FPGA的单板结构制造技术

本实用新型专利技术实施例提供一种FPGA的单板结构，包括：两个沿所述单板结构的X方向排列布局的FPGA芯片和设置在单板边缘的PCIe金手指结构；所述PCIe金手指结构所在的局部单板厚度满足标准PCIe的插卡厚度。本实用新型专利技术实施例的方案，能够实现双FPGA的加速卡的单板结构方案，同时在PCIe接口局部满足PCIe CEM中规定的板厚，从而可以将单板插在标准的PCIe插槽中。

Single board structure of FPGA

【技术实现步骤摘要】
FPGA的单板结构
本申请涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种FPGA的单板结构。
技术介绍
现有技术中，主流的现场可编程门阵列(Field－ProgrammableGateArray，FPGA)加速卡方案主要采用单FPGA设计方案，虽然可以实现快速部署，但不同供应商的产品方案同质化严重，灵活性，性能都有待提高。基于此，双FPGA加速卡方案逐步成为业界关注的焦点。PCIeCEM(主板和插卡的规范)中规定的单板的印制电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)厚度仅1.57MM，对于双FPGA加速卡方案，由于走线层数要求较多，导致单板PCB层叠厚度要大于1.57MM。另外，由于标准PCIe插卡尺寸上的限制，单板PCB在Y方向上的最大尺寸被限定在98.4MM(除金手指连接器部分)，X方向上的最大尺寸被限定在312MM，单板的主要芯片(2个FPGA)只能沿单板X方向排列或通过扣板的方式实现。如果沿单板X方向排列将双FPGA加速卡设计为一块单板，此种方案的最大好处是有利于单板散热设计，同时后端只维护一块单板较为简单。但是，此种单板PCB布局方案有一个较大的问题那就是FPGA2的到左侧光口附近的高速串行器(Serializer-Deserializer，SerDes)布线由于被FPGA1模块阻挡，需要较多的布线层，总体板厚也比较厚(3.45MM)。但PCIeCEM中规定PCIe插卡的标准板厚只有1.57MM，不能突破。单板设计现实需求和PCIe的相关规范产生了不可调和的矛盾。如果通过扣板的方式实现双FPGA加速卡设计(如图1所示)，需设计两块单板(实线器件在底板上、实线器件在扣板上)，其中一块单板承载约50％的业务量，两块单板通过MezzanineConnector连接器对扣。此种方案的好处在于每块单板设计简单，但是由于单板功耗较大，需要占据两个PCIe槽位，以用于硬件散热，且后端要维护两块单板对人力、质量保障等环节挑战均比较大。
技术实现思路
本技术提供了一种FPGA的单板结构，能够实现双FPGA的加速卡的单板结构方案，同时在PCIe接口局部满足PCIeCEM中规定的板厚，从而可以将单板插在标准的PCIe插槽中。为达到上述目的，本技术的实施例提供了一种FPGA的单板结构，包括：两个沿所述单板结构的X方向排列布局的FPGA芯片和设置在单板边缘的PCIe金手指结构；所述PCIe金手指结构所在的局部单板厚度满足标准PCIe的插卡厚度。如上所述的FPGA的单板结构中，所述单板结构包括上子板和下子板；所述上子板上设置所述两个FPGA芯片；所述下子板的边缘设置所述PCIe金手指结构，且所述PCIe金手指结构所在的局部下子板区域的正上方无所述上子板与其正对，所述上子板与所述下子板通过层压形成所述单板结构。如上所述的FPGA的单板结构中，所述上子板和所述下子板分别包含13层布线层，且所述上子板和所述下子板的各布线层之间通过机械盲孔实现电气连通。如上所述的FPGA的单板结构中，所述上子板和所述下子板的厚度分别与标准PCB单板厚度一致。如上所述的FPGA的单板结构中，布局在所述上子板的器件的高度小于标准的双槽PCIe的器件高度减去标准单板厚度的差值。如上所述的FPGA的单板结构中，所述单板结构的整体厚度为3.45MM，所述PCIe金手指结构所在的局部单板厚度为1.57MM。如上所述的FPGA的单板结构中，所述布局在所述上子板的器件的高度为33MM。本技术提供了一种FPGA的单板结构，通过在单板结构沿X方向排列布局两个FPGA芯片，在单板边缘处设置PCIe金手指结构，并且该PCIe金手指结构所在的局部单板厚度满足标准PCIe的插卡厚度，如此，既可实现双FPGA的加速卡的单板结构方案，同时在PCIe接口局部满足PCIeCEM中规定的板厚，从而可以将单板插在标准的PCIe插槽中。