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快速开发定制化FPGA解决方案的两种方法

BittWare如何在整个定制解决方案的生命周期内降低风险

概述

虽然数据中心的FPGA利用标准的PCIe外形卡,但大量的客户建立的解决方案需要为企业内部的机架或边缘部署定制解决方案。我们所说的定制,是指从外形尺寸变体到功能优化的一切:从不寻常的I/O连接器到具有高速互连的极其复杂的多PCB解决方案。

人们通常认为,建立这样的定制解决方案最好是利用内部团队来完成。我们可以向你证明,风险较低的选择是利用BittWare和Molex的独特设计、制造和产品生命周期能力。两种方法,都利用BittWare的企业级产品,使你更快地进入市场。

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方法2:使用定制的变体

选择一个合作伙伴:需要注意什么

方法1:使用扩展卡来定制标准产品

不要总是认为你需要一个完整的定制板。我们有许多例子表明,建立一个附加卡是一个更好的选择,因为该卡可以快速设计,而且风险较低,因为它将是一个更简单的设计。

起价为95%,软件也是如此!

根据我们的经验,大约95%的定制解决方案可以重复使用一个底板和相关的IP,5%作为定制的附加卡。

重要的是要考虑到今天的内存和其他I/O的高速接口需要大量的电气、机械、甚至热方面的考虑。但通过使用扩展卡,你基本上可以通过使用企业级的BittWare解决方案跳过这些要求。

这不仅仅是针对硬件,因为BittWare卡有大量的软件工具,包括驱动程序、库、模块和实用程序。我们的许多卡还包括一个底板管理控制器(BMC),用于硬件控制、监控和访问低级功能。我们还有一个不断增长的BittWare和合作伙伴的IP库 ,如我们的数据采集参考设计或SmartNIC外壳。

你也在以较高的基卡或模块数量获得基板的交货时间和库存方面的好处。

许多例子:我们的XUP-P3R具有独家SEP扩展功能

下面是我们的 XUP-P3的一些例子,它有一个SEP(串行扩展端口)连接器。对于SEP,大多数卡用柔性电缆连接,但我们也可以做直接连接,如Keysight的O-RAN卡,使解决方案只需一个双宽槽。

我们还有其他I/O扩展连接器,如OCuLink和MCIO(支持Gen5 PCIe)。请与我们联系,了解适合您项目的解决方案!

扩展卡

快速获得定制I/O

我们的许多大型FPGA卡都有扩展接口,提供高速收发器和通用I/O(GPIO),是为定制附加卡设计的。BittWare有丰富的经验制作各种这类卡,你可以在这些例子中看到。

8x 12G-SDI视频

这个附加卡有几个SFP笼,在电气上是为SDI SFP视频模块设计的。这使客户能够快速建立一个概念验证设备,用于捕获视频到大型VU9P FPGA。

额外的PCIe x16接口

许多FPGA的PCIe连接比主卡的边缘指头所能提供的更多,所以在这种情况下,一个额外的插槽带来了第二个PCIe Gen3 x16接口。

额外的4x QSFP28

对于一些客户来说,增加专有接口是一个关键的设计组成部分。我们设计了子卡,使客户在每个FPGA有8个QSFP28的情况下迅速进入市场。

触发器模块

用于1U 5G测试设备的扩展卡

我们为Keysight设计了一个小型子卡触发模块,直接连接到XUP-P3R卡的SEP连接器。这使得该卡可以装在1U的TeraBox 1000S服务器中,非常适合Keysight的O-RAN 5G客户

该卡和模块部署在TeraBox 1000S上。

方法2:标准产品的定制

当子卡不够用时,我们建议对现有产品进行更广泛的定制。与使用扩展卡一样,现有的BittWare企业级产品也有重复使用的因素,可以节省时间。

BittWare的完全定制产品的关键优势在于我们在挑战性项目方面的丰富设计经验。我们的员工能够与您的团队紧密合作,不仅仅是作为一个设计商店,而是作为一个提供全面服务的供应商,包括利用Molex的广泛资源进行早期设计验证,直至批量生产。

 

 

需要复杂的设计?对我们来说不是问题!

