마이크로TCA

MicroTCA

MicroTCA(Micro Telecommunications Computing Architecture의 줄임말, μTCA)는 PCI Industrial Computer Manufacturers Group(PICMG)에 의해 작성 및 유지되는 모듈러형 개방형 표준입니다.백플레인에 직접 접속된 Advanced Mezzanine Card(AMC; 어드밴스드 메자닌 카드)를 사용하여 스위치 패브릭 컴퓨터 시스템을 구축하기 위한 전기 사양, 기계 사양, 열 사양 및 관리 사양을 제공합니다.MicroTCA는 Advanced의 후손입니다.TCA [1]표준

역사

밀레니엄 초기에 모바일 통신과 관련 서비스(문자 메시지 등)의 급속한 확장은 통신 시스템의 처리 능력 수요를 증가시켰다.당시의 [2]고성능 프로세서를 탑재하기에 적합하지 않은 기존의 '캐리어 그레이드'(RAS 참조) 컴퓨팅 아키텍처.이러한 요구에 부응하기 위해 약 100개의 기업이 PICMG에 협력하여 고도의 전기통신 아키텍처(Advanced Telecommunications Architecture)를 구축하였습니다.TCA, ATCA)가 2002년에 발행되었습니다.

어드밴스드 도입 후TCA는 네트워크의 [1]가장자리에 있는 작은 통신 시스템에 맞추기 위해 개발되었습니다.이 표준은 신뢰성이나 데이터 스루풋을 줄이지 않고 보다 콤팩트하고 저렴한 시스템을 지향했습니다.MicroTCA라고 불리는 이 표준은 2006년에 비준되었다.

MicroTCA 시스템은 출시 후 방위, 항전 및 과학과 같은 비통신 분야로 이동했다.그 결과 모듈이라고 불리는 기본 표준으로 확장되었습니다.

모듈

MicroTCA.0

다른 모든 모듈에 공통되는 속성의 기본 사양은 [3]2006년7월 6일에 비준되었습니다.여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 카드 케이지, 백플레인, 지원되는 AMC 모듈 등의 기계적 사양
  • 배전이나 인터페이스 레이아웃 등의 전기적 사양
  • 가능한 냉각 레이아웃 또는 사용 가능한 냉각 전력 등 열 사양
  • 관리사양서

기본 사양의 두 번째 개정판이 2020년 1월 16일에 비준되었습니다.이 개정에는 10GBASE-KR [4]및 40GBASE-KR4와 같은 고속 이더넷패브릭을 실장하기 위해 필요한 수정과 변경이 포함되어 있습니다.

MicroTCA.1

이 모듈에서는 냉각을 위해 강제 공기를 사용하는 내구성 시스템의 사양을 추가합니다.MicroTCA.1 기반 시스템의 가능한 시나리오에는 외부 플랜트 통신, 산업 및 항공우주[5] 환경이 포함됩니다.

MicroTCA.2

본 모듈은 온도, 충격, 진동 및 기타 환경 조건과 관련하여 보다 엄격한 요건을 위한 사양을 추가합니다.이러한 사양은 외부 플랜트 통신, 기계 및 운송 산업뿐만 아니라 군용 항공, 선상 및 지상 이동 [6]장비에 사용하도록 설계되었습니다.MicroTCA.2에서는 공기와 전도 냉각 AMC 모듈을 사용할 수 있습니다.

MicroTCA.3

이 모듈에서는 온도, 충격, 진동 및 기타 환경 조건과 관련하여 더욱 엄격한 요구 사항의 사양을 추가합니다.이러한 사양은 외부 플랜트 통신, 기계 및 운송 산업뿐만 아니라 군용 항공, 선상 및 지상 이동 [7]장비에 사용하도록 설계되었습니다.MicroTCA.3에서는 전도 냉각 AMC 모듈의 사용이 필요합니다.

MicroTCA.4

이 모듈은 AMC를 후면 트랜지션 모듈(RTM)로 확장하여 PCB 공간 및 모듈성을 높입니다.AMC와 RTM은 MicroTCA.[8]0에서 정의된 존3에 있는 커넥터로 접속되어 있습니다.이러한 사양은 입자 가속기나 망원경 같은 대규모 과학 장치에 사용하도록 설계되어 있습니다.

