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MicroTCA-先進(jìn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)解決方案

彭文進(jìn) 2006/10/11

圖1，DINTEK 2U ATCA系統(tǒng)平臺(tái)

2.2U ATCA系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域，構(gòu)建高速信息過(guò)濾/內(nèi)容搜索設(shè)備

　　ATCA的高速數(shù)據(jù)傳輸能力和靈活多樣的通信接口，非常適用于網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域應(yīng)用。2U的ATCA系統(tǒng)平臺(tái)，由于只有兩個(gè)插槽，可以不用通過(guò)交換板，只通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全互連結(jié)構(gòu)的背板就能實(shí)現(xiàn)兩塊業(yè)務(wù)板之間的高速數(shù)據(jù)交換，大幅降低了系統(tǒng)的成本。用如下方式構(gòu)建的高速信息過(guò)濾/內(nèi)容搜索設(shè)備已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)安全領(lǐng)域投入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用。

圖2，用2U ATCA構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備

　　其中，F(xiàn)abric Interface通道被用于傳送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換，Base Interface通道被用于傳送系統(tǒng)配置和管理信息。每個(gè)業(yè)務(wù)板都有數(shù)據(jù)處理和交換功能，可以負(fù)荷分擔(dān)或鏡像冗余的方式工作。通信接口模塊采用AMC結(jié)構(gòu)，可根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，配置為GbE、10GbE等接口類型，并且，可以很容易地實(shí)現(xiàn)接口和鏈路的互備和切換。
這樣的配置，如果采用CPCI的2.16架構(gòu)，至少需要4U8SLOT的機(jī)箱+兩塊交換板+4~6塊業(yè)務(wù)板+兩塊CPCI電源才能實(shí)現(xiàn)，價(jià)格差距不大，但很多方面的性能卻無(wú)法與2U ATCA構(gòu)建的平臺(tái)相比。

3.2U ATCA系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用于IPTV流媒體服務(wù)，構(gòu)建寬帶綜合接入設(shè)備

　　無(wú)論是3G還是NGN，都把IPTV流媒體服務(wù)當(dāng)作能夠真正帶來(lái)發(fā)展的業(yè)務(wù)。但是，由于歷史的原因和體制的限制， IPTV流媒體服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)及運(yùn)營(yíng)方式等還有很多不確定因素。對(duì)于接入方式，不同的網(wǎng)絡(luò)、不同的運(yùn)營(yíng)商會(huì)有不同的選擇。如電信運(yùn)營(yíng)商可能會(huì)繼續(xù)推行xDSL，廣電運(yùn)營(yíng)商可能會(huì)沿用CABLE，而新興的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商則會(huì)直接推廣千兆以太網(wǎng)（GbE）。同時(shí)，設(shè)備制造商也在研發(fā)APON、EPON、GPON等不同的接入設(shè)備�？梢哉f(shuō)，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的“最后一公里”，即邊緣設(shè)備和接入設(shè)備，將是不斷發(fā)展和不斷變化的。面對(duì)如此多的不確定因素，相關(guān)的設(shè)備供應(yīng)商必須開(kāi)發(fā)可適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的、靈活的、可配置的寬帶綜合接入設(shè)備。用下圖所示2U ATCA系統(tǒng)構(gòu)建的寬帶綜合接入設(shè)備將能夠最大限度地適應(yīng)未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展要求。

圖3，用2U ATCA構(gòu)建的寬帶綜合接入設(shè)備

4.2U ATCA系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用于構(gòu)建圖形圖像處理/數(shù)值分析設(shè)備

　　從上面的例子已經(jīng)可以看出，2U ATCA雖然很小，但是利用其靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，配合不同的AMC模塊，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的、過(guò)去要用龐大的系統(tǒng)平臺(tái)才能實(shí)現(xiàn)的功能。

　　下面的設(shè)計(jì)被應(yīng)用于圖形圖像處理和數(shù)值分析系統(tǒng)。8個(gè)DSP或FPGA單元，2個(gè)SATA或iSCSI 硬盤，冗余的系統(tǒng)管理單元及GbE或PCI Express高速數(shù)據(jù)接口，如果沒(méi)有ATCA，很難想象一個(gè)2U的設(shè)備如何能實(shí)現(xiàn)如此規(guī)模的系統(tǒng)。

　　內(nèi)容服務(wù)是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的動(dòng)力。有了這樣的低成本高性能的圖形圖像處理/數(shù)值分析設(shè)備，借助未來(lái)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)強(qiáng)大的接入、交換和傳輸能力，未來(lái)網(wǎng)絡(luò)將能夠?qū)崿F(xiàn)更多現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)不了的業(yè)務(wù)和人們現(xiàn)在還無(wú)法想象的業(yè)務(wù)。

圖4，用2U ATCA構(gòu)建的圖形圖像/數(shù)值分析設(shè)備

5.2U ATCA系統(tǒng)平臺(tái)應(yīng)用于MicroTCA系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

　　MicroTCA是PICMG最新發(fā)布的、基于ATCA和AMC結(jié)構(gòu)的、面向未來(lái)網(wǎng)絡(luò)低成本應(yīng)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。與ATCA一樣，MicroTCA也是一個(gè)先進(jìn)的計(jì)算和通信平臺(tái)，它的基本模塊就是ATCA中的AMC，二者的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣特性、接口類型等都完全相同。也就是說(shuō)，AMC模塊可以直接應(yīng)用于MicroTCA。

　　MicroTCA定義了一種新型模塊——MCH（MicroTCA Controller & Hub），它是MicroTCA系統(tǒng)的控制、管理和數(shù)據(jù)交換模塊，之前曾被稱為虛擬載卡管理器（VCM--Virtual Carrier Manager）。即，MicroTCA系統(tǒng)的MCH相當(dāng)于ATCA系統(tǒng)的ShMC+Fabric+Carrier。MCH采用了與AMC完全相同的連接方式，結(jié)構(gòu)尺寸與半寬全高的AMC模塊完全相同，連接方式也完全相同。

　　MicroTCA還特別定義了標(biāo)準(zhǔn)的Power Module，把背板輸入的DC48V電源轉(zhuǎn)換成DC12V，為MCH和其他MicroTCA模塊提供電源供應(yīng)和功率管理功能，類似于ATCA系統(tǒng)的PEM和載卡上的DC/DC Converter。 MicroTCA的Power Module也采用了與半寬全高AMC模塊完全相同的機(jī)械結(jié)構(gòu)，但是，為了保證電源供應(yīng)能力，采用了與AMC不同的連接方式。

　　從MicroTCA以上的特點(diǎn)可以看出，ATCA 系統(tǒng)的所有模塊，都可以平滑移植到MicroTCA系統(tǒng)，完全可以用ACTA的系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)MicroTCA產(chǎn)品。下圖是用低成本的2U ATCA系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)MicroTCA產(chǎn)品的示例。

圖5，用2U ATCA作為MicroTCA的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)

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