CN108008801A - 一种fpga加速卡辅助电源的供电控制方法、装置及介质 - Google Patents

一种fpga加速卡辅助电源的供电控制方法、装置及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法、装置及介质，该方法的步骤包括：建立辅助电源接口与FPGA间的第一供电通路以及辅助电源接口与预设元器件间的第二供电通路；获取当前FPGA的运行功耗，并以预设的控制标准作为依据获取符合运行功耗的电源组状态；依照电源组状态控制电源组中各电源的通断，以利用辅助电源接口对FPGA进行供电；判断主电源接口对预设元器件的供电状态是否为预设状态；如果是，则利用辅助电源接口对预设元器件进行供电。本方法相对合理的且灵活的使用辅助电源，保证各元器件的安全工作以及整体的工作效率。此外，本发明还提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置及介质，有益效果如上所述。

Description

一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法、装置及介质
技术领域
本发明涉及FPGA开发领域，特别是涉及一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法、装置及介质。
背景技术
FPGA芯片对于包括人工神经网络在内的特定运算，能够实现很高的运算性能，其性能在同等功耗下通常高于CPU或GPU等通用处理器，因此常被作为协助处理器实现以达到加速运算的效果。FPGA通常需要与主处理器配合实现功能，物理上通常以具有PCIE接口的板卡的形式存在，称其为FPGA加速卡。
基于PCIE协议的规格限定，PFGA加速卡的电源系统设计需要遵循PCIE协议的限定，根据不同的接口组合供电，插槽部分可提供的最大功率为75W，但是对于中高端的FPGA加速卡来说，75W的供电功率不足以支持其正常工作，进而需要根据具体情况而增加PCIE接口的辅助电源，由于辅助电源的供电功率较大，但是FPGA加速卡中的FPGA元器件以及其它工作元器件在工作时，对电源供电功率的需求根据实际工作情况而时刻变化，因此当前对于辅助电源的使用缺乏灵活性，并且效率相对较低，同时不合理的使用供电功率较高的辅助电源也会给FPGA加速卡中各元器件带来安全上的隐患。
由此可见，提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法，以相对合理的且灵活的使用辅助电源，保证FPGA加速卡中各元器件的安全工作以及整体的工作效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法、装置及介质，相对合理的且灵活的使用辅助电源，保证FPGA加速卡中各元器件的安全工作以及整体的工作效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法，包括：
建立辅助电源接口与FPGA间的第一供电通路以及辅助电源接口与预设元器件间的第二供电通路；其中，在第一供电通路中包括有电源组，电源组由并联的N个电源组成，且各电源的通断可控；其中，N为大于1的正整数；
获取当前FPGA的运行功耗，并以预设的控制标准作为依据获取符合运行功耗的电源组状态；
依照电源组状态控制电源组中各电源的通断，以利用辅助电源接口对FPGA进行供电；
判断主电源接口对预设元器件的供电状态是否为预设状态；
如果是，则利用辅助电源接口对预设元器件进行供电。
优选的，预设元器件具体包括电路风扇以及线性稳压器。
优选的，预设元器件为电路风扇时，该方法进一步包括：
获取FPGA的工作温度，并根据预设的风扇控制标准获取工作温度下对应的标准转速，并控制电路风扇的转速达到标准转速。
优选的，预设状态具体为：
主电源接口对预设元器件的供电不足。
优选的，预设状态具体为：
主电源接口对预设元器件的供电负载大于规定阈值。
优选的，获取当前FPGA的运行功耗具体为：
通过MCU获取运行功耗。
优选的，各电源的型号相同。
此外，本发明还提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置，包括：
通路建立模块，用于建立辅助电源接口与FPGA间的第一供电通路以及辅助电源接口与预设元器件间的第二供电通路；
状态获取模块，用于获取当前FPGA的运行功耗，并以预设的控制标准作为依据获取符合运行功耗的电源组状态；
第一供电模块，用于依照电源组状态控制电源组中各电源的通断，以利用辅助电源接口对FPGA进行供电；
判断模块，用于判断主电源接口对预设元器件的供电状态是否为预设状态，如果是，则执行第二供电模块；
第二供电模块，用于利用辅助电源接口对预设元器件进行供电。
此外，本发明还提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现如上述的FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法的步骤。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法的步骤。
