产品名称

SC-VPX

产品类别:

      SC-VPX加速系统由6U VPX机箱、主控管理板卡和业务处理卡三部分组成。该系统包含一个主控管理卡槽位,5个业务处理卡槽位。主控管理卡完成整个系统的管理工作,它通过PCIe接口和业务处理卡之间进行数据通信,通过1GE接口和业务处理卡之间进行管理数据通信;业务处理卡完成核心业务的处理工作(比如雷达数字信号处理算法),业务处理卡通过背板连接器向背板提供16路10.3125Gbps高速通道用于业务处理卡之间数据通信,5个业务处理卡之间实现4X10.3125Gbps的全互(Mesh网络)的数据通信。

SC-VPXSC-VPXSC-VPX

6U VPX机箱主控管理卡业务处理板卡






SC-VPX加速系统是加速云为了满足客户需要在OpenVPX的平台上实现异构加速计算而打造的通用服务系统。该系统采用6UVPX标准的19英寸上架机箱,机箱提供6个槽位,分别可插入5块业务处理单板和1块主控管理单板。其中每块业务处理单板上采用Intel最新14nm工艺的Stratix10 FPGA,集成2753KLE和9.2TFLOPS单精度硬浮点处理能力。通过FPGA IO可扩展的特性,支持高带宽和大容量的存储访问,以及前面板和背板灵活的交换互联接口。该系统同时支持各种接口卡和存储卡的扩展,通过不同的组合,实现更加强大的应用。即满足了客户实现高密度异构加速计算的需求,又满足了客户兼容OpenVPX规范平台的实现。

为了方便客户二次开发,我们支持OpenCL开发并提供高性能数学加速库加大量的IP,可以方便的快速搭建各种应用。


SC-VPX加速系统组成

SC-VPX加速系统由6U VPX机箱、主控管理板卡和业务处理卡三部分组成。该系统包含一个主控管理卡槽位,5个业务处理卡槽位。主控管理卡完成整个系统的管理工作,它通过PCIe接口和业务处理卡之间进行数据通信,通过1GE接口和业务处理卡之间进行管理数据通信;业务处理卡完成核心业务的处理工作(比如雷达数字信号处理算法),业务处理卡通过背板连接器向背板提供16路10.3125Gbps高速通道用于业务处理卡之间数据通信,5个业务处理卡之间实现4X10.3125Gbps的全互联(Mesh网络)的数据通信。

