Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Advanced Telecommunications Computing Architecture (ATCA немесе AdvancedTCA) – PCI Industrial Computer Manufacturers Group (PICMG) тарихындағы 100-ден астам компанияның қатысуымен жасалған ең ауқымды спецификация. AdvancedTCA ресми спецификациясы PICMG 3.x (төменде қараңыз) 2002 жылдың желтоқсанында PICMG ұйымымен бекітілді. AdvancedTCA негізінен "операторлық деңгейдегі" байланыс жабдықтарының талаптарына бағытталған, бірақ соңғы кезде әскери/аэроғарыш салаларына арналған, одан да қатаң жағдайға төтеп бере алатын қолданбалар саласына да кеңейді. Бұл спецификациялар сериясы жоғары жылдамдықты байланыс технологияларының соңғы жетістіктерін, жаңа буын процессорларын және сенімділік, қолжетімділік және қызмет көрсету (RAS) деңгейін жақсартуға бағытталған.
Advanced Telecommunications Computing Architecture (ATCA or AdvancedTCA) is the largest specification effort in the history of the PCI Industrial Computer Manufacturers Group (PICMG), with more than 100 companies participating. Known as AdvancedTCA, the official specification designation PICMG 3. x (see below) was ratified by the PICMG organization in December 2002. AdvancedTCA is targeted primarily to requirements for "carrier grade" communications equipment, but has recently expanded its reach into more ruggedized applications geared toward the military/aerospace industries as well. This series of specifications incorporates the latest trends in high speed interconnect technologies, next generation processors, and improved Reliability, Availability and Serviceability (RAS).
Механикалық ерекшеліктер
AdvancedTCA тақтасының (жарығының) тереңдігі 280 мм, биіктігі 322 мм. Электромагниттік кедергілерді және өрттің таралуын шектеу үшін тақталардың алдыңғы жағында металл панель және баспалы схемалық платаның төменгі жағында металл қаптамасы бар. Құлыптағыш инжектордың шығару тұтқасы (жетек) микробұғаттауышты іске қосып, Интеллектуалды платформаны басқару контроллеріне (IPMC) оператор тақтаны алып тастағысы келетінін немесе тақтаның енді ғана орнатылғанын хабарлайды, осылайша ыстық ауыстыру процедурасы іске қосылады. AdvancedTCA тақталары PCI Mezzanine Card (PMC) немесе Advanced Mezzanine Card (AMC) кеңейту мезониндерін қолдайды. Сөре RTM-дерді (Артқы ауысу модульдерін) қолдайды. RTM-дер сөренің артқы жағына, алдыңғы тақталардың орналасуына сәйкес келетін ұяларға қосылады. RTM және алдыңғы тақта 3-аймақтық жалғауыш арқылы өзара байланысады. 3-аймақтық жалғауыш AdvancedTCA спецификациясында анықталмаған. Әрбір сөре ұясының ені 30,48 мм. Бұл 19 дюймдік тіреуге орнатылатын жүйеге 14 тақталық шасси және ETSI тіреуге орнатылатын жүйеге 16 тақта орнатуға мүмкіндік береді. Типикалық 14 ұялы жүйе 12 немесе 13 тіреу бірлігінің биіктігінде болады. Үлкен AdvancedTCA сөрелері телекоммуникация нарығына бағытталған, сондықтан ауа ағыны сөренің алдыңғы жағынан төменнен жоғарыға қарай және сөренің артқы жағына қарай жүзеге асырылады. Кәсіпорындарда қолданылатын кішірек сөрелерде көбінесе көлденең ауа ағыны болады. Кіші және орта AdvancedTCA сөрелері телекоммуникация нарығына бағытталған; зертханалық зерттеулер үшін кейбір сөрелерде тестілеуді жеңілдету үшін ашық қақпақ болады.