本发明所提供的FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法，在使用辅助电源接口后，通过建立与FPGA的第一供电通路以及与预设元器件间的第二供电通路，实现了通过辅助电源接口进行多方面供电的效果。此外，第一供电通路中包括有电源组，电源组可以根据其中并联的各电源的通断而控制通电功率，进而可以以预设的控制标准作为依据获取符合当前FPGA的运行功耗的电源组状态，进而根据电源组状态控制电源组中各电源线路的通断，以保证通过该多路电源通路的电流功率在满足FPGA当前工作需求的前提下，辅助电源接口提供的其余供电功率也可以灵活的供给到其它的预设元器件，因此提高了电源系统的灵活性以及电力资源的使用效率，相对减少对电力资源的浪费。另外，本方法在通过辅助电源接口给预设元器件通电前，需要先判断主电源接口对于预设元器件供电时是否满足预定的预设状态，当满足预设状态时，辅助电源接口才会为其供电，因此更进一步的提高了供电的灵活性。此外，本发明还提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置及介质，有益效果如上所述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法，相对合理的且灵活的使用辅助电源，保证FPGA加速卡中各元器件的安全工作以及整体的工作效率。本发明的另一核心是提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置及介质。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
图1为本发明实施例提供的一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法的流程图。请参考图1，FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法的具体步骤包括：
步骤S10：建立辅助电源接口与FPGA间的第一供电通路以及辅助电源接口与预设元器件间的第二供电通路。
其中，在第一供电通路中包括有电源组，电源组由并联的N个电源组成，且各电源的通断可控；其中，N为大于1的正整数。
需要说明的是，辅助电源接口是当FPGA加速卡所需要的功耗无法由主电源接口满足时而启动的供电接口，以保证FPGA加速卡的正常工作。本步骤中，建立辅助电源接口与FPGA间的第一供电通路以及辅助电源接口与预设元器件间的第二供电通路的目的是在后续步骤中有条件的通过辅助电源接口为FPGA以及预设元器件进行供电。另外，需要说明的是，第一供电通路所包括的电源组中包括有相互并联的电源，即每一个电源的输入端之间相连，每一个电源的输出端之间相连，并且可以控制每一个电源的通断，电池组中电池的连通数量越多的情况下，其所能提供的功率越大。
步骤S11：获取当前FPGA的运行功耗，并以预设的控制标准作为依据获取符合运行功耗的电源组状态。
由于FPGA进行运算的强度越大其所需要的工作功效就相对越高，并且其功耗在实际工作中实时变化，因此在本步骤中，获取当前FPGA的运行功耗的目的是，根据预设的控制标准确定合理的电源组状态，即电源组中各电源的通断状态，进而能够通过进行电源组中电源合理的通断以控制电源组所提供的功耗符合FPGA当前正常工作所需要的功耗，既能够达到灵活供电的效果，也能够保证FPGA处于合理且稳定的工作状态，以保证FPGA的工作安全。
步骤S12：依照电源组状态控制电源组中各电源的通断，以利用辅助电源接口对FPGA进行供电。
可以理解的是，本步骤通过根据在当前情况下合理的电源组状态控制电源组中各电源的通断，以使电源组所提供的功耗满足FPGA当前工作所需的功耗，进而通过辅助电源接口向电源组通电，进而向FPGA进行供电。
步骤S13：判断主电源接口对预设元器件的供电状态是否为预设状态，如果是，则执行步骤S14。
步骤S14：利用辅助电源接口对预设元器件进行供电。
需要说明的是，判断主电源接口对预设元器件的供电状态是否为预设状态的目的是用于判定是否需要辅助电源介入，以辅助主电源接口对元器件进行供电。由于是有条件的通过辅助电源接口对元器件进行辅助供电的，因此相比于直接通过辅助接口对元器件供电，本方法能够最大程度的防止功耗过大而造成元器件的损坏，进而保证元器件的安全。
本发明所提供的FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法，在使用辅助电源接口后，通过建立与FPGA的第一供电通路以及与预设元器件间的第二供电通路，实现了通过辅助电源接口进行多方面供电的效果。此外，第一供电通路中包括有电源组，电源组可以根据其中并联的各电源的通断而控制通电功率，进而可以以预设的控制标准作为依据获取符合当前FPGA的运行功耗的电源组状态，进而根据电源组状态控制电源组中各电源线路的通断，以保证通过该多路电源通路的电流功率在满足FPGA当前工作需求的前提下，辅助电源接口提供的其余供电功率也可以灵活的供给到其它的预设元器件，因此提高了电源系统的灵活性以及电力资源的使用效率，相对减少对电力资源的浪费。另外，本方法在通过辅助电源接口给预设元器件通电前，需要先判断主电源接口对于预设元器件供电时是否满足预定的预设状态，当满足预设状态时，辅助电源接口才会为其供电，因此更进一步的提高了供电的灵活性。
实施例二
在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，预设元器件具体包括电路风扇以及线性稳压器。
需要说明的是，电路风扇通常用于对包括FPGA在内的元器件进行降温，以相对降低其在高温下所额外消耗的功耗。线性稳压器通常用于给某些功率较小的元器件供电，可以通过连接某些逻辑元器件并对于逻辑元器件进行供电以执行该逻辑元器件的既定控制逻辑。
