Das ist MicroTCA!
MicroTCA definiert kompakte Backplane-basierte Computersysteme auf Basis von AdvancedMC (AMC) Modulen. MicroTCA Systeme werden eingesetzt in Industrie, Forschung, Medizintechnik, Verkehrstechnik, Wehrtechnik, Telekommunikation und Netzwerktechnik.
Hoch skalierbare Systeme
Die MicroTCA Spezifikation definiert hochskalierbare Systeme – von einfachen low-cost Systemen bis zu hoch verfügbaren Carrier Grade Computerarchitekturen. Je nach Gehäuseform sind bis zu 12 AMC-Module in einem Gehäuse möglich. Mehrere Gehäuse können einfach
miteinander gekoppelt werden. In jedem Steckplatz können Module mit beliebiger Funktion verwendet werden. Selbstverständlich sind beliebige Betriebssysteme und Prozessorarchitekturen nutzbar. In einem MicroTCA System gibt es zusätzlich zu den AMC-Modulen mindestens einen MicroTCA Carrier Hub (MCH) sowie mindestens ein Power Modul (PM).
Ursprünglich nur für Telekommunikationsanwendungen gedacht, haben MicroTCA Systeme mittlerweile in vielen Bereichen Einzug gehalten. Die Kommunikation der AMC-Module untereinander erfolgt über Switched Fabrics. Ethernet (1GbE, 10GbE, 40GbE), PCI Express, RapidIO, SATA und SAS sind als mögliche Protokolle definiert. AMC-Module gibt es in unterschiedlichen Frontplattenbreiten und optional auch mit doppelter Platinengröße.
MicroTCA Carrier Hub
Der MCH definiert die Verbindungen, überwacht das komplette System und generiert die Systemtakte. Er überwacht und verwaltet auch die AMC-Module, bis zu 4 Power Module (PM), sowie 2 Cooling Units (CU). Er stellt die erforderliche Switch-Funktionalität bereit. Der MCH hat die Bauform eines AMC-Moduls, besteht aber aus mehreren Leiterkarten und hat einen dedizierten Steckplatz im System. Für ausfallsichere Systeme können zwei MCHs redundant in einem System genutzt werden. Weiter stellt der MCH einen Ethernet Port als Management Interface mit weitreichenden Möglichkeiten zur Verfügung.
MTCA .4
Die MTCA.4 Spezifikation beschreibt die Erweiterungen des MTCA Standards, die die Forschungsinstitute für Hochernergiephysik
für ihre Anwendungen benötigen. Neben der Festlegung auf ein vereinheitlichtes Boardformat (Double Mid-Size) sind auch sogenannte Rear-Transition Module (μRTM) neu definiert worden. Damit können unter anderem der Wandlungs- und Signalkonditionierungsteil vom Datenverarbeitungsbereich abgekoppelt werden. Durch die größere Boardfläche sind auch komplexere Kartendesigns für hochperformante Analog/Digitalwandler umsetzbar.
Eine zusätzliche Backplane erlaubt die Kommunikation von hochperformanten FPGA Modulen latenzfrei untereinander.
Natürlich sind in MTCA.4 Systemen auch AMC.0 kompatible Module einsetzbar, hierzu gibt es entsprechende Splitterkits. Durch diese Modularität und der größeren Boardfläche sind diese Systeme auch in vielfältigen anderen Einsatzfeldern außerhalb der Forschung verwendbar und werden dort erfolgreich eingesetzt.
MicroTCA System Blockschaltbild
MicroTCA vereint serielle high-speed Links, Systemüberwachung, effiziente Kühlung und Redundanzkonzepte in einem industriellen
Standard.
Dieser Standard beinhaltet ein backplanebasiertes System mit einer zentralen Überwachungseinheit, MicroTCA Carrier Hub (MCH), 1-2 Lüftereinheiten (CU), bis zu 4 Netzteilen (PM) und maximal 12 AdvancedMC Modulen (AMC).
Mit Einschalten des Systems fahren die PM, CU und der MCH hoch. Nachdem der MCH sich initialisiert hat, übernimmt er die Kontrolle über die PM, regelt die CUs und prüft die vorhandenen AMC Module.
Sofern die Informationen der AMC Module korrekt sind, schaltet er die high-speed Links zwischen den Modulen (Fat Pipe). Ist ausreichend Leistung im System vorhanden, schaltet der MCH die Payload Power der einzelnen AMC Module zu.
