Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Архитектура передовых телекоммуникационных вычислений [1] ( ATCA или AdvancedTCA ) - это крупнейшая разработка спецификации в истории группы производителей промышленных компьютеров PCI (PICMG), в которой участвуют более 100 компаний. Официальное обозначение спецификации PICMG 3. x (см. Ниже), известное как AdvancedTCA, было ратифицировано организацией PICMG в декабре 2002 года. [2] AdvancedTCA ориентирована в первую очередь на требования к коммуникационному оборудованию операторского уровня , но недавно расширила сферу своей деятельности до более защищенные приложения, предназначенные также для военной / аэрокосмической промышленности. [3]В этой серии спецификаций учтены последние тенденции в технологиях высокоскоростных соединений, процессоры нового поколения и улучшенная надежность, доступность и удобство обслуживания (RAS).

Механические характеристики [ править ]

Полка AdvancedTCA 12U, 14 слотов

Плата AdvancedTCA (лезвие) имеет глубину 280 мм и высоту 322 мм. Платы имеют металлическую переднюю панель и металлическую крышку в нижней части печатной платы для ограничения электромагнитных помех и распространения огня. Блокирующая рукоятка инжектора-выталкивателя (рычаг) приводит в действие микровыключатель, чтобы сообщить интеллектуальному контроллеру управления платформой (IPMC), что оператор хочет удалить плату или что плата только что была установлена, тем самым активируя процедуру горячей замены. Платы AdvancedTCA поддерживают использование мезонинов расширения PCI Mezzanine Card (PMC) или Advanced Mezzanine Card (AMC).

Полка поддерживает RTM (задние переходные модули). RTM вставляются в заднюю часть полки в гнезда, соответствующие передним панелям. RTM и передняя плата соединены между собой через разъем Zone-3. Разъем Zone-3 не определен спецификацией AdvancedTCA.

Ширина каждой полки составляет 30,48 мм. Это позволяет установить шасси с 14 платами в 19-дюймовую систему, монтируемую в стойку, и 16 плат в системе ETSI, монтируемой в стойку . Типичная 14-слотовая система имеет высоту 12 или 13 стоек . Большие полки AdvancedTCA предназначены для телекоммуникационного рынка, поэтому воздушный поток проходит в передней части полки, через доски снизу вверх и через заднюю часть полки. Полки меньшего размера, которые используются в корпоративных приложениях, обычно имеют горизонтальный поток воздуха.

Полки AdvancedTCA для малых и средних предприятий ориентированы на рынок телекоммуникаций; для лабораторных исследований некоторые полки имеют открытую крышку, чтобы облегчить тестирование.

Архитектура объединительной платы [ править ]

Объединительная плата AdvancedTCA обеспечивает двухточечное соединение между платами и не использует шину данных. Определение объединительной платы разделено на три части; Зона-1, Зона-2 и Зона-3. Разъемы в Зоне-1 обеспечивают для плат избыточное питание -48 В постоянного тока и сигналы управления полкой. Разъемы в Зоне-2 обеспечивают подключение к базовому интерфейсу и интерфейсу фабрики. Все соединения Fabric используют двухточечные дифференциальные сигналы 100 Ом. Зона 2 называется «Fabric Agnostic», что означает, что любая матрица, которая может использовать дифференциальные сигналы 100 Ом, может использоваться с объединительной платой AdvancedTCA. [4]

Разъемы в Зоне-3 определяются пользователем и обычно используются для подключения передней платы к заднему переходному модулю. Зона Зона-3 может также содержать специальную объединительную плату для соединения плат с сигналами, которые не определены в спецификации AdvancedTCA.

В спецификации AdvancedTCA Fabric для описания соединений используются логические слоты. Платы коммутационной матрицы устанавливаются в логические слоты 1 и 2. Изготовитель шасси волен выбирать соотношение между логическими и физическими слотами в шасси. Данные заменяемых блоков шасси (FRU) включают в себя таблицу адресов, которая описывает взаимосвязь между логическим и физическим слотами.

Диспетчеры полок обмениваются данными с каждой платой и FRU в шасси с помощью протоколов IPMI ( Intelligent Platform Management Interface ), работающих на резервных шинах I²C на разъемах Zone-1.

Базовый интерфейс является основной структурой на разъемах Зоны-2 и выделяет 4 дифференциальные пары на каждый базовый канал. Он подключен по схеме Dual-Star с резервируемыми слотами для концентраторов фабрики в ядре. Обычно он используется для внешнего управления, загрузки прошивки, загрузки ОС и т. Д.