本实施方式提供一种应用场景，通过线性稳压器LDO连接ES1030逻辑芯片，ES1030逻辑芯片用于控制FPGA的中计算单元的上电及下电顺序，进而通过线性稳压器LDO对ES1030逻辑芯片进行供电以保证FPGA的正常工作，此外，还可以加入TL331芯片作为上电或下电前，用于判断是否满足预设条件的比较器。此应用场景只是众多应用场景中的某一场景，不作为具体限定。
此外，作为一种优选的实施方式，预设元器件为电路风扇时，该方法进一步包括：
获取FPGA的工作温度，并根据预设的风扇控制标准获取工作温度下对应的标准转速，并控制电路风扇的转速达到标准转速。
需要说明的是，由于FPGA的工作温度直接影响其实际的功耗，因此在FPGA处于一定的工作温度时，需要通过电路风扇对其进行降温。因此在本步骤中获取FPGA的工作温度的目的是在风扇控制标准中找到符合该工作温度的电路风扇转速，即标准转速，该转速能够在某一工作温度下相对较大程度的降低FPGA的实际功耗。例如，当板卡的温度小于55℃，FPGA的温度小于65℃时，保持电路风扇的转速在满转的50％，当FPGA的温度每增加1℃，电路风扇的转速就增加2.5％，进而当FPGA的温度大于85℃时，电路风扇就会全速转动，进而随着FPGA的温度的降低，电路风扇的转速也会随之降低，当FPGA的温度小于45℃时电路风扇将被关闭。用户可以根据实际情况，基于上述对于电路风扇的控制逻辑进行相应修改，在此不做具体限定。
此外，作为一种优选的实施方式，预设状态具体为：
主电源接口对预设元器件的供电不足。
可以理解的是，当主电源接口对预设元器件的供电不足时，需要辅助电源接口的介入，对预设元器件进行额外供电以保证预设元器件的正常工作。需要说明的是，主电源接口与辅助电源接口之间可以通过电源冗余电路的形式进行连接，电源冗余电路的本质可以为具有反向输入保护的二极管控制器，进而当主电源接口对预设元器件的供电状态满足预设状态时，电源冗余电路被导通，进而辅助电源接口所提供的功耗经由电源冗余电路提供给预设元器件。
此外，作为一种优选的实施方式，预设状态具体为：
主电源接口对预设元器件的供电负载大于规定阈值。
需要说明的是，此种实施方式是为了相对降低主电源接口的负载，进而相对均衡的分配供电功耗。例如当检测到主电源接口的供电负载达到满载的90％，而辅助电源接口的负载不超过满载的90％时，则通过辅助电源接口为预设元件供电以降低主电源接口的供电负载，进而保证供电均衡。上述只是为了说明该实施方式而进行的举例说明，在此不做具体限定。
此外，作为一种优选的实施方式，获取当前FPGA的运行功耗具体为：
通过MCU获取运行功耗。
需要说明的是，MCU又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器等周边接口，整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。MCU能按照预设的监控逻辑对板卡的电源系统进行相应控制，并且MCU能够更加适合在集成的环境下工作。
此外，作为一种优选的实施方式，各电源的型号相同。
需要说明的是，各电源的型号都相同是为了确保电源之间具有较高的兼容性，以保证电源组的正常工作。此外，为了提高电源组供电功耗的精确程度，所选用的各电源的额定供电功耗应尽可能小，进而在对单一电源进行通断时，电源组的供电功耗相对变化较小。
实施例三
在上文中对于一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置，由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
图2为本发明实施例提供的一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置结构图。如图2所示，本发明实施例提供的一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置，包括：
通路建立模块10，用于建立辅助电源接口与FPGA间的第一供电通路以及辅助电源接口与预设元器件间的第二供电通路。
状态获取模块11，用于获取当前FPGA的运行功耗，并以预设的控制标准作为依据获取符合运行功耗的电源组状态。
第一供电模块12，用于依照电源组状态控制电源组中各电源的通断，以利用辅助电源接口对FPGA进行供电。
判断模块13，用于判断主电源接口对预设元器件的供电状态是否为预设状态，如果是，则执行第二供电模块14。
第二供电模块14，用于利用辅助电源接口对预设元器件进行供电。
本发明所提供的FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置，在使用辅助电源接口后，通过建立与FPGA的第一供电通路以及与预设元器件间的第二供电通路，实现了通过辅助电源接口进行多方面供电的效果。此外，第一供电通路中包括有电源组，电源组可以根据其中并联的各电源的通断而控制通电功率，进而可以以预设的控制标准作为依据获取符合当前FPGA的运行功耗的电源组状态，进而根据电源组状态控制电源组中各电源线路的通断，以保证通过该多路电源通路的电流功率在满足FPGA当前工作需求的前提下，辅助电源接口提供的其余供电功率也可以灵活的供给到其它的预设元器件，因此提高了电源系统的灵活性以及电力资源的使用效率，相对减少对电力资源的浪费。另外，本装置在通过辅助电源接口给预设元器件通电前，需要先判断主电源接口对于预设元器件供电时是否满足预定的预设状态，当满足预设状态时，辅助电源接口才会为其供电，因此更进一步的提高了供电的灵活性。
实施例四
本发明还提供一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现如上述的FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法的步骤。
