一种FPGA加速卡制造技术

本实用新型专利技术涉及计算机运算技术领域，提供了一种FPGA加速卡，包括芯片单元、连接器、内存单元、程序存储单元、调试接口单元以及电源电路；芯片单元包括至少一个FPGA芯片，FPGA芯片为Xilinx FPGA芯片；连接器与FPGA芯片连接；内存单元与FPGA芯片连接；程序储存单元与FPGA芯片连接；调试接口单元与FPGA芯片连接；电源电路与芯片单元、内存单元以及程序储存单元均连接。采用Xilinx FPGA芯片，其在具备高性能计算能力的同时，具有较低的功耗，从而可以有效降低FPGA加速卡的整体功耗；Xilinx FPGA芯片的整体尺寸小，有助于FPGA加速卡的小型化，使得FPGA加速卡可以部署于各种服务器中，具有非常广泛的应用场景。

A FPGA acceleration card

【技术实现步骤摘要】
一种FPGA加速卡
本技术涉及计算机运算
，更具体地说，是涉及一种FPGA加速卡。
技术介绍
随着编码解码、数据压缩和存储、加密等运算越来越复杂，联网设备及其产生的数据量日益增加，数据从联网设备到达数据中心的速度在不断加快，需要处理器的处理能力越来越高。传统处理器本身已无法满足高性能计算(HPC)应用软件的性能需求，导致需求和性能之间出现缺口，采用专用处理器来扩展处理器是解决性能瓶颈的一种可靠途径。FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)作为协处理器设计的基础，各种工作负载都可以得到增强，从而适应不断增加的数据，满足最新的数据分析需求。FPGA可通过与工作负载(例如数据压缩、数据加密、数据脱敏、基因测序、人工智能、机器学习、图片处理、视频编码等)完全匹配的数据路径完成动态再编程，这种通用性有助于提供更快的处理功能，以及能效更高、延迟更低的服务，从而帮助用户降低总体拥有成本，最大限度地提高计算能力。然而，目前的FPGA加速卡在提高计算能力的同时，其功耗也会增大，导致整体能耗开销巨大。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种FPGA加速卡，以解决现有技术中存在的FPGA加速卡功耗高导致能耗开销巨大的技术问题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：提供一种FPGA加速卡，包括：芯片单元，所述芯片单元包括至少一个FPGA芯片，所述FPGA芯片为XilinxFPGA芯片；连接器，与所述FPGA芯片连接；内存单元，与所述FPGA芯片连接；程序储存单元，与所述FPGA芯片连接；调试接口单元，与所述FPGA芯片连接；电源电路，与所述FPGA芯片、所述内存单元以及所述程序储存单元相连接。在一个实施例中，所述FPGA加速卡的长度为45毫米～167.65毫米，所述FPGA加速卡的高度为45毫米～68.9毫米。在一个实施例中，所述连接器包括供电信号引脚、通信信号引脚以及辅助信号引脚；所述通信信号引脚以及所述辅助信号引脚均与所述FPGA芯片连接；所述供电信号引脚与所述电源电路连接。在一个实施例中，所述内存单元包括至少两个内存芯片，每个所述内存芯片包括至少两个DDR4内存颗粒；所述内存芯片与所述FPGA芯片的高性能接口块连接。在一个实施例中，每个所述内存芯片至少包括5个所述DDR4内存颗粒。在一个实施例中，所述程序储存单元包括至少两个QSPIFlash芯片，所述至少两个QSPIFlash芯片均与所述FPGA芯片连接。在一个实施例中，所述调试接口单元包括至少一组JTAG调试接口，所述JTAG调试接口通过电平转换芯片与所述FPGA芯片连接。在一个实施例中，所述FPGA加速卡还包括时钟单元，所述时钟单元包括第一时钟芯片、第二时钟芯片以及第三时钟芯片；所述第一时钟芯片与所述FPGA芯片连接；所述第二时钟芯片与所述FPGA芯片连接；所述第三时钟芯片与所述FPGA芯片连接；所述电源电路与所述第一时钟芯片、第二时钟芯片以及第三时钟芯片均连接。在一个实施例中，所述第一时钟芯片为100MHz差分晶振；所述第二时钟芯片为90MHz单端晶振；所述第三时钟芯片为50MHz单端晶振。