Интерфейс Fabric на объединительной плате поддерживает множество различных Fabric и может быть подключен как Dual-Star, Dual-Dual-Star, Mesh, Replicated-Mesh или другие архитектуры. Он выделяет 8 дифференциальных пар на каждый канал Fabric, и каждый канал может быть разделен на четыре порта по 2 пары. Интерфейс Fabric обычно используется для перемещения данных между платами и внешней сетью.

Интерфейс тактовой синхронизации направляет тактовые сигналы MLVDS (многоточечная низковольтная дифференциальная сигнализация) по нескольким шинам 130 Ом. Часы обычно используются для синхронизации телекоммуникационных интерфейсов.

Интерфейс канала обновления - это набор из 10 пар дифференциальных сигналов, соединяющих два слота. Какие слоты соединяются между собой, зависит от конкретной конструкции объединительной платы. Эти сигналы обычно используются для соединения двух плат концентраторов или резервных плат процессора.

Ткани [ править ]

Базовый интерфейс может быть только 10BASE-T, 100BASE-TX или 1000BASE-T Ethernet . Поскольку все платы и концентраторы должны поддерживать один из этих интерфейсов, всегда существует сетевое соединение с платами.

Fabric обычно представляет собой SerDes Gigabit Ethernet, но также может быть Fibre Channel , XAUI 10-Gigabit Ethernet , InfiniBand , PCI Express или Serial RapidIO . Любая матрица, которая может использовать двухточечные дифференциальные сигналы 100 Ом, может использоваться с объединительной платой AdvancedTCA.

Спецификация PICMG 3.1 Ethernet / Fibre Channel была пересмотрена, чтобы включить сигнализацию IEEE 100GBASE-KR4 в существующую сигнализацию IEEE 40GBASE-KR4 , 10GBASE-KX4 , 10GBASE-KR и XAUI .

Лезвия (доски) [ править ]

Блейд-модули AdvancedTCA могут быть процессорами, коммутаторами, несущими модулями AMC и т. Д. Типичная полка будет содержать один или несколько лезвий-коммутаторов и несколько лезвий процессора.

Когда они впервые вставляются в полку, встроенный IPMC получает питание от резервного -48 В на объединительной плате. IPMC отправляет сообщение о событии IPMI диспетчеру полки, чтобы сообщить ему, что он установлен. Shelf Manager считывает информацию с блейд-сервера и определяет, достаточно ли доступной мощности. Если есть, диспетчер полки отправляет команду на IPMC для включения полезной нагрузки блейд-модуля. Shelf Manager также определяет, какие порты фабрики поддерживаются блейдом. Затем он просматривает информацию о межкомпонентных соединениях для объединительной платы, чтобы определить, какие порты фабрики находятся на другом конце коммутационных соединений. Если порты матрицы на обоих концах проводов объединительной платы совпадают, он отправляет команду IPMI на оба блейд-сервера, чтобы включить соответствующие порты.

После того, как блейд-сервер включен и подключен к фабрикам, Shelf Manager прослушивает сообщения о событиях от датчиков на блейд-сервере. Если датчик температуры сообщает, что он слишком теплый, диспетчер полки увеличит скорость вентиляторов.

Данные FRU на плате содержат описательную информацию, такую ​​как производитель, номер модели, серийный номер, дата изготовления, версия и т. Д. Эту информацию можно прочитать удаленно для выполнения инвентаризации лезвий на полке.

Управление полкой [ править ]

AdvancedTCA Shelf Manager

Shelf Manager контролирует и контролирует платы (лезвия) и FRU на полке. Если какой-либо датчик сообщает о проблеме, диспетчер полок может принять меры или сообщить о проблеме администратору системы. Это может быть что-то простое, например, ускорение вращения вентиляторов, или более резкое, например отключение платы. Каждая плата и FRU содержат инвентарную информацию (данные FRU), которую может извлечь Shelf Manager. Данные FRU используются диспетчером полок, чтобы определить, достаточно ли мощности, доступной для платы или FRU, и совместимы ли порты Fabric, соединяющие платы. Данные FRU также могут показывать производителя, дату изготовления, номер модели, серийный номер и бирку актива.