An AdvancedTCA board (blade) is 280 mm deep and 322 mm high. The boards have a metal front panel and a metal cover on the bottom of the printed circuit board to limit electromagnetic interference and to limit the spread of fire. The locking injector ejector handle (lever) actuates a microswitch to let the Intelligent Platform Management Controller (IPMC) know that an operator wants to remove a board, or that the board has just been installed, thus activating the hot swap procedure. AdvancedTCA boards support the use of PCI Mezzanine Card (PMC) or Advanced Mezzanine Card (AMC) expansion mezzanines. The shelf supports RTMs (Rear Transition Modules). RTMs plug into the back of the shelf in slot locations that match the front boards. The RTM and the front board are interconnected through a Zone 3 connector. The Zone 3 connector is not defined by the AdvancedTCA specification. Each shelf slot is 30.48 mm wide. This allows for 14 board chassis to be installed in a 19 inch rack mountable system and 16 boards in an ETSI rack mountable system. A typical 14 slot system is 12 or 13 rack units high. The large AdvancedTCA shelves are targeted to the telecommunication market so the airflow goes in the front of the shelf, across the boards from bottom to top, and out the rear of the shelf. Smaller shelves that are used in enterprise applications typically have horizontal air flow. The small medium AdvancedTCA shelves are targeted to the telecommunication market; for the lab research operation, some shelves have an open cover in order to make testing easier.
Архитектуралық планы
AdvancedTCA артқы панелі тақталар арасындағы нүктеден нүктеге қосылыстарды қамтамасыз етеді және деректер шинасын пайдаланбайды. Артқы панельдің анықтамасы үш бөлімге бөлінеді: 1-аймақ, 2-аймақ және 3-аймақ. 1-аймақтағы жалғауыштар -48 В тұрақты токтан артық қуатты және тақталарға сөре басқару сигналдарын жеткізеді. 2-аймақтағы жалғауыштар Негізгі интерфейс және Мата интерфейсіне қосылуды қамтамасыз етеді. Барлық Мата қосылыстары 100 Омдық дифференциалдық сигналдарды пайдаланады. 2-аймақ «Матаға бейтарап» деп аталады, яғни 100 Омдық дифференциалдық сигналдарды қолдана алатын кез келген Мата AdvancedTCA артқы панелімен қолданылуы мүмкін. 3-аймақтағы жалғауыштар пайдаланушылармен анықталады және әдетте алдыңғы тақтаны артқы өткізу модуліне қосу үшін қолданылады. 3-аймақ сондай-ақ AdvancedTCA спецификациясында анықталмаған сигналдармен тақталарды өзара байланыстыруға арналған арнайы артқы панельді орналастыра алады. AdvancedTCA Мата спецификациясы өзара байланыстарды сипаттау үшін Логикалық ұяларды пайдаланады. Мата ауыстырғыш тақталары 1 және 2 Логикалық ұяларға орналасады. Шасси өндірушісі шассидегі Логикалық және Физикалық ұялар арасындағы қатынасты анықтауға еркіндік береді. Шассидегі ауыстырылатын бірліктердің (FRU) деректері Логикалық және Физикалық ұялар арасындағы қатынасты сипаттайтын Мекенжай кестесін қамтиды. Сөре басқарушылары IPMI (Интеллектуалды платформа басқару интерфейсі) протоколдары арқылы 1-аймақтағы артық I²C шиналарында жұмыс істей отырып, шассидегі әрбір тақтамен және FRU-мен байланысады. Негізгі интерфейс – 2-аймақтағы жалғауыштардың негізгі Матасы және әрбір Негізгі арнаға 4 дифференциалдық жұпты бөледі. Ол ядросында артық Маталық хаб ұялары бар екі жұлдызды конфигурацияда сымдалған. Ол көбінесе жолақты басқару, микрокодты жүктеу, операциялық жүйені жүктеу және т.б. үшін қолданылады. Артқы панельдегі Мата интерфейсі көптеген түрлі Маталарды қолдайды және екі жұлдызды, екі екі жұлдызды, торлы, көшірмелі торлы немесе басқа архитектуралар ретінде сымдалуы мүмкін. Ол әрбір Мата арнасына 8 дифференциалдық жұпты бөледі және әрбір арнаны төрт 2 жұптық портқа бөлуге болады. Мата интерфейсі әдетте тақталар мен сыртқы желі арасындағы деректерді жылжыту үшін қолданылады. Синхрондау сағаты интерфейсі бірнеше 130 Омдық шиналар арқылы MLVDS (Көп нүктелі төмен кернеулі дифференциалдық сигналдау) сағат сигналдарын бағыттайды. Сағаттар әдетте телекоммуникациялық интерфейстерді синхрондау үшін қолданылады. Жаңарту арнасы интерфейсі – екі ұяны өзара байланыстыратын 10 дифференциалдық сигнал жұптарының жиынтығы. Қай ұялар өзара байланысты болатыны нақты артқы панельдің дизайнына байланысты. Бұл екі хаб тақтасын немесе артық процессор тақталарын өзара байланыстыру үшін жиі қолданылатын сигналдар.
