基于Xilinx Kintex-7的高性能计算加速卡（B-PCIE-K7F5）

板卡简介（Overview）

B-PCIE-K7F5是一款基于PCI Express总线架构的高性能FPGA算法加速卡，该板卡采用Xilinx的高性能28nm 7系列FPGA作为运算节点。Xilinx的28nm 7系列FPGA通过对资源、接口以及时钟的优化，在高性能计算（High Performance Computing）上表现出较高性能。Kintex-7系列FPGA具有优化的GTX高速收发器，最高支持12.5Gbps线速率，具有百万门级的逻辑资源，尤其适合于大规模逻辑运算。

B-PCIE-K7F5算法加速卡具有5片高性能FPGA处理节点，其中1片Kintex-7系列高容量高性能FPGA（具体型号为：XC7K420T-2FFG901I）作为主FPGA，其余4片Kintex-7系列低容量FPGA（具体型号为：XC7K325T-2FFG676I）作为从FPGA，主从处理节点之间全部采用高速串行通信进行数据交互。

功能框图（Block Diagram）

功能特性（Key Features）

• 标准PCI Express全高全长卡，适合于普通服务器、工作站；

• 符合PCI Express Gen2.0规范，x8模式，理论带宽高达4GByte/s；

• 板载5片Kintex-7系列FPGA处理器：

• 主FPGA：1片Kintex-7系列 FPGA（XC7K420T-2FFG901I），可与XC7K355T-2FFG901I兼容。

• 从FPGA：4片Kintex-7系列FPGA（XC7K325T-2FFG676I），可与XC7K410T-2FFG676I、XC7K160T-2FFG676I兼容。

• 每两个从处理节点之间都通过x4的高速串行总线进行互联（支持各种高速串行协议，如RapidIO、Aurora等）。

• 主处理节点与从处理节点之间通过x4的高速串行总线进行互联（支持各种高速串行协议，如RapidIO、Aurora等）；

• 板载4路SFP+光纤通道，用于高速串行接口的扩展，最大支持10Gbps/lane线速率，理论传输带宽可达4Gbyte/s。光纤通道串行接口支持各种通信协议，例如RapidIO、Aurora64b/66b以及万兆网络等；

• 每片FPGA均挂载2组DDR3 SDRAM内存，其中HR BANK挂2片4Gb DDR3颗粒，组成32位内存总线，可工作在400MHz时钟频率；HP BANK挂4片4Gb DDR3颗粒，组成64位内存总线，可工作在800MHz时钟频率；两组DDR3可进行乒乓操作。

• 板载高精度有源晶振，温度稳定性高达±0.28ppm，老化率±1ppm；

• 板卡具有1路外时钟输入；

• 板卡具有2个独立的低偏斜、高精度全局时钟网络：

• 全局时钟网络1： 100MHz LVDS差分时钟网络，用于PCIE接口；

• 全局时钟网络2： 156.25MHz LVDS差分时钟网络，用于SRIO通信参考时钟；

• 板载8位拨码开关，可通过拨码开关选择板卡的工作模式；

• 具有调试指示灯；

• 板载1片FRAM，用于存储少量参数信息；

• 板载1片32MByte BPI Nor Flash，用于主FPGA的加载；

• 板载4片SPI Flash用于从FPGA的加载。

• 支持Chipscope在线调试加载；

• 支持菊花链式JTAG调试接口；

接口特征（Interface Specifications）

• 标准PCIE全高全长卡；

• 板卡具有4路SFP+光纤通道，LC接口，支持10G光模块；

• PCIe金手指：x8 金手指，适用于x8、x16机箱；

• 板卡具有1路外时钟输入，通过SMA连接器输入。

  软件支持（Software Support）

• FPGA软件支持：

• PCIE DMA链路控制；

• FPGA之间的SRIO通信；

• 板卡与板卡之间的10G光纤接口通信。

• 其他软件支持：

• 定制算法与逻辑；

• 定制PC机驱动与演示程序。

• 支持win7 64位/32位操作系统，支持Linux操作系统。

应用场景（Typical Applications）

• 高性能计算

• 服务器硬件加速

• 算法验证平台

清华仪器-清华智能计算研发中心（THICP）

清华易训   产品咨询电话：010-62773351 / 62792120（全国销售中心）  传真：010-62773081

24小时咨询：13801094116   QQ在线咨询：727879045