一种基于VU9P芯片的信息处理电路

技术领域

[0001] 本实用新型属于FPGA数据处理技术领域，尤其涉及一种基于VU9P芯片的信息处理电路。

背景技术

[0002] 网络信息使用不同的处理平台来处理不同的信息任务。常见的为专用网络交换机，网络服务器和FPGA特殊领域网络信息处理机等。网络交换机有处理处理信息稳定，处理速度快等特点。网络服务器具有处理信息复杂，处理方式复杂等特点。

[0003] FPGA异构信息处理具有灵活性高，运算速度快、实时性高等特点。 目前，FPGA的异构信息处理中主要以千兆和万兆为主。FPGA阵列类型在加速计算过程中编程模型存在异构资源不够充足、FPGA处理的速度高等缺点。

[0004] 目前，开发者为了从具有FPGA和传统处理器协同工作的异构计算系统中获得更佳的性能，需要花费大量精力将传统代码转换为适当的FPGA架构，并精心设计硬件配置以实
现整体功能，上述工作需要丰富的FPGA设计专业知识和大量的成本投入，以及将数据输入
和输出这些FPGA加速器的总体策略经验，才能完成任务的丰富的外围接口以及2个协处理
器的交互。

[0005] 而对于本领域的技术人员，完成上述工作非常困难。如何设计一种FPGA信息处理电路，通过硬件设计同时兼顾FPGA异构信息处理的特征和处理器处理的特征成为该领域的
技术难题。

[0006] 针对上述技术问题，本实用新型提供了一种基于VU9P芯片的信息处理电路，基于高速硬件电路设计技术实现了一个异构加速FPGA与两个CPU高速互连的功能，支持16路千
兆网口、4路万兆网卡和2路100G网口，同时支持PCIE的IPASS接口、2路处理器配置接口和两路外扩型FMC接口，具有数据处理速度快、接口丰富等特点。

[0007] 本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

[0008] 一种基于VU9P芯片的信息处理电路，其特征在于，包括VU9P芯片、GRBM8548芯片和AC7Z100芯片，其中：所述VU9P芯片通过PCIE和LOCAL BUS连接GRBM8548芯片；所述VU9P芯片通过LOCAL BUS连接AC7Z100芯片；所述VU9P芯片通过IO口连接两路外扩型FMC接口；所述VU9P芯片通过GTY口连接两路100G网口；所述VU9P芯片通过GTY口连接四路10G网口；所述
VU9P芯片通过GTY口连接十六路千兆网口；所述VU9P芯片还连接有多路DDR4、SRAM、NAND 
FLASH大容量片外存储。

[0009] 优选的，还包括由LTM4700芯片、LTM4644芯片、TPS51200芯片组成的电源电路，其中：12V的输入电源通过单个LTM4700芯片转换成0.85V的电源并输送至VU9P芯片的INTVCC引脚；12V的输入电源通过LTM4644芯片转分别换成1.2V电源、1.0V电源、1.8V电源、1.2V电源、1.8V电源和2.5V电源并分别输送至VU9P芯片的MGTAVTT引脚、MGTAVCC引脚、VCCAUX引
脚、VCC_1V8引脚。

[0010] 优选的，所述VU9P芯片的BANK42引脚集作为LOCAL BUS总线与AC7Z100芯片的LOCAL BUS总线连接，VU9P芯片的BNAK125引脚集和BANK126引脚集与AC7Z100芯片的PCIE接
口互联实现PCIE通信。

[0011] 优选的，所述VU9P芯片的BANK67引脚集作为另一组LOCAL BUS总线与GRBM8548芯片的LOCAL BUS总线连接。

[0012] 优选的，所述VU9P芯片的BANK227引脚集、BANK228引脚集、BANKk229引脚集和BANK230引脚集通过SGMII接口实现16路千兆网口功能。

[0013] 优选的，所述VU9P芯片的BANK232引脚集和BANK233引脚集外接100G以太网接口。

[0014] 优选的，所述VU9P芯片的BANK72引脚集、BANK71引脚集和BANK70引脚集挂载了一组64bit的4GB的DDR4内存组。

[0015] 优选的，所述VU9P芯片的BANK65引脚集、BANK64引脚集和BANK66引脚集挂载了一组32bit位宽的1GB SRAM。

[0016] 优选的，所述VU9P芯片的BANK42引脚集、BANK41引脚集以及BANK121引脚集和BANK10引脚集实现了两组HPC的高速外扩FMC接口。

[0017] 优选的，还包括散热座、盖板、以及焊接电路用的电路板，其中：所述散热座为长方体结构，散热座的四个侧面被均匀切出多个散热齿，散热座的中部设置有安装腔，散热座的四角处设置有X型连接臂，所述X型连接臂的末端设置有连接孔，所述散热齿接触X型连接臂的位置形成弧形齿根；所述盖板由盖体和多个安装耳组成，所述电路板安装在盖板和安装腔组成的空腔内；所述盖板与安装腔之间设置有密封圈；所述散热座的底部设置有一个或多个圆形底腔，圆形底腔与散热齿重合的部分开设有齿台以确保圆形底腔底部平整，圆形底腔内安装有散热风扇；所述散热座的侧面开设有侧通口，所述侧通口上安装有多个接口。

[0018] 本实用新型的一种基于VU9P芯片的信息处理电路具有以下有益效果：

[0019] 1）该电路可通过FMC HPC接插件外接非标接口板，实现非标接口与标准光/电以太网接口之间的转化。此外，通过FPGA可完成多端口分组交换功能。实际使用过程中，通过CPU和FPGA配合使用可以完成交换机控制与管理、路由等功能。最后，该电路具有DDR4、SRAM、NANDFLASH等多种大容量片外存储。

[0020] 2） 该电路配置的散热座采用导热金属材料，并在整个侧面设计了散热齿，利用四周的散热齿以及底部的散热风扇能够有效降低加速卡的温度，特别是，底部的圆形底腔与散热齿采用重合布局方案，能够尽可能的加速散热齿之间的气体流动。弧形齿根的设计方
案，能够极大减少壁厚，提升导热能力。