마이크로 컴포넌트TCA

카드 케이지

카드 케이지(선반, 상자)에는 다른 모든 컴포넌트가 수납되어 있기 때문에 다음 2가지 주요 기능이 있습니다.

  • 다른 구성 요소에 기계적 안정성을 제공합니다.
  • 충분한 냉각을 확보하다

다양한 카드 케이지가 있습니다.일반적으로 다음과 같은 점에서 다릅니다.

  • 지원하는 모듈 유형(MTCA.0, MTCA.1, ...)
  • 슬롯의 수(통상은 2 ~12)
  • 설치된 백플레인 아키텍처(아래 참조)
  • 사용하는 냉각 방식(전면에서 후면으로, 아래에서 위로, 측면으로, 전도성 등)

백플레인

백플레인은 프린트 회로 기판으로 카드 케이지에 직접 장착되어 있습니다.MicroTCA 시스템의 다른 모든 컴포넌트를 서로 연결하여 전원, 데이터 액세스 및 관리 액세스를 제공합니다.

백플레인에는 관리전력(+3.3V)과 페이로드전력(+12V)의 2종류의 전력이 분산되어 있습니다.PCB의 공통의 「전원 플레인」을 개입시켜 모든 컴포넌트에 전력이 분배되는 일반적인 백플레인과 달리, MicroTCA 백플레인에서는 관리 및 페이로드 전력이 각 컴포넌트에 개별적으로 분배됩니다.관리전력은 전원백플레인에 접속되어 있는 각 모듈에 공급되지만 모듈이 MicroTCA와 호환성이 있는지 확인한 후 MicroTCA Carrier Hub(MCH)에 의해 Payload Power가 부여되어야 합니다.

이 표준은 백플레인이 제공할 수 있는 다양한 통신 버스를 정의합니다.

  • 기가비트 이더넷
  • IPMI
  • SATA
  • 팻 파이프(PCIe, SRIO 또는 10G/40G 이더넷에 사용 가능)
  • 포인트 투 포인트 링크
  • 시계
  • JTAG

냉각 장치

냉각 장치(CU)는 공기 흐름 냉각 카드 케이지에서 공기 흐름을 제어합니다.보통 팬 어레이와 백플레인에 접속되어 있는 컨트롤러로 구성됩니다.MicroTCA Carrier Hub(MCH; MicroTCA 캐리어 허브)는 온도 센서(존재하는 경우)와 팬 속도를 읽어낼 수 있을 뿐만 아니라 IPMI를 통해 팬 속도를 변경할 수 있습니다.냉각 장치는 일반적으로 특정 카드 케이지에 장착됩니다.일부 CU는 쉽게 분리할 수 있으며(즉, 청소 또는 교체를 위해), 다른 카드 케이지에는 분리할 수 없는 통합형 CU가 함께 제공됩니다.

전원 모듈

전원 모듈(PM, 또한:전원 공급 장치)는 전원 라인의 AC 전원을 +3.3V 관리 전력(MP) 및 +12V 페이로드 전력(PP)으로 변환합니다.이 두 전력은 모두 DC입니다.다양한 전원 모듈이 있으며, 다음과 같은 점이 다릅니다.

  • 폼 팩터(즉, 이중 폭, 단일 폭)
  • 입력전압(110V, 220V, 둘 다)
  • 출력 전력(즉, 600 W, 1000 W)

전원 모듈은 모듈 커넥터의 지정된 핀을 통해 슬롯에 모듈이 있음을 감지하고 즉시 해당 모듈에 관리 전원을 공급합니다.페이로드 전력은 MicroTCA Carrier Hub(MCH)에 의해 관리되며, MicroTCA Carrier Hub(MCH)는 IPMI를 통해 전원 모듈과 통신합니다.

전원 모듈은 독자적인 타입의 커넥터를 사용하고 있기 때문에 지정된 슬롯에만 장착할 수 있으며 다른 타입의 모듈은 반송할 수 없습니다.일부 카드 케이지에는 용장성을 확보하기 위한 추가 전원 모듈슬롯이 있습니다.이 경우, 한쪽 슬롯이 프라이머리이며, 다른 한쪽 슬롯이 세컨더리이며, 프라이머리가 전력을 공급하지 않는 경우에만 전력을 공급합니다.

