快速開發定製FPGA解決方案的兩種方法

BittWare如何降低整個定製解決方案生命周期的風險

概述

雖然數據中心的 FPGA 使用 標準 PCIe 外形卡,但大量客戶構建的解決方案需要為本地機架或邊緣部署定製 解決方案 。定製是指從外形尺寸變體到功能優化的所有內容:不尋常的 I/O 連接器到具有高速互連的極其複雜的多 PCB 解決方案。

人們通常認為,構建此類自定義解決方案最好使用內部團隊來完成。我們可以向您證明,風險較低的選擇是利用BittWare和Molex獨特的設計,製造和產品生命週期功能。兩種方法都利用BittWare的企業級產品,讓您更快地進入市場。

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方法 2:使用自定義變體

選擇合作夥伴:尋找什麼

方法1:使用 擴展卡 定製標準產品

不要總是假設您需要一個完整的定製板。我們有很多例子,其中構建附加卡被證明是一個 更好的選擇 ,因為卡可以快速設計並且風險更低,因為它將是一個更簡單的設計。

從完成 95% 開始 — 對於軟體也是如此!

根據我們的經驗,大約95%的定製解決方案可以重複使用基板和相關IP,其中5%可作為定製附加卡。

重要的是要考慮到,當今與記憶體和其他 I/O 的高速介面需要廣泛的電氣、機械甚至熱考慮。但是通過使用擴展卡,您基本上通過使用企業級BittWare解決方案跳過了這些要求。

這不僅適用於硬體,因為BittWare卡具有廣泛的軟體工具,包括驅動程式,庫,模組和實用程式。我們的許多卡都包括底板管理控制器(BMC),用於硬體控制,監控和訪問低級功能。我們還擁有來自BittWare和合作夥伴的不斷增長的IP庫,例如我們的Data Capture Reference Design或SmartNIC shell。

您還可以從基板獲得提前期和庫存的好處,這些基礎卡或模組的產量更高。

許多例子:我們的XUP-P3R具有獨家SEP擴展功能

以下是我們的 XUP-P3R的一些示例,它具有SEP(串行擴展埠)連接器。對於 SEP,大多數卡都通過柔性電纜連接,但我們也可以進行直接連接,例如使用是德科技 O-RAN 卡,將解決方案保持在雙倍寬度的插槽中。

我們還有其他 I/O 擴展連接器,如 OCuLink 和 MCIO(支援 Gen5 PCIe)。與我們聯繫,瞭解適合您項目的解決方案!

XUP-P3R 帶有三個擴展模組示例

擴展卡

快速獲取自定義 I/O

我們的許多大型 FPGA 卡都具有擴展連接器,可提供高速收發器和專為定製附加卡設計的通用 I/O (GPIO)。BittWare在製作各種卡片方面擁有豐富的經驗,如您在這些示例中所看到的那樣。

XUP-P3R 帶視頻 SEP 卡
XUP-P3R PCIe SEP卡
XUP-P3R PCIe SEP卡

8 個 12G-SDI 視頻

該附加卡具有多個SFP保持架,專為SDI SFP視頻模組設計。這使客戶能夠快速構建概念驗證設備,用於將視頻捕獲到大型VU9P FPGA。

附加PCIe x16介面

許多 FPGA 具有比主卡邊緣手指更多的 PCIe 連接,因此在這種情況下,額外的插槽帶來了第二個 PCIe Gen3 x16 介面。

額外 4 個 QSFP28

對於某些客戶來說,添加專有介面是一個關鍵的設計元件。我們設計子卡的目的是為了快速將客戶推向市場,每個FPGA有8個QSFP28。

觸發模組

1U 5G測試設備擴展卡

為是德科技,我們設計了一個小型子卡觸發模組,可直接連接到 XUP-P3R 卡的 SEP 連接器。這使該卡能夠安裝在 1U TeraBox 1000S 伺服器中,非常適合 是德科技的 O-RAN 5G 客戶

觸發模組卡和前面板
TeraBox 1000S 帶觸發模組
卡和模組部署在 TeraBox 1000S 上

方法2:標準產品的定製

當子卡不夠用時,我們建議對現有產品進行更廣泛的定製。與使用擴展卡一樣,有一個重複使用現有BittWare企業級產品的元素,可以節省時間。

使用BittWare完全定製產品的主要優勢是我們在 具有挑戰性的專案方面的豐富設計經驗。 我們的員工能夠與您的團隊密切合作,不僅是一家設計車間,而且是一家提供全方位服務的供應商,包括早期設計驗證,一直到 使用 Molex 的廣泛資源進行批量生產。

 

 

需要複雜的設計?對我們來說不是問題!

