4.2.1. High Bandwidth Memory (HBM2) Interface Intel FPGA...

High Bandwidth Memory (HBM2) Interface Intel® FPGA IPユーザーガイド

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ID 683189

日付 10/05/2020

バージョン 20.3-19.6.0

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4.2.1. High Bandwidth Memory (HBM2) Interface Intel FPGA IPのGeneralパラメーター

Generalタブでは、実装するチャネルおよびメモリーとファブリック・コアのクロック周波数の選択ができます。

図 7. Generalタブ

表 4. GeneralタブのFPGA欄
表示名	説明
Speed Grade	FPGAデバイスのスピードグレードのほか、エンジニアリング・サンプル (ES) と量産デバイスのどちらかが表示されます。この値は、View > Device Familyで選択したデバイスに基づいて自動的に決定されます。デバイスを指定しない場合は、システムによって、スピードグレードが最速の量産デバイスを仮定します。IP生成中は、常に正しいターゲットデバイスを指定してください。正しいデバイスを指定しないと、生成されたIPがハードウェアで機能しない場合があります。インテル® Stratix® 10 FPGAのスピードグレードを指定します。
HBM2 Location	インテル® Stratix® 10 FPGA内のHBM2インターフェイスの位置を決定します。FPGAによって提供されるHBM2インターフェイスは、FPGAコアの上部と下部にあります。
HBM2 Device Type	HBMデバイスタイプです。4GB/4Hは、合計デバイス集積度が4GBで4段StackのHBM2デバイスを指します。8GB8Hは、合計HBM2デバイス集積度が8GBで8段StackのHBM2デバイスを指します。

表 5. GeneralタブのHBM2 Interface欄
表示名	説明
Channel 0 and 1 Interface Settings (HBM2 Channels 2と3、4と5、6と7に適用)
Enable Channel 0 interface	High Bandwidth MemoryコントローラーをUniversal Interface Blockのチャネル0に追加します。各コントローラーでは、HBM疑似チャネル2つを処理します。実装するHBM2メモリーチャネルを選択します。各HBM2チャネルは、64ビットPseudo Channelを2つ使用して、HBM2デバイスへの128ビット・インターフェイスをサポートします。HBM2コントローラーへのユーザー・インターフェイスでは、AXI4プロトコルを使用します。各コントローラーには、Pseudo Channelごとに1つのAXI4インターフェイス、またはチャネルごとに2つのAXI4インターフェイスがあります。
Enable Channel 1 interface	High Bandwidth MemoryコントローラーをUniversal Interface Blockのチャネル1に追加します。各コントローラーでは、HBM疑似チャネル2つを処理します。実装するHBM2メモリーチャネルを選択します。各HBM2チャネルは、64ビットPseudo Channelを2つ使用して、HBM2デバイスへの128ビット・インターフェイスをサポートします。HBM2コントローラーへのユーザーインターフェイスでは、AXI4プロトコルを使用します。各コントローラーには、Pseudo Channelごとに1つのAXI4インターフェイス、またはチャネルごとに2つのAXI4インターフェイスがあります。
Interface Protocol	インターフェイス・プロトコルは、チャネルのペア (0と1、2と3、4と5、6と7) ごとに選択できます。次のプロトコルがサポートされています。 AXI – AXIユーザー・インターフェイスを各Pseudo Channelに提供します。 AVMM – Avalon® メモリーマップド・ユーザー・インターフェイスを各Pseudo Channelに提供します。
Enable AXI Switch for channel 0 and 1	ソフトAXIスイッチロジックを追加して、各AXIマスターがHBM2 DRAMのChannel0および1のメモリー空間全体にアクセスできるようにします。ソフトAXIスイッチが使用できるのは、AXIインターフェイス・プロトコルを選択した場合のみです。AXIスイッチの使用についての情報は、ソフトAXIスイッチを参照してください。注: 対応する4x4 AXIスイッチにアクセスするには、2つのHBM2チャネルをイネーブルする必要があります。
Master	アービトレーション・スキームの選択をイネーブルして、各AXIマスターに効率的なメモリーアクセスを提供します。
Transaction Count	アクセスが提供されたときにマスターで発行する予定の合計トランザクション数を提供します。各トランザクションの数は、単一のBL4または疑似BL8トランザクションを参照します。合計トランザクション数に含まれるのは、アクセスが提供されたときにマスターで発行する予定のすべてのPseudo Channelに対するトランザクション数です。デフォルト値は0です。HBM2 IPは、最大65535のトランザクションをサポートできます。トランザクション数が多いと、ファブリックのパフォーマンスが低下する可能性があることに注意してください。トランザクション数については、HBM2 IPカタログでのAXIスイッチの選択を参照してください。
Honor	他のマスターよりも高いプライオリティーを必要とするマスターを選択します。選択できるマスターは1つだけです。マスターを選択しない場合、すべてのマスターが同じプライオリティーを受け取り、ラウンド・ロビン・アービトレーションが実行されます。

