate z Acceleration Stack 1.2 in novejšimi. Za Acceleration Stack 1.1 ali starejše uporabite orodje BWMonitor, kot je opisano v naslednjem razdelku.

Za zbiranje podatkov o temperaturi:

• bash-4.2$ fpgainfo temp

Sample izhod

Za zbiranje podatkov o moči

• bash-4.2$ moč fpgainfo

Sample izhod

Nadzorujte vgrajene senzorje z BWMonitor

• BWMonitor je orodje BittWare, ki vam omogoča merjenje temperature FPGA/plošče, voltage in trenutno.

Predpogoj: Med Intel FPGA PAC in strežnikom morate namestiti kabel micro-USB.

1. Namestite ustrezno programsko opremo BittWorks II Toolkit-Lite, vdelano programsko opremo in zagonski nalagalnik.

Različica BittWorks II ToolkitLite, združljiva z OS

Operacijski sistem	Sprostitev	BittWorks II Toolkit-Lite različica	Namesti ukaz
CentOS 7.4/RHEL 7.4	2018.6 Enterprise Linux 7 (64-bitni)	bw2tk- lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
			sudo yum namestite bw2tk-\ lite-2018.6.el7.x86_64.rpm
Ubuntu 16.04	2018.6 Ubuntu 16.04 (64-bitni)	bw2tk- lite-2018.6.u1604.amd64.deb
			sudo dpkg -i bw2tk-\ 2018.6.u1604.amd64.deb

Glejte Kako začeti webstran za prenos vdelane programske opreme in orodij BMC

• Različica vdelane programske opreme BMC: 26889
• Različica zagonskega nalagalnika BMC: 26879

Shranite files na znano lokacijo na gostiteljskem računalniku. Naslednji skript zahteva to lokacijo.

Dodajte orodje Bittware v PATH:

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

BWMonitor lahko zaženete z uporabo

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

Sample Meritve

Preverjanje moči zasnove AFU

Pretok merjenja moči

Če želite oceniti moč zasnove AFU, zajemite naslednje meritve:

• Skupna moč plošče in temperatura FPGA
  • (po 15-minutnem izvajanju podatkovnih vzorcev v najslabšem primeru na vašem dizajnu)
• Statična moč in temperatura
  • (z uporabo zasnove statičnega merjenja moči)
• V najslabšem primeru statična moč
  • (predvidene vrednosti z uporabo Early Power Estimator za naprave Intel Arria 10)

Nato uporabite Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet (prenos) s temi zabeleženimi metrikami, da preverite, ali vaša zasnova AFU ustreza specifikaciji.

Merjenje skupne moči plošče

Sledite tem korakom

1. Namestite Intel PAC z Intel Arria 10 GX FPGA v ustrezno režo PCIe v strežniku. Če za meritve uporabljate BWMonitor, povežite kabel Micro-USB s hrbtne strani kartice na katera koli vrata USB na strežniku.
2. Naložite AFU in zaženite z največjo močjo.
   • Če AFU uporablja Ethernet, se prepričajte, da je omrežni kabel ali modul vstavljen in povezan s partnerjem za povezavo in da je omrežni promet vklopljen v AFU.
   • Če je primerno, neprekinjeno izvajajte DMA, da izvajate vgrajeni DDR4.
   • Zaženite svoje aplikacije na gostitelju, da zagotovite AFU promet v najslabšem primeru in v celoti izvajate FPGA. Prepričajte se, da poudarjate FPGA z najbolj stresnim podatkovnim prometom. Ta korak izvajajte najmanj 15 minut, da se temperatura jedra FPGA ustali.
     • Opomba: Med preskušanjem spremljajte skupno moč plošče, moč FPGA in temperaturo jedra FPGA, da zagotovite, da ostanejo znotraj specifikacij. Če so dosežene mejne vrednosti 66 W, 45 W ali 100 °C, takoj ustavite preskus.
3. Ko se temperatura jedra FPGA stabilizira, uporabite program fpgainfo ali orodje BWMonitor za beleženje skupne moči plošče in temperature jedra FPGA. Vnesite te vrednosti v vrstico Korak 1: Merjenje skupne moči plošče v listu ocenjevalnika moči Intel FPGA PAC.