本发明所提供的FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置，在使用辅助电源接口后，通过建立与FPGA的第一供电通路以及与预设元器件间的第二供电通路，实现了通过辅助电源接口进行多方面供电的效果。此外，第一供电通路中包括有电源组，电源组可以根据其中并联的各电源的通断而控制通电功率，进而可以以预设的控制标准作为依据获取符合当前FPGA的运行功耗的电源组状态，进而根据电源组状态控制电源组中各电源线路的通断，以保证通过该多路电源通路的电流功率在满足FPGA当前工作需求的前提下，辅助电源接口提供的其余供电功率也可以灵活的供给到其它的预设元器件，因此提高了电源系统的灵活性以及电力资源的使用效率，相对减少对电力资源的浪费。另外，本装置在通过辅助电源接口给预设元器件通电前，需要先判断主电源接口对于预设元器件供电时是否满足预定的预设状态，当满足预设状态时，辅助电源接口才会为其供电，因此更进一步的提高了供电的灵活性。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述的FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法的步骤。
本发明所提供的FPGA加速卡辅助电源的供电控制的计算机可读存储介质，在使用辅助电源接口后，通过建立与FPGA的第一供电通路以及与预设元器件间的第二供电通路，实现了通过辅助电源接口进行多方面供电的效果。此外，第一供电通路中包括有电源组，电源组可以根据其中并联的各电源的通断而控制通电功率，进而可以以预设的控制标准作为依据获取符合当前FPGA的运行功耗的电源组状态，进而根据电源组状态控制电源组中各电源线路的通断，以保证通过该多路电源通路的电流功率在满足FPGA当前工作需求的前提下，辅助电源接口提供的其余供电功率也可以灵活的供给到其它的预设元器件，因此提高了电源系统的灵活性以及电力资源的使用效率，相对减少对电力资源的浪费。另外，本计算机可读存储介质在通过辅助电源接口给预设元器件通电前，需要先判断主电源接口对于预设元器件供电时是否满足预定的预设状态，当满足预设状态时，辅助电源接口才会为其供电，因此更进一步的提高了供电的灵活性。
以上对本发明所提供的一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法、装置及介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法，其特征在于，包括：
建立辅助电源接口与FPGA间的第一供电通路以及所述辅助电源接口与预设元器件间的第二供电通路；其中，在所述第一供电通路中包括有电源组，所述电源组由并联的N个电源组成，且各所述电源的通断可控；其中，N为大于1的正整数；
获取当前FPGA的运行功耗，并以预设的控制标准作为依据获取符合所述运行功耗的电源组状态；
依照所述电源组状态控制所述电源组中各所述电源的通断，以利用所述辅助电源接口对所述FPGA进行供电；
判断主电源接口对预设元器件的供电状态是否为预设状态；
如果是，则利用所述辅助电源接口对所述预设元器件进行供电。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设元器件具体包括电路风扇以及线性稳压器。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设元器件为电路风扇时，该方法进一步包括：
获取所述FPGA的工作温度，并根据预设的风扇控制标准获取所述工作温度下对应的标准转速，并控制所述电路风扇的转速达到所述标准转速。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设状态具体为：
所述主电源接口对所述预设元器件的供电不足。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设状态具体为：
所述主电源接口对所述预设元器件的供电负载大于规定阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取当前FPGA的运行功耗具体为：
通过MCU获取所述运行功耗。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的方法，其特征在于，各所述电源的型号相同。
8.一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置，其特征在于，包括：
通路建立模块，用于建立辅助电源接口与FPGA间的第一供电通路以及所述辅助电源接口与预设元器件间的第二供电通路；
状态获取模块，用于获取当前FPGA的运行功耗，并以预设的控制标准作为依据获取符合所述运行功耗的电源组状态；
第一供电模块，用于依照所述电源组状态控制所述电源组中各所述电源的通断，以利用所述辅助电源接口对所述FPGA进行供电；
判断模块，用于判断主电源接口对预设元器件的供电状态是否为预设状态，如果是，则执行第二供电模块；
所述第二供电模块，用于利用所述辅助电源接口对所述预设元器件进行供电。
9.一种FPGA加速卡辅助电源的供电控制装置，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的FPGA加速卡辅助电源的供电控制方法的步骤。
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