The AdvancedTCA backplane provides point to point connections between the boards and does not use a data bus. The backplane definition is divided into three sections; Zone 1, Zone 2, and Zone 3. The connectors in Zone 1 provide redundant −48 VDC power and Shelf Management signals to the boards. The connectors in Zone 2 provide the connections to the Base Interface and Fabric Interface. All Fabric connections use point to point 100 Ω differential signals. Zone 2 is called "Fabric Agnostic" which means that any Fabric that can use 100 Ω differential signals can be used with an AdvancedTCA backplane. The connectors in Zone 3 are user defined and are usually used to connect a front board to a Rear Transition Module. The Zone 3 area can also hold a special backplane to interconnect boards with signals that are not defined in the AdvancedTCA specification. The AdvancedTCA Fabric specification uses Logical Slots to describe the interconnections. The Fabric Switch Boards go in Logical Slots 1 and 2. The chassis manufacturer is free to decide the relationship between Logical and Physical Slots in a chassis. The chassis Field Replaceable Units (FRU) data includes an Address Table that describes the relationship between the Logical and Physical slots. The Shelf Managers communicate with each board and FRU in the chassis with IPMI (Intelligent Platform Management Interface) protocols running on redundant I²C buses on the Zone 1 connectors. The Base Interface is the primary Fabric on the Zone 2 connectors and allocates 4 differential pairs per Base Channel. It is wired as a Dual Star with redundant fabric hub slots at the core. It is commonly used for out of band management, firmware uploading, OS boot, etc. The Fabric Interface on the backplane supports many different Fabrics and can be wired as a Dual Star, Dual Dual Star, Mesh, Replicated Mesh or other architectures. It allocates 8 differential pairs per Fabric Channel and each Channel can be divided into four 2 pair Ports. The Fabric Interface is typically used to move data between the boards and the outside network. The Synchronization Clock Interface routes MLVDS (Multipoint Low voltage differential signaling) clock signals over multiple 130 Ω buses. The clocks are typically used to synchronize telecom interfaces. Update Channel Interface is a set of 10 differential signal pairs that interconnect two slots. Which slots are interconnected depends on the particular backplane design. These are signals commonly used to interconnect two hub boards, or redundant processor boards.
Тоқыма
Базалық интерфейс тек 10BASE T, 100BASE TX немесе 1000BASE T Ethernet бола алады. Барлық тақталар мен хабтар осы интерфейстердің біреуін қолдауы міндетті болғандықтан, тақталарға әрқашан желілік қосылыс болады. Fabric көбінесе SerDes Gigabit Ethernet болып табылады, бірақ сонымен қатар Fibre Channel, XAUI 10 Gigabit Ethernet, InfiniBand, PCI Express немесе Serial RapidIO да болуы мүмкін. 100 Омдық нүктеден нүктеге дифференциалдық сигналдарды қолдана алатын кез келген Fabric AdvancedTCA артқы жағында қолданылуы мүмкін. PICMG 3.1 Ethernet/Fibre Channel спецификациясы IEEE 100GBASE KR4 сигнализациясын, қазіргі IEEE 40GBASE KR4, 10GBASE KX4, 10GBASE KR және XAUI сигнализацияларымен бірге енгізу үшін жаңартылды.