Intel FPGA PAC Power Estimator Sheet Sample

Merjenje dejanske statične moči

Uhajajoči tok je glavni vzrok za variacijo porabe energije med ploščami. Meritve moči iz zgornjega razdelka vključujejo moč zaradi toka uhajanja (statična moč) in moč zaradi logike AFU (dinamična moč). V tem razdelku boste izmerili statično moč preskušane plošče, da boste razumeli dinamično moč.

Pred merjenjem statične moči FPGA uporabite skript disable-gpio-input-bufferintelpac-arria10-gx.tcl (prenos) za obdelavo programiranja FPGA file, (*.sof file), ki vsebuje zasnovo FIM in AFU. Skript tcl onemogoči vse vhodne zatiče FPGA, da zagotovi, da znotraj FPGA ni preklapljanja (kar pomeni brez dinamične moči). Glejte primer minimalnega pretokaample za prevajanje kotample AFU. Ustvarjeni *.sof file se nahaja na:

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

Disable-gpio-input-buffer-intel-pac-arria10-gx.tcl morate shraniti v zgornji imenik in nato zagnati naslednji ukaz

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

Sample izhod

Informacije: ************************************************ ***************** Informacije:
Zagon Quartus Prime Assemblerja
Informacije: Različica 17.1.1 Build 273 12 SJ Pro Edition
Informacije: Copyright (C) 2017 Intel Corporation. Vse pravice pridržane. Informacije: Vaša uporaba
orodij za načrtovanje družbe Intel Corporation, logičnih funkcij Informacije: ter druge programske opreme in orodij ter njenih AMPP partner logic Info: funkcije in kateri koli izhod fileiz katere koli od zgornjih informacij: (vključno s programiranjem naprave ali simulacijo files) in kakršna koli Info: povezana dokumentacija ali informacije so izrecno predmet Info: pogojev Licenčne informacije o programu Intel: Naročniška pogodba, Licenčna pogodba Intel Quartus Prime, Info:

Po uspešni izvedbi skripta tcl se datoteka afu_*.sof file je posodobljen in pripravljen za programiranje FPGA.

Za merjenje dejanske statične moči sledite tem korakom

1. Za programiranje datoteke *.sof uporabite programator Intel Quartus® Prime file. Za podrobne korake glejte Uporaba programatorja Intel Quartus Prime na strani 12.
2. Spremljajte temperaturo jedra FPGA, voltage in trenutno z orodjem BWMonitor. Vnesite te vrednosti v vrstico Korak 2: meritev statične moči jedra FPGA na listu ocenjevalnika moči Intel FPGA PAC.

Povezane informacije

• Priročnik za hiter začetek Intel Acceleration Stack za programabilno kartico Intel Acceleration Card z Intel Arria 10 GX FPGA
• Nadzorujte vgrajene senzorje z BWMonitor.

Uporaba programatorja Intel Quartus Prime

Za izvedbo teh korakov morate imeti priključen kabel mikro USB med Intel FPGA PAC in strežnikom:

1. Poiščite korenska vrata in končno točko kartice Intel FPGA PAC: $ ​​lspci -tv | grep 09c4

Example izhod 1 kaže, da so korenska vrata d7:0.0 in končna točka d8:0.0

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

Example izhod 2 kaže, da so korenska vrata 0:1.0 in končna točka 3:0.0

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

Exampizhod 3 kaže, da so korenska vrata 85:2.0 in končna točka 86:0.0 in

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

Opomba: Ni izhoda pomeni napako oštevilčenja naprave PCIe* in ta bliskavica ni programirana.

