飞腾平台FPGA加速卡引入测试方法及系统

技术领域

本发明涉及FPGA测试领域，具体地说是一种飞腾平台FPGA加速卡引入测试方法及系统。

背景技术

随着云计算、大数据和人工智能技术应用，单靠CPU已经无法满足各行各业的算力需求。海量数据分析、机器学习和边缘计算等场景需要计算架构多样化，需要不同的处理器架构和GPU、NPU和FPGA等异构计算技术协同，满足特定领域的算法和专用计算需求。

FPGA(Field Programmable Gate Array)，即现场可编程门阵列。它是在PLA、PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。它是作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。用户可对FPGA内部的逻辑模块和I/O模块重新配置，以实现用户的需求。它还具有静态可重复编程和动态在系统重构的特性，使得硬件的功能可以像软件一样通过编程来修改。FPGA能完成任何数字器件的功能，下至简单的74电路，上至高性能CPU，都可以用FPGA来实现。FPGA如同一张白纸或是一堆积木，工程师可以通过传统的原理图输入法，或是硬件描述语言自由的设计一个数字系统。

服务器搭载FPGA可以在FPGA实例上编程，为应用程序创建自定义硬件加速，让FPGA服务器获得更专业与灵活的可编程特性，从本质上大幅提高处理性能。

随着FPGA器件技术发展得日趋成熟，其应用领域不断扩展，特别是在航空、航天等国防领域FPGA芯片的应用变得越来越广泛，航天等国防领域对器件的可靠性又有很高的要求，因此在FPGA投入使用前，需要与服务器进行适配。

目前大部分的FPGA厂商基于PC、ATE与自制转换软件，对FPGA验证与测试开发技术进行研究。PC主要完成bin文件的生成，自制转换软件主要将bin文件转换为机器可识别的atp文件。ATE导入配置文件、完成信号输入与输出验证。方法可行并能快速实现测试开发与芯片验证，且具有很好的通用性，可用于其他FPGA芯片的测试、研究与验证，还可以应用于不同的ATE机台。目前常用的测试有如下两种：

①、基于ATE的FPGA测试具体为：将bin文件转换成ATE识别的可配置文件，生成的配置文件导入到ATE后，可将其作为普通的功能码进行测试，FPGA配置完成后，FPGA便被配置为特定的功能，此时就可以作为普通逻辑器件进行测试了，可进行参数与功能测试。但是基于ATE只能实现FPGA的功能测试，无法实现FPGA的兼容性、散热、稳定性和性能等测试。

②、测试方法分为静态测试和动态测试。静态测试主要包括静态时序分析、跨时钟域分析、形式化验证等，它是对代码或者网表的静态分析，不涉及功能层面的测试。动态测试是对代码具体功能的测试，主要包括动态仿真、目标板级测试、最小系统板级测试、芯片级测试等，它是在测试需求分析，测试用例设计的基础上对整个代码进行各种正常异常的场景测试和时序测试。但是该测试方法主要是FPGA系统的验证者在开发完成代码后，对其进行功能仿真后保证行为级无误后，就下载到选定的FPGA器件利用黑盒的测试方法来直接验证设计功能的正确性，不具有通用性，无法测试与服务器的兼容性和散热。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种飞腾平台FPGA加速卡引入测试方法及系统，来解决如何实现FPGA与服务器适配性测试的问题。