The Base Interface can only be 10BASE T, 100BASE TX, or 1000BASE T Ethernet. Since all boards and hubs are required to support one of these interfaces there is always a network connection to the boards. The Fabric is commonly SerDes Gigabit Ethernet, but can also be Fibre Channel, XAUI 10 Gigabit Ethernet, InfiniBand, PCI Express, or Serial RapidIO. Any Fabric that can use the point to point 100 Ω differential signals can be used with an AdvancedTCA backplane. The PICMG 3.1 Ethernet/Fibre Channel specification has been revised to include IEEE 100GBASE KR4 signaling to the existing IEEE 40GBASE KR4, 10GBASE KX4, 10GBASE KR, and XAUI signaling.
Бөренелер (тақталар)
AdvancedTCA бледтері процессорлар, коммутаторлар, AMC тасымалдаушылар және т.б. болуы мүмкін. Типикалық сөреде бір немесе бірнеше коммутаторлық бледтер және бірнеше процессорлық бледтер болады. Олар алғаш рет сөреге орнатылғанда, борттағы IPMC артқы панельдегі қосымша −48 В қуатымен қоректенеді. IPMC оның орнатылғанын хабарлау үшін сөре менеджеріне IPMI оқиға хабарын жібереді. Сөре менеджері бледтен ақпаратты оқиды және жеткілікті қуат бар-жоғын анықтайды. Егер қуат жеткілікті болса, сөре менеджері IPMC-ге бледтің пайдалы жүктеме бөлігін қосу командасын жібереді. Сөре менеджері блейд қолдайтын мата порттарын да анықтайды. Содан кейін ол маталық байланыстар туралы ақпаратты артқы панельде іздеп, маталық байланыстардың екінші жағындағы мата порттарын анықтайды. Егер артқы панель сымдарының екі жағындағы мата порттары сәйкес келсе, сәйкес порттарды қосу үшін екі бледке IPMI командасын жібереді. Блед қосылғаннан және матаға қосылғаннан кейін, сөре менеджері бледтегі сенсорлардан келетін оқиға хабарларын тыңдайды. Егер температура сенсоры тым ыстық екенін хабарласа, сөре менеджері желдеткіштердің жылдамдығын арттырады. Тақтадағы FRU деректері өндіруші, модель нөмірі, сериялық нөмірі, өндірілген күні, редакциясы және т.б. сияқты сипаттамалық ақпаратты қамтиды. Бұл ақпаратты қашықтан оқуға болады, соның арқасында сөредегі бледтердің тізімін жасауға болады.
AdvancedTCA blades can be Processors, Switches, AMC carriers, etc. A typical shelf will contain one or more switch blades and several processor blades. When they are first inserted into the shelf the onboard IPMC is powered from the redundant −48 V on the backplane. The IPMC sends an IPMI event message to the Shelf Manager to let it know that it has been installed. The Shelf Manager reads information from the blade and determines if there is enough power available. If there is, the Shelf Manager sends a command to the IPMC to power up the payload part of the blade. The Shelf Manager also determines what fabric ports are supported by the blade. It then looks at the fabric interconnect information for the backplane to find out what fabric ports are on the other end of the fabric connections. If the fabric ports on both ends of the backplane wires match then it sends an IPMI command to both blades to enable the matching ports. Once the blade is powered up and connected to the fabrics the Shelf Manager listens for event messages from the sensors on the blade. If a temperature sensor reports that it is too warm then the Shelf Manager will increase the speed of the fans. The FRU data in the board contains descriptive information like the manufacturer, model number, serial number, manufacturing date, revision, etc. This information can be read remotely to perform an inventory of the blades in a shelf.
