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高性能FPGA计算加速卡

发布时间:2016-5-25 上午11:22

作者: thicp1415

等级: 新新人类

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产品编号:1501013 高性能FPGA计算加速卡 ( B-PCIE-SFPP ) 数据手册 ( Data Sheet ) Version 1.0 清华大学设备仪器厂智能计算研发中心 | 清华仪器 1 板卡概述 1.1 板卡简介 B-PXIE-SFPP是一款基于PCI Express总线的高性能FPGA计算加速卡。作为基于服务器的PCI Express数据采集、处理、存储设备,该板卡可以实现2通道万兆光纤网络数据的高速采集、实时处理、实时记录和宽带回放,强大的FPGA处理性能,可以实现百万门级的硬件加速,方便用户进行复杂的逻辑处理与算法运算。 该板卡采用了Altera的Stratix IV GX系列FPGA处理器,并支持行业标准的外围设备、连接器以及丰富的接口,该系列的FPGA处理器,具有低抖动、兼容性、平衡性的高速串行收发器,能够在SATA、HSMC或万兆光口上以最高8.5Gbps的速率运行。 该板卡为标准PCI Express全高卡,适合于主流的服务器或工作站。该板卡能够提供超高速数据传输速率和强大的计算处理能力,可满足大型服务器和磁盘阵列之间的高速数据交换,在大数据中心及复杂的IT环境下,可支持更高的虚拟化密度和优化服务器使用率,特别适合于计算密集型应用、军用或民用高带宽数据传输、服务器大数据处理、高速信号处理算法等特殊应用场景,也可在图形图像采集分析、雷达信号处理、电信网络、通信基站等场景发挥其强大的功能。 板卡具有独特的动态电源管理技术,能够提供功耗和虚拟最优化的存储网络连接,简化数据中心的环境,方便客户使用。 1.2 功能框图 图1-1 板卡功能框图 1.3 硬件指标 ?标准PCI Express全高卡,符合PCIe规范; ?板载1片Altera Stratix IV系列高性能FPGA处理器; ?板载2组64位 4GB DDR2 SDRAM(SODIMM)内存; ?板载1片256Mbits BPI Flash; ?板载18Mb SSRAM静态缓存单元; ?板载1KB EEPROM用于少量数据存储; ?板载1片SD CARD; ?具有8路SATA 3.0接口; ?具有2个SMB高速串行扩展接口; ?具有2个HSMC高速连接器,用于子卡的扩展; ?具有4个按钮、4个拨码开关、4个LED灯、8位DIP开关; ?具有2路千兆以太网口; ?具有2个独立的七段数码显示管; ?具有2路SFP光纤接口; ?具有1个USB主/从控制器接口; ?板载高精度有源晶振。 1.4 功能特性 ?FPGA处理器性能: ?FPGA处理器型号:EP4SGX530NF45I3N; ?逻辑资源:共有212480个ALMs,共有531K个LEs,共有424960个寄存器; ?存储器资源:共有20736Kbit嵌入式存储器资源,共有6640Kbit MLAB存储器资源; ?乘法器资源:共有1024个18x18bits乘法器资源; ?时钟资源:共有88个Regional时钟网络,112个Periphery时钟网络,12个PLL; ?IO资源:共有1932个PIN; ?高速串行收发器:共有48个高速串行收发器:其中32个支持8.5Gbps,16个支持6.5Gbps; ?PCIE核:共有4个PCIE硬核资源; ?存储性能: ?动态存储:支持2组SO-DIMM DDR2 SDRAM; 最高可工作在400MHz时钟频率,最大理论带宽可达102Gbps,高达8GByte吞吐能力; ?Flash存储器:支持256Mb BPI Flash,16位数据总线; ?