本发明的技术任务是按以下方式实现的，一种飞腾平台FPGA加速卡引入测试方法，该方法具体如下：

兼容性测试：物理兼容性测试和系统兼容性测试；

压力测试：安装FPGA加速卡的驱动后，运行测试服务器上的压力测试软件；

散热测试：压力测试软件运行过程中，查看FPGA加速卡的实时温度；

功能测试：根据FPGA加速卡的功能特性，采用不同的测试策略。

作为优选，物理兼容性测试具体为：

将FPGA加速卡安装在测试服务器上，验证物理结构是否兼容。

更优地，物理兼容性测试是通过测试服务器的结构标准安装FPGA加速卡，使其与测试服务器上的其余部件不产生干涉。

更优地，系统兼容性测试具体为：

进入测试服务器的操作系统，通过lspci命令识别并读取到FPGA加速卡的基本信息。

作为优选，压力测试过程中压力测试软件持续运行24小时。

更优地，散热测试具体为：

通过FPGA加速卡提供的管理工具查看FPGA加速卡的实时温度是否在正常工作范围内：

若是，则散热测试通过；

若不是，则散热测试未通过。

作为优选，所述FPGA加速卡为AI加速卡时，功能测试过程中，测试AI加速卡对框架的支持、精度及性能。

作为优选，所述FPGA加速卡为视频解码卡，功能测试过程中，测试视频解码卡对分辨率的支持和视频解码速度。

本发明的飞腾平台FPGA加速卡引入测试方法及系统具有以下优点：

(一)本发明能够对FPGA加速卡的适配工作提供测试标准参考，提高了FPGA加速卡测试效率；

(二)本发明分别对FPGA加速卡进行了兼容性测试、散热测试、压力测试及功能测试，且具有通用性，确保能够快速测试与服务器的兼容性能及散热性能，实现了FPGA加速卡在服务器上的功能验证。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图1为飞腾平台FPGA加速卡引入测试方法的流程框图；

附图2为实施例2的流程框图。

具体实施方式

参照说明书附图和具体实施例对本发明的飞腾平台FPGA加速卡引入测试方法及系统作以下详细地说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

如附图1所示，本发明的飞腾平台FPGA加速卡引入测试，该方法具体如下：

S1、兼容性测试：物理兼容性测试和系统兼容性测试；

S2、压力测试：安装FPGA加速卡的驱动后，运行测试服务器上的压力测试软件；

S3、散热测试：压力测试软件运行过程中，查看FPGA加速卡的实时温度；

S4、功能测试：根据FPGA加速卡的功能特性，采用不同的测试策略。

本实施例中步骤S1的物理兼容性测试具体为：

将FPGA加速卡安装在测试服务器上，验证物理结构是否兼容。

本实施例中步骤S1的物理兼容性测试是通过测试服务器的结构标准安装FPGA加速卡，使其与测试服务器上的其余部件不产生干涉。

本实施例中步骤S1的系统兼容性测试具体为：

进入测试服务器的操作系统，通过lspci命令识别并读取到FPGA加速卡的基本信息。

本实施例中步骤S2的压力测试过程中压力测试软件持续运行24小时。

本实施例中步骤S3的散热测试具体为：

通过FPGA加速卡提供的管理工具查看FPGA加速卡的实时温度是否在正常工作范围内：

若是，则散热测试通过；

若不是，则散热测试未通过。

本实施例中步骤S4的FPGA加速卡为AI加速卡时，功能测试过程中，测试AI加速卡对框架的支持、精度及性能。

根据FPGA的功能特性PGA加速卡为视频解码卡，功能测试过程中，测试视频解码卡对分辨率的支持和视频解码速度。

实施例2：

如附图2所示，FPGA加速卡与服务器的适配工作具体如下：

(1)、前期准备工作；

(2)、测试设计；

(3)、测试执行，具体如下：

①、兼容性测试：将FPGA加速卡安装在测试服务器上，验证物理结构是否兼容，通过服务器的结构标准安装FPGA加速卡，与其它部件不产生干涉；进入操作系统，可以通过lspci命令识别并读取到卡子的基本信息；

②、散热测试&压力测试：安装驱动后，运行压力测试软件，压力测试软件由FPGA厂商提供，持续运行24小时，并通过FPGA提供的管理工具查看FPGA的实时温度，是否在正常工作范围内；

③、功能测试：功能测试根据各厂商卡子的功能特性，采用不同的测试策略，如AI加速卡需要测试对各大常用框架的支持、精度和性能；视频解码卡需要测试卡子对分辨率的支持和视频解码速度等。

(4)、测试报告；

(5)、测试评估。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。