IntelAgilex FPGAを搭載したIA-840f PCIe FPGAカード。
パワフルなIA-840fのご紹介：エンタープライズクラスのIntelAgilex ベースFPGAアクセラレータ > 柔軟性、カスタマイズ可能なハードウェア > oneAPIソフトウェアサポート Mouserで購入 Powerに触れる
記事
カスタマイズされたFPGAソリューションを迅速に開発するための2つのアプローチ
BittWare 、カスタマイズされたソリューションのライフサイクル全体にわたってリスクを軽減する方法。
概要
データセンターの FPGA は標準的なPCIe フォーム ファクター カードを使用していますが、多くのお客様は、オンプレミス ラックやエッジ展開用にカスタマイズしたソリューションを構築しています。カスタマイズとは、フォーム ファクターのバリエーションから機能の最適化、特殊な I/O コネクター、高速インターコネクトを備えた非常に複雑なマルチ PCB ソリューションまで、あらゆるものを意味します。
このようなカスタムソリューションの構築は、社内のチームで行うのがベストだと思われがちです。私たちは、BittWare とモレックスのユニークな設計、製造、製品ライフサイクル能力を活用することが、よりリスクの低いオプションであることを証明できます。BittWareのエンタープライズクラス製品を活用した2つのアプローチで、より早く市場に投入することができます。
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アプローチ1：拡張カードを使って標準品をカスタマイズする
フルカスタムボードが必要だとばかり思わないでください。アドオンカードを作る方が、よりシンプルな設計になるため、短時間でリスクなくカードが設計でき、はるかに良い選択肢であることが証明された事例がたくさんあります。
ソフトも95％引きでスタート！
私たちの経験では、カスタムソリューションの約95%はベースボードと関連IPの再利用、5%はカスタムアドオンカードとして利用することができます。
今日のメモリやその他のI/Oへの高速インターフェースは、電気的、機械的、さらには熱的な考慮が必要であることを考慮することが重要である。しかし、拡張カードを使用することで、エンタープライズクラスのBittWare ソリューションを使用することで、本質的にこれらの要件を飛び越えることができます。
BittWare カードには、ドライバ、ライブラリ、モジュール、ユーティリティを含む広範なソフトウェアツールが用意されています。多くのカードには、ハードウェアの制御、監視、低レベル機能へのアクセスを可能にするベースボード管理コントローラ（BMC）も含まれています。また、データキャプチャーのリファレンスデザインやSmartNICシェルなど、 BittWare やパートナーからのIPのライブラリも 充実しています。
また、ベースボードからリードタイムや在庫のメリットを、ベースカードやモジュールのボリュームアップで得ていることになります。
多くの事例を紹介：当社XUP-P3Rの独占的SEP拡張について
以下は、SEP（シリアル拡張ポート）コネクタを搭載した XUP-P3Rの例です。SEPはフレックスケーブルで接続するのが一般的ですが、KeysightのO-RANカードのように直接接続することも可能で、この場合、ソリューションはダブルワイドスロットだけになります。
その他、OCuLink 、MCIO（Gen5 PCIe対応）など、I/O拡張コネクタをご用意しています。お客様のプロジェクトに適したソリューションについて、ぜひお問い合わせください！
拡張カード
カスタムI/Oを素早く取得する
当社の大型FPGAカードの多くは、カスタマイズされたアドオンカード用に設計された高速トランシーバーや汎用I/O（GPIO）を提供する拡張コネクターを備えています。BittWare 、これらの例に見られるように、さまざまなカードを作成した豊富な経験があります。
8x 12G-SDIビデオ
このアドオンカードは、SDI SFPビデオモジュール用に電気的に設計された複数のSFPケージを備えています。これにより、大型のVU9P FPGAにビデオをキャプチャするための概念実証アプライアンスを迅速に構築することができました。
PCIe x16インターフェイスの追加
多くのFPGAは、メインカードのエッジフィンガーで可能な以上のPCIe接続性を持っているため、この場合、追加のスロットで2番目のPCIe Gen3 x16インターフェイスをもたらします。
追加4x QSFP28
一部の顧客にとって、独自のインターフェイスを追加することは重要な設計要素です。私たちは、このドーターカードを設計し、FPGAあたり8個のQSFP28を使用して、顧客の市場投入を迅速に実現しました。
トリガーモジュール
1U 5Gテスト装置用拡張カード
Keysightのために、XUP-P3RカードのSEPコネクタに直接接続する小型ドーターカード・トリガー・モジュールを設計しました。これにより、カードは1UのTeraBox 1000Sサーバーに収まるようになり、KeysightのO-RAN 5Gの顧客に最適なものになりました。
アプローチ2：標準品のカスタマイズ
ドーターカードでは物足りない場合、既存製品のカスタマイズをお勧めします。拡張カードの使用と同様に、既存のBittWare エンタープライズクラス製品の再利用という要素もあり、時間の節約になります。
BittWare 、完全カスタマイズ製品の主な利点は、困難なプロジェクトに関する当社の豊富な設計経験です。当社のスタッフは、単にデザインショップとしてではなく、モレックスの広範なリソースを使用した量産まで、初期のデザイン検証を含むフルサービスベンダーとして、お客様のチームと密接に連携することができます。
複雑なデザインが必要？私たちの問題ではありません！
当社の設計チームは、250-HMSのような複雑なプロジェクトに精通しており、5つのFPGAと2つのM.2メモリスティックを含む複数のPCBをタイトパッケージ（シングルワイドPCIe）する必要がありました。