Каждый блейд-сервер, интеллектуальный FRU и Shelf Manager содержат интеллектуальный контроллер управления платформой (IPMC). Shelf Manager обменивается данными с платами и интеллектуальными FRU с помощью протоколов IPMI , работающих на резервных шинах I²C . Протоколы IPMI включают контрольные суммы пакетов, чтобы гарантировать надежность передачи данных. Также возможно иметь неинтеллектуальные FRU, управляемые интеллектуальными FRU. Они называются управляемыми FRU и имеют те же возможности, что и интеллектуальные FRU.

Соединение между Shelf Manager и платами представляет собой резервную пару шин интеллектуального управления платформой (IPMB). Архитектура IPMB может быть парой шин (Bused IPMB) или парой радиальных соединений (Radial IPMB). Реализации радиального IPMB обычно включают возможность изолировать отдельные соединения IPMB для повышения надежности в случае отказа IPMC.

Shelf Manager взаимодействует с внешними объектами с помощью RMCP (IPMI через TCP / IP), HTTP , SNMP через сеть Ethernet . Некоторые менеджеры полок поддерживают интерфейс аппаратной платформы - техническую спецификацию, определенную Форумом доступности услуг .

Новое действие по спецификации [ править ]

Были созданы две новые рабочие группы для адаптации ATCA к конкретным требованиям физических исследований.

  • WG1: Рабочая группа Physics xTCA I / O, времени и синхронизации

WG1 определит задний ввод / вывод для модулей AMC и новый компонент под названием μRTM. В спецификацию полки μTCA будут внесены дополнения для размещения μRTM и в спецификацию ATCA для размещения AMC Rear I / O для RTM несущей ATCA. Сигнальные линии должны быть определены для использования в качестве часов, ворот и триггеров, которые обычно используются в системах сбора данных по физике.

  • WG2: Рабочая группа по архитектуре программного обеспечения и протоколам Physics xTCA

WG2 определит общий набор программных архитектур и поддерживающую инфраструктуру для облегчения взаимодействия и переносимости как аппаратных, так и программных модулей между различными приложениями, разработанными для платформы Physics xTCA, и это сведет к минимуму усилия и время, необходимые для разработки экспериментов и систем. используя эту платформу.

Была сформирована рабочая группа для распространения ATCA на нетелекоммуникационные рынки.

  • PICMG 3.7 ATCA Extensions для приложений за пределами центрального офиса связи

Цели этой новой рабочей группы - определить расширенные функции для поддержки плат двойной ширины; добавить улучшения для поддержки однослотовых плат мощностью 600 Вт и двухслотовых плат мощностью 800 Вт; добавить опору для двусторонних полок с полноразмерными досками, вставленными как в переднюю, так и в заднюю часть полки; и добавить поддержку сигнализации 10 Гбит / с на базовом интерфейсе.

Спецификации PICMG [ править ]

  • 3.0 - это «базовая» или «основная» спецификация. Одно только определение AdvancedTCA определяет объединительную плату шасси, не зависящую от фабрики, которая может использоваться с любой из фабрик, определенных в следующих спецификациях:
  • 3.1 Ethernet (и Fibre Channel )
  • 3.2 InfiniBand
  • 3.3 StarFabric
  • 3.4 PCI Express (и расширенная коммутация PCI Express)
  • 3.5 RapidIO

См. Также [ править ]

  • AdvancedMC - карты расширения для AdvancedTCA; также может использоваться автономно в системах MicroTCA.
  • AXIe - новый стандарт модульного оборудования, официально запущенный в ноябре 2009 г., основан на стандарте ATCA.

Ссылки [ править ]

  1. ^ PICMG. "Ссылка". PICMG 3.0 Revision 2.0 Базовая спецификация AdvancedTCA. http://www.picmg.org
  2. ^ Павлат, Джо. «AdvancedTCA исполняется 10 лет». Системы CompactPCI и AdvancedTCA Vol. 15, выпуск 5. OpenSystems Media: 2011. http://advancedtca-systems.com/advancedtca-turns-10/ Архивировано 4 июня 2011 г.на Wayback Machine.
  3. ^ Макдевитт, Джо. «PICMG расширяет рынок и приложения для AdvancedTCA». PICMG - Ресурсы. [1] Архивировано 23 мая 2010 г. в Wayback Machine.
  4. ^ Bolaria, Зубец (2004-12-20). «Понимание объединительной платы, технологии от кристалла к кристаллу» . EETimes . Дата обращения 9 августа 2017 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный сайт AdvancedTCA
  • Официальный сайт PICMG
  • coreIPM Project: Бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом для управления платформой ATCA
  • Журнал AdvancedTCA Systems