• #Mask nepopravljive napake in popravljive napake FPGA
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF
• # Maskiranje nepopravljivih napak in Maskiranje popravljivih napak RP
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0xFFFFFFFF
  • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0xFFFFFFFF

Zaženite naslednji ukaz Intel Quartus Prime Programmer:

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

1. Če želite razkriti nepopravljive napake in prikriti popravljive napake, zaženite naslednje ukaze
   • # Razkrijte nepopravljive napake in maskirajte popravljive napake FPGA
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d8:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
   • # Razkrijte nepopravljive napake in maskirajte popravljive napake RP:
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x08.L=0x00000000
     • $ sudo setpci -s d7:0.0 ECAP_AER+0x14.L=0x00000000
2. Znova zaženite.

Povezane informacije

Priročnik za hiter začetek Intel Acceleration Stack za programabilno kartico Intel Acceleration Card z Intel Arria 10 GX FPGA

Ocenjevanje statične moči jedra v najslabšem primeru

Sledite tem korakom, da ocenite statično moč v najslabšem primeru

1. Glejte primer minimalnega pretokaample za prevajanje kotample AFU, ki se nahaja na:
   • /hw/samples/ /
2. V programski opremi Intel Quartus Prime Pro Edition kliknite File > Odprite Project in izberite svoj .qpf file da odprete projekt sinteze AFU z naslednje poti:
   • /hw/samples/ /build_synth/build
3. Kliknite Projekt > Ustvari EPE File za ustvarjanje zahtevanega .csv file.
   • Ilustracija 2. koraka
4. Odprite orodje Early Power Estimator (5) in kliknite ikono Import CSV. Izberite zgoraj ustvarjeni .csv file.
   • Opomba: Med uvažanjem datoteke .csv lahko opozorilo prezrete file.
5. Vhodni parametri se izpolnijo samodejno.

• Spremenite vrednost v User Entered v Junction Temp. TJ polje. In nastavite Junction Temp. TJ (°C) polje na 95
• Spremenite polje Power Characteristics iz Tipično v Največje.
• V orodju EPE je PSTATIC skupna statična moč v vatih. Na zavihku Poročilo lahko izračunate statično moč jedra v najslabšem primeru

Orodje EPE Sample Izhod

Zavihek Poročilo

V bivšemampKot je prikazano zgoraj, je skupni statični tok jedra FPGA vsota vseh statičnih tokov in tokov v stanju pripravljenosti pri 0.9 V (VCC, VCCP, VCCERAM). Vnesite te vrednosti v vrstico Korak 3: Najslabša statična moč iz EPE lista za oceno moči Intel FPGA PAC. Upoštevajte vrstico Izračunani izhod za največjo porabo energije vašega AFU.

Zgodovina revizij dokumenta za toplotne in napajalne smernice za Intel PAC z Intel Arria 10 GX FPGA

Različica dokumenta	Spremembe
2019.08.30	Začetna izdaja.

Intel Corporation. Vse pravice pridržane. Intel, logotip Intel in druge znamke Intel so blagovne znamke družbe Intel Corporation ali njenih podružnic. Intel jamči za delovanje svojih izdelkov FPGA in polprevodnikov v skladu s trenutnimi specifikacijami v skladu z Intelovo standardno garancijo, vendar si pridržuje pravico do sprememb katerega koli izdelka in storitve kadar koli brez predhodnega obvestila. Intel ne prevzema nobene odgovornosti ali obveznosti, ki izhaja iz uporabe ali uporabe katere koli informacije, izdelka ali storitve, opisanih tukaj, razen če je Intel izrecno pisno privolil v to. Intelovim strankam svetujemo, da pridobijo najnovejšo različico specifikacij naprave, preden se zanesejo na kakršne koli objavljene informacije in preden oddajo naročila za izdelke ali storitve.

Druga imena in blagovne znamke se lahko zahtevajo kot last drugih.

ISO

• 9001:2015
  Registriran

ID: 683795
Različica: 2019.08.30

Dokumenti / Viri

intel AN 872 programabilna pospeševalna kartica z Intel Arria 10 GX FPGA [pdf] Uporabniški priročnik Programabilna pospeševalna kartica AN 872 z Intel Arria 10 GX FPGA, AN 872, programabilna pospeševalna kartica z Intel Arria 10 GX FPGA

Reference

• Uporabniški priročnik