SC-VPX

6U VPX机箱主控管理卡业务处理板卡


SC-VPX加速系统规格


1.业务处理卡规格

SC-VPX

1.6U VPX符合VITA46.0规范,兼容OpenVPX 标准

2.采用IntelStratix10GX2800器件,集成2753KLE和9.2TFLOPS单精度硬浮点处理能力,18.4T MAC处理能力

3.支持4个DDR4控制器,内存容量32GB,访问带宽86.4GB/s

4.前面板支持4路17.5Gbps光口,可以定义为1GE/10GE/SRIO等接口

5.背板P1/P2支持16*10.3125Gbps互联,可以定义为10GE/SRIO/PCIe等接口

6.支持OpenCL开发,提供OpenCL开发BSP库

7.板载X86处理器XEON D作为主控,和FPGA之间采用PCIe*8Lane(Gen3)互联

8.典型功耗150W

2.主控管理卡规格

1.6U VPX符合VITA46.0规范,兼容OpenVPX 标准

2.Intel®Core™i7-3555LE处理器,2.5GHz,双核四线程

3.Intel®QM77芯片组,AMIUEFIBIOS

4.2个SO-DIMM内存插槽,16GB DDR3-1600内存

5.集成显卡,共享系统内存,支持最大2048×1536@75Hz

6.支持2个板载MSATA硬盘安装槽位(SATAII),1T固态硬盘

7.前面板接口:2个USB,1个千兆以太网接口(RJ45),1个VGA,1个复位按键

8.到背板接口:8个×4 PCIe(Gen2,可配置成4个×8或8个×4),5路1000BASE-T接口,8路GPIO,2路串口,5路USB接口

9.支持Windows7、Linux操作系统

3.VPX机箱规格

SC-VPX

1.符合6U VPX标准19英寸上架机箱,采用高强度铝镁合金重型型材

2.兼容VITA 46.0和VITA 65 Open VPX规范

3.6U 6槽位,5个业务槽位,1个主控槽位

4.背板为单星全mesh网络结构,主控和5个业务槽位之间都有PCIe通道和千兆以太网通道,五个业务槽位之间支持x4的数据MESH网络

5.GTX工作速率最高支持6.25Gbps,PCIe工作速率最高支持5Gbps

6.接线端子:M4螺柱(适合大电流)

7.尺寸:483.6x297x221.45(mm)

8.散热系统:机箱前插卡区底部配一个12V可拆卸风扇盘,风扇无极调速功能

9.电源:机箱内配置一块高性能1200W模块电源

10.电压防浪涌25A/230V,过流、过压保护

11.输入电压:85~264VAC/47~63Hz

a) 业务处理卡规格


SC-VPX

6U VPX符合VITA46.0规范,兼容OpenVPX 标准

采用IntelStratix10GX2800器件,集成2753KLE和9.2TFLOPS单精度硬浮点处理能力,18.4T MAC处理能力

支持4个DDR4控制器,内存容量32GB,访问带宽86.4GB/s

前面板支持4路17.5Gbps光口,可以定义为1GE/10GE/SRIO等接口

背板P1/P2支持16*10.3125Gbps互联,可以定义为10GE/SRIO/PCIe等接口

支持OpenCL开发,提供OpenCL开发BSP库

板载X86处理器XEON D作为主控,和FPGA之间采用PCIe*8Lane(Gen3)互联

典型功耗150W


b) 主控管理卡规格

 

6U VPX符合VITA46.0规范,兼容OpenVPX 标准

Intel®Core™i7-3555LE处理器,2.5GHz,双核四线程

Intel®QM77芯片组,AMIUEFIBIOS

2个SO-DIMM内存插槽,16GB DDR3-1600内存

集成显卡,共享系统内存,支持最大2048×1536@75Hz

支持2个板载MSATA硬盘安装槽位(SATAII),1T固态硬盘

前面板接口:2个USB,1个千兆以太网接口(RJ45),1个VGA,1个复位按键

到背板接口:8个×4 PCIe(Gen2,可配置成4个×8或8个×4),5路1000BASE-T接口,8路GPIO,2路串口,5路USB接口

支持Windows7、Linux操作系统


c) VPX机箱规格

SC-VPX

符合6U VPX标准19英寸上架机箱,采用高强度铝镁合金重型型材

兼容VITA 46.0和VITA 65 Open VPX规范

6U 6槽位,5个业务槽位,1个主控槽位

背板为单星全mesh网络结构,主控和5个业务槽位之间都有PCIe通道和千兆以太网通道,五个业务槽位之间支持x4的数据MESH网络

GTX工作速率最高支持6.25Gbps,PCIe工作速率最高支持5Gbps

接线端子:M4螺柱(适合大电流)

尺寸:483.6x297x221.45(mm)

散热系统:机箱前插卡区底部配一个12V可拆卸风扇盘,风扇无极调速功能

电源:机箱内配置一块高性能1200W模块电源

电压防浪涌25A/230V,过流、过压保护

输入电压:85~264VAC/47~63Hz



SC-VPX

      SC-VPX加速系统可以应用于数字信号处理领域的雷达信号处理、雷达系统仿真、电子对抗、5G信号处理、水声信号处理等领域;高性能计算领域的电磁兼容/力学模态等仿真系统、高密度加解密系统;人工智能领域中的SAR雷达图像分类识别、高光谱图像识别等领域;