Сақтауды басқару
Шеф-менеджері шелфтегі тақталарды (жарналарды) және FRU-ны бақылайды және басқарады. Егер сенсордың біреуі проблеманы хабарласа, шелф-менеджері шара қолдана алады немесе проблеманы жүйе менеджеріне хабарлай алады. Бұл шара желдеткіштерді жылдамдату сияқты қарапайым нәрсе болуы мүмкін, немесе тақтаны өшіру сияқты күрделірек болуы мүмкін. Әрбір тақта мен FRU өзінің инвентаризациялық ақпаратын (FRU деректері) сақтайды, оны шелф-менеджері ала алады. Шеф-менеджері FRU деректерін тақтаға немесе FRU-ға жеткілікті қуат бар екенін және тақталарды байланыстыратын Fabric порттарының үйлесімділігін анықтау үшін пайдаланады. FRU деректері сондай-ақ өндіруші, өндірілген күні, модель нөмірі, серийлік нөмірі және активтік таңбасын көрсетуі мүмкін. Әрбір жарна, интеллектуалды FRU және шелф-менеджерде интеллектуалды платформаны басқару контроллері (IPMC) болады. Шеф-менеджері тақталармен және интеллектуалды FRU-лармен артық I²C шиналарында жұмыс істейтін IPMI протоколдары арқылы байланысады. IPMI протоколдары деректердің сенімді берілуін қамтамасыз ету үшін пакеттік тексеру сомаларын қамтиды. Сондай-ақ, интеллектуалды емес FRU-ларды интеллектуалды FRU-лар басқара алады. Бұлар басқарылатын FRU деп аталады және интеллектуалды FRU сияқты мүмкіндіктерге ие. Шеф-менеджері мен тақталар арасындағы байланыс интеллектуалды платформаны басқару шиналарының (IPMB) артық жұбы болып табылады. IPMB архитектурасы шиналар жұбы (Bused IPMB) немесе радиалды қосылымдар жұбы (Radial IPMB) түрінде болуы мүмкін. Радиалды IPMB жүзеге асырулары көбінесе IPMC ақаулығы болған жағдайда сенімділікті арттыру үшін жеке IPMB қосылымдарын оқшаулау мүмкіндігін қамтиды. Шеф-менеджері сыртқы жүйелермен RMCP (TCP/IP арқылы IPMI), HTTP және SNMP протоколдары арқылы Ethernet желісінде байланысады. Кейбір шелф-менеджерлері Аппараттық платформа интерфейсін қолдайды, бұл Қызмет көрсету мүмкіндігі форумымен анықталған техникалық сипаттама.
The Shelf Manager monitors and controls the boards (blades) and FRU in the shelf. If any sensor reports a problem the Shelf Manager can take action or report the problem to a System Manager. This action could be something simple like making the fans go faster, or more drastic such as powering off a board. Each board and FRU contains inventory information (FRU Data) that can be retrieved by the Shelf Manager. The FRU data is used by the Shelf Manager to determine if there is enough power available for a board or FRU and if the Fabric ports that interconnect boards are compatible. The FRU data can also reveal the manufacturer, manufacturing date, model number, serial number, and asset tag. Each blade, intelligent FRU, and Shelf Manager contains an Intelligent Platform Management Controller (IPMC). The Shelf Manager communicates with the boards and intelligent FRUs with IPMI protocols running on redundant I²C buses. IPMI protocols include packet checksums to ensure that data transmission is reliable. It is also possible to have non intelligent FRUs managed by an intelligent FRUs. These are called Managed FRUs and have the same capabilities as an intelligent FRU. The interconnection between the Shelf Manager and the boards is a redundant pair of Intelligent Platform Management Buses (IPMBs). The IPMB architecture can be a pair of buses (Bused IPMB) or a pair of radial connections (Radial IPMB). Radial IPMB implementations usually include the capability to isolate individual IPMB connections to improve reliability in the event of an IPMC failure. The Shelf Manager communicates with outside entities with RMCP (IPMI over TCP/IP), HTTP, SNMP over an Ethernet network. Some Shelf Managers support the Hardware Platform Interface, a technical specification defined by the Service Availability Forum.
PICMG-нің ерекшеліктері
3.0 – «базалық» немесе «негізгі» сипаттама болып табылады. AdvancedTCA анықтамасы өздігінен кез келген матаға тәуелсіз шассидің артқы панелін анықтайды, оны төмендегі сипаттамалардағы кез келген маталармен қолдануға болады: 3.1 Ethernet (және Fibre Channel) 3.2 InfiniBand 3.3 StarFabric 3.4 PCI Express (және PCI Express Advanced Switching) 3.5 RapidIO.
3.0 is the "base" or "core" specification. The AdvancedTCA definition alone defines a Fabric agnostic chassis backplane that can be used with any of the Fabrics defined in the following specifications:
3.1 Ethernet (and Fibre Channel)
3.2 InfiniBand
3.3 StarFabric
3.4 PCI Express (and PCI Express Advanced Switching)
3.5 RapidIO