我们的设计团队对像250-HMS这样的复杂项目很有经验,它需要对5个FPGA和包括两个M.2内存条在内的多个PCB进行紧密封装(单宽PCIe)。

依靠BittWare来解决类似这些项目所需的复杂的电气、机械和热力挑战。

CAD爆炸图显示了多个部件,都是定制设计的,最后组装在一起。

案例研究:科学成像

对于一家领先的科学成像公司来说,与BittWare合作开发完全定制的卡,使他们能够利用最新的硅,并使之适合他们两代产品的需要。

BittWare已经与该客户合作开发了两代用于图像传感器处理的FPGA加速器卡。

第一个利用了定制的A10PED。主要要求是两个英特尔Arria 10 GX FPGA和一个称为混合内存方块(HMC)的高速存储器。对于I/O,而不是QSFPs,该设计利用了板载光接收器。

使用英特尔Stratix 10 MX的下一代解决方案

随着A10PED的成功,BittWare再次被选为定制卡。在这种情况下,基础卡是带有HBM2内存的520N-MX。

BittWare能够迅速调整I/O以满足客户的光学需求,同时允许他们的团队依靠我们在标准产品中投入的成熟的制造质量。

非PCIe形式的因素是什么?

我们发现大多数客户通过与我们合作定制标准的PCIe产品,能够大大降低风险。然而,在有些情况下,没有事先设计的完全定制的板子或模块是最好的选择。

所示的例子是250-M2D,这是我们为Myrtle.ai创建的一个M.2外形的模块。这个模块适合于高密度的Yosemite服务器(显示的是六个模块,是完整服务器的一部分)。

选择一个合作伙伴:需要注意什么

项目经理通常在定义理想的参与过程中发挥关键作用,协调硬件、软件和固件的部门领导,将产品推向市场。他们的目标是通过合作关系实现协作、问责和透明,这种合作关系本质上是一个高效的单一团队。五个关键步骤对他们的成功至关重要:

在一个互动的环境中捕捉项目的技术、商业和方案要求。

在这种环境下,设计和制造伙伴的现实世界的专业知识,最终会挑战客户的原始要求。寻找一种咨询方法,提供洞察力和建议,在实现设计目标的同时减少成本、复杂性和时间。灵活的参与模式将考虑长期的生产目标,例如,非经常性工程(NRE)成本加上最低数量或基于较高产量的NRE回扣。

研究设计的可行性,了解其风险水平,包括深入研究代表项目最高风险的因素,如信号完整性或机械热性能。


基于FPGA的产品设计涵盖了系统架构、硬件设计(包括先进的PCB材料和信号完整性)、软件设计、以嵌入式处理器和GUI设计为特色的应用软件,以及机械设计、热分析等等。

利用一个由工程师、程序员、技术人员和制造专家组成的单一的多学科小组,简化了开发过程,并使客户能够继续专注于自己的核心竞争力。

投资于制造方面的专业知识来处理你的生产试点。

这个阶段的测试和鉴定对于成功的批量生产至关重要,它可以识别和隔离那些在模拟和实验室原型测试中可能没有被发现的设计问题。在这个阶段,制造过程本身也必须经过同样严格的检查。全球能力也会增加价值,认识到相同或相似的时区会改善合作伙伴之间的互动。

随着质量的验证和制造工艺的到位,该伙伴关系可以安全有效地过渡到大批量生产和生命周期管理。

这延伸了长期的生命周期管理,从产品开始到工程设计和制造,再到服务和制造产品的处置。理想情况下,设计和制造伙伴代表客户促进质量控制、可重复性和端到端的成本控制。随着批量生产的增加,这可能包括与产品集成商和客户的供应链合作,以有效地处理对终端客户的分销、支持问题和产品退货。没有国际规模和物流的客户可以通过为世界领先的组织寻找认可供应商名单(AVL)上的合作伙伴来简化这些流程。

结论性的想法:生产性与交易性的关系

BittWare的一个基于FPGA的标准产品可能已经完成了新系统设计的95%,只需要进行少量的定制,就可以获得最后5%的功能,从而使其更加完美。对I/O的调整通常可以很容易地处理。BittWare有大量的标准产品,包括Achronix、Intel和Xilinx的FPGA。

与能够处理设计、制造和支持的全面服务供应商合作,可以实现更好的协作,使客户能够自由地将资源集中在他们的核心竞争力上。BittWare寻求那些需要从初始开发到批量生产的一切的客户,并将Molex的优势作为合作伙伴,以实现更广泛的履行策略。

要求召开会议

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