数字信号处理加速方案

SC-VPX

利用SC-VPX加速系统可以搭建整机最高可以支持46TFLOPS单精度浮点处理能力的高性能数字信号处理加速系统,借助于FPGA可编程的特性,加速云提供了高性能数学加速库FBLAS和FFT的RTL级IP,具有高性能和算法参数可配置的特点从而可以快速实现高性能。为了方便客户使用高层语言开发,加速云提供基于FPGA完整的OpenCL异构开发环境,快速实现用户自定义的信号处理加速方案。

 

MUSIC 算法目前在波达方向估计(DOA)的相关应用中,大多数是一些对实时性要求不太严格的应用,如对雷雨天气的研究,对慢速船舶的定位等.但在移动通信,电子侦察以及电子对抗等对实时性要求严格领域中受到限制,究其原因,主要是因为MUSIC算法包含非常大的计算量,现有系统的处理速度难以满足实际应用的需要。

由于整个MUSIC算法计算复杂度和灵活度都很大,同时大多的EW系统多要求浮点处理,所以国内大多采用DSP处理器,时间停留在ms量级。本方案采用Intel最新的浮点FPGA全硬件实现基于MUSIC算法的空间谱估计DOA 全部算法。相对于TI的DSP处理器,极大提升了MUSIC算法的实时性,超过10倍以上的性能改进。

本方案具有体积小,系统功耗低,性能高等优点。特别适用于弹上应用。(体积功耗受限的高性能处理应用)

SC-VPX


产品应用场景

SC-VPX

SC-VPX加速系统可以应用于数字信号处理领域的雷达信号处理、雷达系统仿真、电子对抗、5G信号处理、水声信号处理等领域;高性能计算领域的电磁兼容/力学模态等仿真系统、高密度加解密系统;人工智能领域中的SAR雷达图像分类识别、高光谱图像识别等领域;

       数字信号处理加速方案

SC-VPX

利用SC-VPX加速系统可以搭建整机最高可以支持46TFLOPS单精度浮点处理能力的高性能数字信号处理加速系统,借助于FPGA可编程的特性,加速云提供了高性能数学加速库FBLAS和FFT的RTL级IP,具有高性能和算法参数可配置的特点从而可以快速实现高性能。为了方便客户使用高层语言开发,加速云提供基于FPGA完整的OpenCL异构开发环境,快速实现用户自定义的信号处理加速方案。

1.MUSIC 算法目前在波达方向估计(DOA)的相关应用中,大多数是一些对实时性要求不太严格的应用,如对雷雨天气的研究,对慢速船舶的定位等.但在移动通信,电子侦察以及电子对抗等对实时性要求严格领域中受到限制,究其原因,主要是因为MUSIC算法包含非常大的计算量,现有系统的处理速度难以满足实际应用的需要。

2.由于整个MUSIC算法计算复杂度和灵活度都很大,同时大多的EW系统多要求浮点处理,所以国内大多采用DSP处理器,时间停留在ms量级。本方案采用Intel最新的浮点FPGA全硬件实现基于MUSIC算法的空间谱估计DOA 全部算法。相对于TI的DSP处理器,极大提升了MUSIC算法的实时性,超过10倍以上的性能改进。

3.本方案具有体积小,系统功耗低,性能高等优点。特别适用于弹上应用。(体积功耗受限的高性能处理应用)

 

SC-VPX

       性能指标

1.6U整机可以支持46TFLOPS单精度硬浮点能力

2.业务处理单板实现16K浮点FFT只需要0.5us,是TI 6678 1600倍性能

3.业务处理单板实现4路144维复数矩阵求逆只需要120us

4.业务处理单板实现4路ADBF(72*54子阵数)只需要250us

5.业务处理单板实现4路MUSIC只需要120us,是TI 6678 10倍以上性能

6.业务处理单板支持8个200维双精度线性方程求解,运算时间为400us,为X86系统100倍以上性能

7.业务处理单板可以实现400帧/S以上图像分类识别(采用YOLOV2卷积神经网络模型,int8)

 


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