基于FPGA的应用系统集成

应用广泛的FPGA芯片板卡

支持各种接口、协议，提供超高速并行化数据处理能力，作为加速数据处理的重要组件，FPGA已经开始了它在数据中心领域的广泛使用。除了像边缘数据采集传输、处理之外，FPGA也逐渐开始进入其他类型和规模的数据中心，并在大数据处理、AI、网络功能加速等领域扮演者重要的角色。

基于FPGA的应用系统集成

在这些基于大数据浪潮的全新应用中，FPGA厂商也在不断的探索和尝试新的FPGA推广方法。他们的最终目的非常简单，就是让更多的用户使用自己的FPGA产品。但在这个过程中，我们可以发现一个重要的发展趋势，那就是FPGA厂商正在逐渐的从单纯的芯片提供商，转变为系统级解决方案提供商。

回首过去，在传统的FPGA业务模型里，FPGA厂商通常只负责卖给客户两样东西：一个是FPGA芯片，另外一个是FPGA的开发工具。两件东西一旦售出，客户开发何种应用就与厂商无关。虽然厂商也会提供详尽的技术支持，但主要的开发过程往往还是由客户完成。

如今，FPGA厂商更倾向于提供给客户一个完整的系统级解决方案。两大FPGA厂商英特尔和赛灵思目前纷纷推出的各类FPGA加速卡，就是这个趋势的典型代表。

总体而言，FPGA厂商在硬件层面已经不单单提供芯片级的产品，而是进一步提供板卡级的产品组合。与开发板不同，FPGA加速卡是针对特定领域和应用的专业板卡，通常以PCIe扩展卡的方式进行部署。板卡上设计有丰富的高速I/O接口与存储资源，但往往不会配备太多开发板上常见的调试功能与资源，例如通用I/O等。

在软件层面，FPGA厂商除了提供传统的开发套件之外，现在还会提供与FPGA加速卡配套的驱动、各类软件库、编程接口（API），甚至还有下文会提到的完整的软件开发栈以及软硬件参考设计。

通过提供这些完整的开发环境，大大简化了FPGA的开发难度，使得软件开发人员也能在短时间内完成算法模型的FPGA实现。FPGA厂商的主要目的，是在不断提供原厂软硬件解决方案的同时，也在不断吸收第三方的IP与应用，从而构建一个完整的FPGA生态系统。

虹科FPGA加速卡

除了FPGA原厂的加速卡方案之外，很多第三方厂家，比如华为、浪潮和Mellanox等，也相继推出了各自的FPGA加速卡产品。这些第三方加速卡虽然采用的都是英特尔或赛灵思的FPGA芯片，但都针对各自的细分领域做了优化设计，以适应目标应用的需要。

虹科FPGA加速卡是一系列基于Intel强大的Arria 10/Stratix 10 FPGA的灵活、高性能、低功耗的FPGA平台。平衡了高性能和灵活性，以满足高要求和多功能的HPC需求。

拥有全双工收发器和庞大的内存资源，提供了巨大的I/O吞吐量以及强大的板载处理和数据管理能力，是低延迟、高性能HPC、存储、网络和高端成像应用的理想选择。

此外，虹科FPGA加速卡还承载着8通道PCI-e Gen.3桥接器，实现了主机CPU和FPGA加速器之间的强协同处理。对于紧密耦合的FPGA和CPU处理，虹科提供Proc10A SoC系列，其嵌入式ARM处理器基于Arria 10 SoC FPGA。

虹科加速卡由OpenCL、HLS和Gidel的创新开发工具支持，可以实现基于C和HDL设计的高生产率。
编辑：lyn