静态存储性能:支持18Mb ZBT SSRAM; ?IIC EEPROM:支持1KByte EEPROM; ?SD卡:支持SPI以及SD 1-bit两种SD Card读取模式; ?时钟性能: ?3个可编程PLL; ?HSMA与HSMB均具有收发器时钟源; ?SATA接口150MHz时钟源; ?1路FPGA LVDS时钟源; ?1路50MHz时钟源; ?1路100MHz LVDS时钟源; ?接口性能: ?千兆以太网口:支持2路千兆以太网口,采用外部PHY模式,FPGA内嵌EMAC; ?光纤接口:支持2路SFP+光纤接口,最高支持8.5Gbps线速率; ?HSMC接口:支持2组HSMC扩展接口,每组分别具有x8 8.5Gbps的高速串行接口,和x82个普通IO接口; ?SATA接口:支持8路SATA3.0接口,支持6.0Gbps线速率,可以做为主设备或从设备; ?USB接口:支持1个USB主/从控制器; 完全符合通用串行总线规范2.0修订版标准; 支持高速数据传输、全速与低速数据传输; 支持USB主设备或者从设备; 支持3种USB接口; 支持PIO和DMA方式; ?多媒体接口:支持1个HDMI显示输出接口; 最高支持1920x1080分辨率; 支持热插拔; ?PCIe主机接口:支持x8 PCIe gen2,线速率达到5Gbps; ?SMA接口: 2个SMA连接器用于收发器的外部时钟输入; 4个SMA用于LVDS的时钟输入; 2个SMA用于时钟输出; 1个SMA用于外部时钟输入; 2个SMB用于高速串行收发器的扩展; 1.5 接口特征 ?标准x8 PCIe机械接口,支持x8与x16槽位。 ?前面板具有2路千兆以太网口。 ?前面板具有2路SFP LC光纤接口。 1.6 软件支持 ?FPGA的软件支持包含: ?完整的DDR2控制程序; ?FPGA的PCIe链路控制程序; ?FPGA的光纤接口程序; ?FPGA的千兆以太网口测试程序; ?FPGA的SATA3.0主控测试程序; ?FPGA的高速HSMC互联测试程序; ?USB接口程序; ?SD CARD读写测试程序; ?BPI Flash读写测试程序; ?EEPROM读写测试程序; ?SRAM读写测试程序; ?演示DEMO程序: ?PCIE链路演示DEMO; ?HSMC子卡互联DEMO; ?SATA存储DEMO; 1.7 应用场景 ?服务器硬件加速; ?高速光纤通道采集; ?图形图像处理; ?算法验证平台。 1.8 物理与电气特征 物理与电气特征 板卡尺寸 106.65 x 167.55 mm 板卡供电 2A max@12VDC(±5%) 散热方式 风冷散热 1.9 环境参数 工作环境 工作温度 -40°~+85°C(工业级) 存储温度 -55°~+125° 工作湿度 5%~95%,非凝结 1.10 可靠性指标 可靠性指标 使用寿命 >10年 MTTR <20分钟 MTBF 10,000,000小时 质量标准 1.11 与DE4对比 对比项目 DE4高阶开发平台 B-PCIE-SFPP计算卡 备注 FPGA型号 型号:EP4SGX530KH40C2N 型号:EP4SGX530NF45I3N 高速串行收发器 32个(8.5Gbps) 48个(8.5Gbps/6.5Gbps) PIN数量 1517个 1932个 温度范围 商业级 工业级 接口类型 4个千兆以太网口 2个千兆网口+2个万兆光口 多媒体接口 无 1个HDMI显示输出接口 EEPROM容量 1Kbit 1KByte SATA接口 4路 8路 高速扩展接口 2组HSMC (共12个GT扩展) 2组HSMC+2组SMB接口 (共18个GT扩展) GT为高速串行收发器 2 订购信息 具体型号 产品描述 备注 交货期 B-PCIE-SFPP 高性能FPGA计算加速卡 工业级 4周内 ? 2015 V1.0 保留所有权利 清华大学设备仪器厂智能计算研发中心 | 清华仪器

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