本方案中的FPGA的单板结构由于采用单板结构设计，后端只需维护一块单板较为简单。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为现有技术中的双FPGA加速卡的扣板PCB布局图；图2为本技术实施例的FPGA的单板结构图一；图3为本技术实施例的FPGA的单板结构图二；图4为本技术实施例的FPGA的单板结构图三；图5为本技术实施例的FPGA的单板结构的布线层定义解析图；图6为本技术实施例的FPGA的单板结构实物图一；图7为本技术实施例的FPGA的单板结构实物图二。附图标记说明：1-FPGA芯片、2-PCIe金手指结构、3-上子板、4-下子板。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。实施例一图2和图3为本技术实施例提供的FPGA的单板结构沿不同方向对应的视图结构，其包括：两个沿单板结构的X方向排列布局的FPGA芯片1(如图中所示的FPGA1、FPGA2)和设置在单板边缘的PCIe金手指结构2；其中，PCIe金手指结构2所在的局部单板厚度满足标准PCIe的插卡厚度。具体地，本方案中的FPFA的单板结构在电路级设计原理结构上不做特殊限定，只是针对成形的PCB板的整体单板的布局进行改进。本方案中的FPFA的单板结构也可类似于双FPGA加速卡的单板PCB的器件布局，即沿单板结构的X方向排列布设两个FPGA芯片1，例如FPGA1、FPGA2，同时在单板边缘如图3所示的左侧下方边缘处设置PCIe金手指结构2。与传统的双FPGA加速卡的单板不同的是，在PCIe金手指结构2所在的局部单板厚度满足标准PCIe的插卡厚度。如图2所示，PCIe金手指结构2所在的局部单板厚度小于FPGA芯片1所在单板区域的单板厚度。这主要是因为，FPGA芯片1在与设置在单板X方向左、右任一侧上的光口模块(如图1中所示的QSFP28*2)进行电气连接时，其中一个FPGA芯片1的到光口附近的SerDes布线会被另一个FPGA芯片1阻挡，以致需要较多的布线层，总体板厚也比较厚(约3.45MM)。但PCIeCEM中规定PCIe插卡的标准板厚只有1.57MM，不能突破。因此，本方案为了迎合需求，将FPGA芯片1所在单板区域的板厚仍设置为布线所需的厚度，而在PCIe金手指结构2所在的局部单板区域的板厚设置为满足标准PCIe的插卡厚度。这样既可以实现双FPGA的单板布线，又可以将该FPGA的单板顺利插接在标准PCIe的插槽中。进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FPGA的单板结构，包括：两个沿所述单板结构的X方向排列布局的FPGA芯片和设置在单板边缘的PCIe金手指结构；/n所述PCIe金手指结构所在的局部单板厚度满足标准PCIe的插卡厚度；/n其中，所述单板结构包括上子板和下子板；所述上子板上设置所述两个FPGA芯片；所述下子板的边缘设置所述PCIe金手指结构，且所述PCIe金手指结构所在的局部下子板区域的正上方无所述上子板与其正对，所述上子板与所述下子板通过层压形成所述单板结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种FPGA的单板结构，包括：两个沿所述单板结构的X方向排列布局的FPGA芯片和设置在单板边缘的PCIe金手指结构；
所述PCIe金手指结构所在的局部单板厚度满足标准PCIe的插卡厚度；
其中，所述单板结构包括上子板和下子板；所述上子板上设置所述两个FPGA芯片；所述下子板的边缘设置所述PCIe金手指结构，且所述PCIe金手指结构所在的局部下子板区域的正上方无所述上子板与其正对，所述上子板与所述下子板通过层压形成所述单板结构。


2.根据权利要求1所述的FPGA的单板结构，其中，所述上子板和所述下子板分别包含13层布线层，且所述上子板和所述下子板的各布线层之间通...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志超，王军，王志谦，
申请(专利权)人：阿里巴巴集团控股有限公司，
类型：新型
国别省市：开曼群岛;KY