FACE-KU 异构计算加速平台

特点

• KINTEX-UltraScale XCKU040-2FFVA1156I器件（可选XCKU060-2FFVA1156I）

•   2GB DDR4存储器
•  256x2 Mb SPI Flash
•   FMC-HPC x1
•   四路SATA存储接口
•   PCIe Gen3x8

• 协处理器Zynq-7000 XC7Z020 SoC

•   512MB DDR3存储器
•   8GB eMMC（可作为系统引导）

概述

FACE（FPGA Algorithm aCceleration Engine）FPGA算法加速开发引擎是基于FPGA可编程器件构建的一系列算法加速开发引擎平台。其旨在通过借助FPGA与ARM灵活的软硬件全可编程能力、并行算法实现以及动态可重构的特性搭配外围大容量DDR4存储以及PCIe、SATA、以太网、SMA等高速接口。

FACE-KU硬件平台是FACE系列中的一员，该平台采用双核架构，主处理器为XCKU040-2FFVA1156i（可选XCKU060-2FFVA1156i），协处理器为ZYNQ7020，该平台助力高校和科研院所相关科研项目的开发与部署。

框图

主要规格

FACE-KU平台

• 平台主芯片XCKU040-2FFVA1156I（可选XCKU060-2FFVA1156I）
• 协处理器芯片XC7Z020-1CLG400

板卡主要外设

• 平台接口外设
• 2GB DDR4存储器
• 256x2 Mb SPI Flash
• FMC-HPC提供116 I/O（68 LVDS）扩展和8路GTH高速串行收发器
• 1路千兆以太网（ZYNQ PS部分接口）
• 四路SATA存储接口
• PCI Express Gen3 x8
• 两个按键
• 八个拨码开关
• 八个LED灯
• 两路SMA接口
• USB-JTAG
• USB-UART

ZYNQ协处理器外设

• 平台接口外设PS

• 512MB DDR3 存储器
• 256Mb Flash 存储器
• 8GB eMMC存储器
• 10/100/1000M以太网
• USB-OTG x4
• USB-JTAG
• USB-UART
• Micro SD

• 平台接口外设PL

• 2个独立按键
• 8个独立开关
• 8个独立LED灯

资源图

实物资源图如下：

芯片资源

• FACE-KU硬件平台基于Xilinx Kintex-UtraScale系列芯片，其片上资源丰富。主芯片可选两种型号芯片。
• 一种为XCKU040-2FFVA1156i

• 逻辑资源530,000 Logic Cells
• 触发器数量484,800个
• BRAM存储容量21,600Kb
• DSP核心数量1920个
• 高速串行收发器GTH/GTY（16.3Gb/s Max Rate）20个
• 用户可用IO数量416

• 另一种为XCKU060-2FFVA1156i，其资源如下：

• 逻辑资源726,000 Logic Cells
• 触发器数量663,360个
• BRAM存储容量24,000Kb
• DSP核心数量2760个
• 高速串行收发器GTH/GTY（16.3Gb/s Max Rate）32个
• 用户可用IO数量520

协处理器芯片资源

• 芯片型号为XC7Z015-1CLG485I

• 双核心ARM Cortex-A9处理器
• NEON SIMD与FPU协处理器
• L1缓存：每个核心32KB指令缓存与数据
• 逻辑资源74K Logic Cells
• 查找表资源数量46200个
• 触发器数量92400个
• BRAM存储容量3.3Mb
• DSP核心数量160个

主要参考设计

•     PCI Express测试
•     DDR4测试案例
•     Quad-SPI Flash测试案例
•     ZYNQ7020核心板测试案例
•     其他开源参考案例

冷却

• 标准：主动散热

功率

• 板载大功率电源 up to 70W

板卡外形

• Pice标准全高尺寸