このようなプロジェクトでは、電気、機械、熱の複雑な問題を解決するために、BittWare をご利用ください。
CADの分解図には、カスタム設計された複数の部品が最終的に組み合わされる様子が描かれています。
ケーススタディサイエンティフィック・イメージング
科学的イメージングをリードする企業にとって、BittWare 、完全にカスタマイズされたカードに取り組むことで、最新のシリコンを活用し、2世代にわたる製品のニーズに合わせることができたのです。
BittWare は、イメージセンサー処理用のFPGAアクセラレーターカードを2世代にわたって開発してきた顧客である。
1つ目は、カスタムA10PEDを活用した。主な要件は、2つのIntelArria 10 GX FPGAと、Hybrid Memory Cube（HMC）と呼ばれる高速メモリです。I/Oは、QSFPではなく、オンボードの光レシーバーを利用した設計になっています。
インテルStratix 10 MXを使った次世代ソリューション
A10PEDの成功により、BittWare 、カスタマイズされたカードが再び選ばれました。この場合、ベースとなるカードは、HBM2メモリを搭載した520N-MXでした。
BittWare は、お客様の光学的なニーズに合わせてI/Oを素早く適応させることができました。また、お客様のチームは、私たちが標準的な製品に投入している実績ある製造品質を信頼することができました。
PCIe以外のフォームファクターはどうなっていますか？
ほとんどのお客様は、当社と協力して標準的なPCIe製品をカスタマイズすることで、リスクを大幅に軽減することができると考えています。しかし、事前の設計を必要としない完全なカスタムボードやモジュールが最良の選択肢となる状況も存在します。
この例では、Myrtle.aiのために作成したM.2フォームファクターモジュールである250-M2Dが示されています。このモジュールは、高密度のYosemiteサーバー（6つのモジュールが完全なサーバーの一部として示されている）に適合しています。
パートナー選びのポイント何を見るか
プログラム・マネージャーは、製品を市場に送り出すために、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアの各部門のリーダーを調整し、理想的なエンゲージメント・プロセスを定義する重要な役割を担っています。その目的は、効率的な単一チームとして機能するパートナーシップを通じたコラボレーション、説明責任、透明性です。その成功には、5つの重要なステップが欠かせません：
インタラクティブな設定で、プロジェクトの技術的、商業的、プログラム的な要件を把握することができます。
このような環境では、設計と製造のパートナーの現実的な専門知識が、顧客の当初の要求を覆すことになることがあります。設計の目標を達成しながら、コスト、複雑さ、タイムラインを削減するための洞察と提案を提供するコンサルティング的なアプローチに注目してください。例えば、NRE（Non-Recurring Engineering）コストと最低数量、または生産量の増加によるNREの割り戻しなど、柔軟な契約モデルにより、長期的な生産目標を考慮します。
シグナルインテグリティや機械的な熱性能など、プロジェクトにとって最も高いリスクを示す要素を深く検討するなど、設計の実行可能性を検討し、リスクのレベルを理解します。
FPGAベースの製品設計は、システムアーキテクチャ、高度なPCB材料やシグナルインテグリティを含むハードウェア設計、ソフトウェア設計、組み込みプロセッサやGUI設計を含むアプリケーションソフトウェア、さらに機械設計、熱解析など、多岐にわたります。
エンジニア、プログラマー、技術者、製造の専門家など、さまざまな分野の専門家が一堂に会することで、開発が効率化され、お客様はご自身のコアコンピタンスに集中することができます。
生産パイロットに対応するために、製造の専門知識を投資する。
この段階での試験と認定は、量産を成功させるために不可欠であり、シミュレーションやラボでの試作品テストでは発見できないような設計上の問題を特定し、分離することができます。この段階では、製造プロセス自体も同様に厳格な審査を受けなければなりません。また、同じ時間帯や似たような時間帯であれば、パートナー間の交流が深まるため、グローバルな能力も付加価値となります。
品質が確認され、製造プロセスが確立されているため、パートナーシップは安全かつ効率的に大量生産とライフサイクルマネジメントに移行することができます。
これは、製品開発から設計・製造、そして製造された製品のサービスや廃棄に至るまで、長期的なライフサイクル管理を可能にします。理想的には、設計・製造パートナーが顧客に代わって品質管理、再現性、エンドツーエンドのコスト管理などを行うことです。また、大量生産が進むと、プロダクトインテグレーターやお客様のサプライチェーンと連携して、エンドユーザーへの配布、サポート、製品の返品を効率的に処理することも含まれます。国際的な規模や物流を持たないお客様は、世界の主要企業の認定ベンダーリスト（AVL）に掲載されているパートナーを探すことで、これらのプロセスを合理化できます。
最後に思うこと：生産的であること、取引的であること
BittWareの標準的な FPGA ベースの製品の 1 つは、新しいシステム設計の 95% を実現し、最後の 5% の機能を得るためにわずかなカスタマイズを行うだけで完璧に適合することができます。また、I/Oの調整も簡単に行えることが多い。BittWare には、Achronix、Intel、XilinxのFPGAを使用した標準製品が多数用意されています。
設計、製造、サポートに対応できるフルサービスベンダーと協力することで、より良いコラボレーションが可能になり、顧客はコアコンピタンスにリソースを集中できるようになります。BittWare 、初期開発から大量生産まですべてを必要とする顧客を求め、モレックスの強みをパートナーとして、より多様なフルフィルメント戦略で提供します。
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