[实用新型]FPGA的单板结构

说明书

本实用新型实施例提供一种FPGA的单板结构，包括：两个沿所述单板结构的X方向排列布局的FPGA芯片和设置在单板边缘的PCIe金手指结构；所述PCIe金手指结构所在的局部单板厚度满足标准PCIe的插卡厚度。本实用新型实施例的方案，能够实现双FPGA的加速卡的单板结构方案，同时在PCIe接口局部满足PCIe CEM中规定的板厚，从而可以将单板插在标准的PCIe插槽中。

技术领域

本申请涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种FPGA的单板结构。

背景技术

现有技术中，主流的现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)加速卡方案主要采用单FPGA设计方案，虽然可以实现快速部署，但不同供应商的产品方案同质化严重，灵活性，性能都有待提高。基于此，双FPGA加速卡方案逐步成为业界关注的焦点。

PCIe CEM(主板和插卡的规范)中规定的单板的印制电路板(Printed CircuitBoard，PCB)厚度仅1.57MM，对于双FPGA加速卡方案，由于走线层数要求较多，导致单板PCB层叠厚度要大于1.57MM。另外，由于标准PCIe插卡尺寸上的限制，单板PCB在Y方向上的最大尺寸被限定在98.4MM(除金手指连接器部分)，X方向上的最大尺寸被限定在 312MM，单板的主要芯片(2个FPGA)只能沿单板X方向排列或通过扣板的方式实现。

如果沿单板X方向排列将双FPGA加速卡设计为一块单板，此种方案的最大好处是有利于单板散热设计，同时后端只维护一块单板较为简单。但是，此种单板PCB布局方案有一个较大的问题那就是FPGA2的到左侧光口附近的高速串行器(Serializer-Deserializer，SerDes)布线由于被FPGA1模块阻挡，需要较多的布线层，总体板厚也比较厚(3.45MM)。但PCIe CEM中规定PCIe插卡的标准板厚只有1.57MM，不能突破。单板设计现实需求和PCIe的相关规范产生了不可调和的矛盾。

如果通过扣板的方式实现双FPGA加速卡设计(如图1所示)，需设计两块单板(实线器件在底板上、实线器件在扣板上)，其中一块单板承载约50％的业务量，两块单板通过Mezzanine Connector连接器对扣。此种方案的好处在于每块单板设计简单，但是由于单板功耗较大，需要占据两个PCIe槽位，以用于硬件散热，且后端要维护两块单板对人力、质量保障等环节挑战均比较大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种FPGA的单板结构，能够实现双FPGA的加速卡的单板结构方案，同时在PCIe接口局部满足PCIe CEM中规定的板厚，从而可以将单板插在标准的PCIe插槽中。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种FPGA的单板结构，包括：两个沿所述单板结构的X方向排列布局的FPGA芯片和设置在单板边缘的PCIe金手指结构；所述PCIe金手指结构所在的局部单板厚度满足标准PCIe的插卡厚度。

如上所述的FPGA的单板结构中，所述单板结构包括上子板和下子板；所述上子板上设置所述两个FPGA芯片；所述下子板的边缘设置所述PCIe金手指结构，且所述PCIe金手指结构所在的局部下子板区域的正上方无所述上子板与其正对，所述上子板与所述下子板通过层压形成所述单板结构。

如上所述的FPGA的单板结构中，所述上子板和所述下子板分别包含13层布线层，且所述上子板和所述下子板的各布线层之间通过机械盲孔实现电气连通。

如上所述的FPGA的单板结构中，所述上子板和所述下子板的厚度分别与标准PCB单板厚度一致。

如上所述的FPGA的单板结构中，布局在所述上子板的器件的高度小于标准的双槽PCIe的器件高度减去标准单板厚度的差值。

如上所述的FPGA的单板结构中，所述单板结构的整体厚度为 3.45MM，所述PCIe金手指结构所在的局部单板厚度为1.57MM。