我們的設計團隊在複雜的專案方面經驗豐富,例如 250-HMS,這需要 5 個 FPGA 和多個 PCB 的緊密封裝(單寬 PCIe),包括兩個 M.2 記憶棒。

依靠BittWare來解決這些專案所需的複雜電氣,機械和熱挑戰。

250-HMS卡擴展為零件
250-HMS卡頂視圖

CAD分解圖顯示了多個元件,所有元件都是定製設計的,它們在最終組裝中組合在一起。

案例研究:科學成像

對於一家領先的科學成像公司來說,與BittWare合作開發完全定製的卡使他們能夠利用最新的晶元,並使其適合他們對兩代產品的需求。

BittWare已經與該客戶合作開發了用於圖像感測器處理的兩代FPGA加速器卡。

第一個使用定製的A10PED。主要要求是兩個英特爾Arria 10 GX FPGA和一個稱為混合記憶體立方體(HMC)的高速記憶體。對於I/O,而不是QSFP,該設計使用板載光接收器。

520R-MX PCIe卡圖片

使用英特爾 Stratix 10 MX 的下一代解決方案

隨著A10PED的成功,BittWare再次被選為定製卡。在這種情況下,基礎卡是帶有 HBM2 記憶體的 520N-MX。

BittWare能夠快速調整I/O以滿足客戶的光學需求,同時允許他們的團隊依賴我們投入到標準產品中的經過驗證的構建品質。

6 個 SEAL 250-M2D 模組在托架中

非 PCIe 外形規格呢?

我們發現,通過與我們合作定製標準PCIe產品,大多數客戶能夠顯著降低風險。但是,在某些情況下,沒有先前設計的完全定製的電路板或模組是最佳選擇。

所示示例是 250-M2D,這是我們為 Myrtle.ai 創建的 M.2 外形模組。該模組適合高密度優勝美地伺服器(六個模組顯示為完整伺服器的一部分)。

250-M2D模組

選擇合作夥伴:尋找什麼

項目經理通常在定義理想的參與流程、協調硬體、軟體和固件方面的部門領導以將產品推向市場方面發揮著關鍵作用。他們的目標是通過本質上作為一個高效的單一團隊運作的夥伴關係進行協作、問責制和透明度。五個關鍵步驟對他們的成功至關重要:

在互動式環境中捕獲項目的技術、商業和程式要求。

在這種環境下,設計和製造合作夥伴的實際專業知識最終會挑戰客戶的原始要求。尋找一種提供見解和建議的諮詢方法,以降低成本、複雜性和時間,同時實現設計目標。靈活的參與模式將考慮長期生產目標,例如非經常性工程 (NRE) 成本加上最低數量或基於較高產量的返利 NRE。

員工在會議中
卡片設計截圖

研究設計的可行性以瞭解其風險水準,包括更深入地瞭解代表專案最高風險的因素,例如信號完整性或機械熱性能。

投資於紙質練習和物理實驗室測試,以降低風險並驗證設計可行性。
基於 FPGA 的產品設計涵蓋系統架構、硬體設計(包括高級 PCB 材料和信號完整性)、軟體設計、具有嵌入式處理器和 GUI 設計的應用軟體,以及機械設計、熱分析等。

利用由工程師、程式師、技術人員和製造專家組成的單一多學科團隊,可以簡化開發,並使客戶能夠專注於自己的核心競爭力。

卡片概念圖
製造設備

投資於製造專業知識,以處理您的生產試點。

此階段的測試和鑒定對於成功批量生產、識別和隔離在模擬和基於實驗室的原型測試中可能未被發現的設計問題至關重要。在這個階段,製造過程本身也必須經過同樣嚴格的檢查。全球能力也增加了價值,認識到相同或相似的時區可以改善合作夥伴之間的互動。

通過品質驗證和製造流程到位,合作夥伴關係可以安全有效地過渡到大批量生產和生命週期管理。

這擴展了從產品開始到工程設計和製造,再到製造產品的服務和處置的長期生命週期管理。理想情況下,設計和製造合作夥伴代表客戶促進品質控制、可重複性和端到端成本控制。隨著批量生產的提高,這可能包括與產品集成商和客戶的供應鏈合作,以有效地處理向最終客戶的分銷、支援問題和產品退貨。沒有國際規模和物流的客戶可以通過為世界領先組織尋找認可供應商清單 (AVL) 上的合作夥伴來簡化這些流程。

條碼掃描器

結論性思維:高效與事務性

BittWare基於FPGA的標準產品之一可能是新系統設計的95%——只需要一個小的定製就可以獲得最後5%的功能,使其完美契合。對 I/O 的調整通常可以輕鬆處理。有了BittWare,就有了大量的標準產品,其中包含來自Achronix,Intel和Xilinx的FPGA。

與能夠處理設計、製造和支援的全方位服務供應商合作,可以更好地進行協作,並讓客戶可以自由地將資源集中在他們的核心競爭力上。BittWare尋求需要從初始開發到批量生產的所有需求的客戶,並將Molex作為合作夥伴的優勢帶到更廣泛的履行策略中。

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