在一个实施例中，所述FPGA加速卡还包括电源指示灯，所述电源指示灯与所述电源电路连接；和/或，所述FPGA加速卡还包括状态指示灯，所述状态指示灯与所述FPGA芯片连接，且与所述电源电路连接。本技术提供的FPGA加速卡的有益效果至少在于：(1)FPGA加速卡采用XilinxFPGA芯片，其在具备高性能计算能力的同时，具有较低的功耗，从而可以有效降低FPGA加速卡的整体功耗，可以提供大数据分析、人工智能、基因组、视频转码、金融交易等多种类型的硬件加速业务，用高能效比加速用户的数据中心。(2)由于XilinxFPGA芯片还支持PCIeGen3x8接口，可实现PCIe在线部分可重构，能够在不重启服务器的情况下快速切换业务逻辑，从而使得FPGA加速卡可以根据应用工作负载的加速需求，在线动态重新配置FPGA。(3)由于XilinxFPGA芯片的整体尺寸小，有助于采用该FPGA芯片的FPGA加速卡的小型化，使得FPGA加速卡可以部署于各种服务器中，具有非常广泛的应用场景。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的FPGA加速卡的结构示意图；图2为本技术实施例提供的FPGA加速卡的一种具体结构示意图。其中，图中各附图标记：10芯片单元20连接器201供电信号引脚202通信信号引脚203辅助信号引脚30内存单元301内存芯片40程序存储单元401QSPIFlash芯片50调试接口单元501JTAG调试接口502电平转换芯片60电源电路70时钟单元701第一时钟芯片702第二时钟芯片703第三时钟芯片80电源指示灯90状态指示灯具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。请参阅图1，本实施例的提供了一种FPGA加速卡，包括芯片单元10、连接器20、内存单元30、程序存储单元40、调试接口单元50以及电源电路60。其中，芯片单元10包括至少一个F本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FPGA加速卡，其特征在于，包括：/n芯片单元，所述芯片单元包括至少一个FPGA芯片，所述FPGA芯片为Xilinx FPGA芯片；/n连接器，与所述FPGA芯片连接；/n内存单元，与所述FPGA芯片连接；/n程序储存单元，与所述FPGA芯片连接；/n调试接口单元，与所述FPGA芯片连接；/n电源电路，与所述FPGA芯片、所述内存单元以及所述程序储存单元相连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种FPGA加速卡，其特征在于，包括：
芯片单元，所述芯片单元包括至少一个FPGA芯片，所述FPGA芯片为XilinxFPGA芯片；
连接器，与所述FPGA芯片连接；
内存单元，与所述FPGA芯片连接；
程序储存单元，与所述FPGA芯片连接；
调试接口单元，与所述FPGA芯片连接；
电源电路，与所述FPGA芯片、所述内存单元以及所述程序储存单元相连接。


2.如权利要求1所述的FPGA加速卡，其特征在于，所述FPGA加速卡的长度为45毫米～167.65毫米，所述FPGA加速卡的高度为45毫米～68.9毫米。


3.如权利要求1所述的FPGA加速卡，其特征在于，所述连接器包括供电信号引脚、通信信号引脚以及辅助信号引脚；
所述通信信号引脚以及所述辅助信号引脚均与所述FPGA芯片连接；
所述供电信号引脚与所述电源电路连接。


4.如权利要求1所述的FPGA加速卡，其特征在于，所述内存单元包括至少两个内存芯片，每个所述内存芯片包括至少两个DDR4内存颗粒；
所述内存芯片与所述FPGA芯片的高性能接口块连接。


5.如权利要求4所述的FPGA加速卡，其特征在于，每个所述内存芯片至少包括5个所述DDR4内存颗粒。


6.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张孟杰，
申请(专利权)人：医渡云北京技术有限公司，金色熊猫有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11