表 6. GeneralタブのAXI Interface欄
表示名	説明
Allow backpressure of AXI read data and write response channels	FIFOをソフトロジックでインスタンス化して、AXIインターフェイス上の読み出しデータと書き込み応答をバッファー処理します。これが必要なのは、RREADY/BREADY信号がデアサートされた場合です。このオプションをディスエーブルすると、レイテンシーを短縮できます。ただし、RREADY/BREADYをインターフェイスのバックプレッシャーに使用していない場合のみです。バックプレッシャー機能が使用できるのは、AXIアンダーインターフェイス・フローでのみです。 Avalon®メモリーマップド・インターフェイス・フローでは使用できません。
Backpressure latency (clock cycles)	0から2までの値を選択します (0がデフォルトです)。ユーザー・インターフェイスがコントローラーのREADY信号(AXI Write Address / Read Address / Write Data) に反応する時間を確保します。また、レイテンシーを増やさずにAXIユーザー・インターフェイスとHBM2 IP間のタイミングを向上させるためにも使用できます。
Automatically instantiate backpressure registers within the HBM2 IP	このオプションは、インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェア・バージョン20.3以降で使用可能です。このオプションを使用すると、HBM2 IPにより、IP内でバックプレッシャー・レジスターを配置したり、レジスターを必要に応じて手動で配置したりできます。デザイン例では、バックプレッシャー・レジスターをHBM2 IP内に配置します。この機能の使用方法については、ユーザーロジックからHBM2 Controller AXI Interfaceへのタイミングの改善を参照してください。注: インテル® Quartus® Prime開発ソフトウェア・バージョン19.4から20.2では、バックプレッシャー・レジスターは、HBM2 IP内で内部生成されていました。19.4より前のリリースでは、バックプレッシャー・レジスターは、必要に応じて手動で実装することが必要でした。
Threshold temperature for AXI throttling	このパラメーターでは、HBM2スタックの温度を摂氏で定義します。それを超えると、HBM2コントローラーによりAXIインターフェイス・トランザクションのスロットリングが行われます。温度設定は、すべてのAXI4インターフェイスに適用されます。ただし、この機能を各HBM2コントローラーの対応するコントローラー・タブでイネーブルしてください。スロットリングをイネーブルすると、HBM2コントローラーによってDRAMチャネルのトラフィック量が減らされます。
AXI throttling ratio	AXIインターフェイス・スロットルが温度に基づいてイネーブルされている場合、このパラメーターでは、スロットル率をパーセンテージで定義します (0 =スロットリングなし、100 = フル・スロットリング)。スロットリングのイネーブルまたはディスエーブルは、個々のコントローラー・タブでできます。

表 7. GeneralタブのReset欄
表示名	説明
Enable reset debounce	イネーブルすると、リセット・デバウンス・ロジックが `wmcrst_n_in` 信号に追加されます。
Debounce period	デバウンス期間をミリ秒単位で設定します。最小期間は20ミリ秒です。

表 8. GeneralタブのClocks欄
表示名	説明
Memory clock frequency	メモリークロックの周波数 (MHz) です。HBM2インターフェイスのクロック周波数を指定します。サポートされる最大HBM2クロック周波数は、FPGAデバイスのスピードグレードによって異なります。 -1 Speed grade : 1 GHz -2 Speed grade : 800 MHz -3 Speed grade : 600 MHz
Use recommended PLL reference clock frequency	チェックを付けると、PLLリファレンス・クロック周波数が自動計算されて、最良のパフォーマンスが得られるようになります。チェックを外すのは、独自のPLLリファレンス・クロック周波数を指定する場合です。PLLリファレンス・クロック周波数を自動計算して、最良のパフォーマンスが得られるようになります。このパラメーターをディスエーブルするのは、別のPLLリファレンス・クロック周波数を選択する場合です。
PLL reference clock frequency	PLLリファレンス・クロック周波数です。これは、ユニバーサル・インターフェイス・バス (UIB) PLLリファレンス・クロックです。この周波数のクロックをメモリー・インターフェイスのPLLリファレンス・クロック入力に供給してください。このパラメーターをイネーブルするのは、Use recommended PLL reference clock frequencyをディスエーブルして、PLLリファレンス・クロック周波数を指定する場合のみです。可能な限り高速のPLLリファレンス・クロック周波数を使用することで、最良のジッター性能が実現できます。
Core clock frequency	ユーザーAXI4インターフェイスの周波数 (MHz) です。このクロックの提供元は、I/O PLL (HBM2 IPによってインスタンス化されていないもの) でなければなりません。コアI/O PLLを駆動するリファレンス・クロックを提供するオシレーターは、ボード上のUIB PLLリファレンス・クロックを特定のHBM2インターフェイスに対して供給するオシレーターと同じである必要があります。これは、最大限のパフォーマンスを実現するためです。サポートされる最大コア周波数は、デバイスのスピードグレードとFPGA内のコア・インターフェイス・クロックのタイミング・クロージャーによって異なります。コアクロックの最小周波数は、HBM2インターフェイス周波数の4分の1です。
Use recommended example design core clock PLL reference clock frequency	PLLリファレンス・クロック周波数が自動計算され、最良のパフォーマンスが得られるようになります。チェックを外すのは、独自のPLLリファレンス・クロック周波数を指定する場合です。デザイン例のコア・クロックPLLリファレンス・クロック周波数を自動計算して、最良のパフォーマンスが得られるようになります。このパラメーターをディスエーブルするのは、別のPLLリファレンス・クロック周波数を選択する場合です。
Reference clock frequency for example design core clock PLL	PLLリファレンス・クロック周波数 (MHz) です。コアクロックを供給するPLL向けです。このパラメーターは、デザイン例のPLLでのみ使用されます。外部から提供されるリファレンス・クロック周波数をコアクロックPLLに対して指定します。