MicroTCA 캐리어 허브

MicroTCA Carrier Hub(MCH; MicroTCA 캐리어 허브)는 MicroTCA 카드케이지의 중앙 관리 장치입니다.배전 및 냉각을 관리합니다.또한 일반적으로 기가비트 이더넷 및/또는 PCIe/Serial Rapid를 제공합니다.IO 스위칭일부 MCH는 추가로 크로킹을 제공합니다.이름에서 알 수 있듯이 백플레인 상의 다양한 스타 토폴로지의 허브(이더넷, PCIe용)이기 때문에 전용 슬롯이 필요합니다.일부 백플레인은 용장성을 위해 2개의 MCH를 지원합니다.이 경우 2개의 MCH 슬롯이 있습니다.하나는 프라이머리 슬롯이고 다른 하나는 세컨더리 슬롯입니다.

고도의 메자닌 카드

주요 기사:고도의 메자닌 카드

Advanced 메자닌 카드(AMC)는 핫 플러그 대응 PCB의 표준 사양입니다.원래는 Advanced에서 사용하기 위해 개발되었습니다.TCA 시스템이 규격은 다음과 같이 규정한다.

  • 2개의 폭 변형(싱글, 더블)과 3개의 높이 변형(컴팩트, 중간 크기, 풀)을 가진 PCB의 치수
  • 커넥터의 유형, 위치 및 방향(존 1, 2, 3)

기능에는 큰 차이가 있으며 AMC는 다음을 충족할 수 있습니다.

  • 컴퓨팅 (CPU, RAM, SSD 및 온보드 그래픽스를 탑재한 모듈)
  • 스토리지(SSD 캐리어 등)
  • 그래픽 카드
  • FPGA 카드(신호 처리용)
  • FMC 캐리어
  • 디지타이저 카드(아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 변환)
  • 크로킹과 트리거링
  • 기타

후면 트랜지션 모듈(MTCA.4만 해당)

리어 트랜지션 모듈(RTM)은 MicroTCA.4 규격에 추가되었습니다.AMC는 존3에 있는 커넥터를 통해 AMC에 직접 접속되어 있어 배폭 AMC와 RTM이 필요합니다.RTM의 치수는 AMC와 거의 동일합니다.기본적으로 MTCA.4 카드케이지의 슬롯당 사용 가능한PCB 공간은 2배가 됩니다.전력은 AMC에 의해 공급됩니다.따라서 RTM은 단독으로 동작할 수 없지만 쌍으로 구성된 AMC가 필요합니다.

존 3 커넥터는 전기적으로 자유로운 구성이 가능하므로 기계적으로 장착된 AMC-RTM 쌍이 전기적으로 호환되지 않을 수 있습니다.이러한 호환성에 의한 손상을 피하기 위해 MTCA.4 호환 AMC 및 RTM에 기계적 코드핀이 추가되어 전기적 호환성이 없는 RTM이 AMC에 장착되지 않도록 기계적으로 차단되었습니다.

RTM 의 기능에는, 다음과 같은 것이 있습니다.

  • RF 신호 사전/후 처리(필터링, 업/다운 변환, 벡터 디/변조)
  • 디지털 신호 전/후 처리
  • 클럭 생성/배포
  • 디바이스 인터페이스
  • 날짜 저장
  • CPU(MCH-RTM만)

레퍼런스

  1. ^ a b "MicroTCA Overview". PICMG. Retrieved 2021-10-20.
  2. ^ cpci_atca. "Successful AdvancedTCA history rides on many shoulders". PICMG Systems&Technology. Retrieved 2021-10-20.
  3. ^ "MicroTCA Base Specification". PICMG. Retrieved 2021-10-21.
  4. ^ "MicroTCA Base Specification R2.0". PICMG. Retrieved 2021-10-21.
  5. ^ "Air Cooled Rugged MicroTCA Specification". PICMG. Retrieved 2021-10-21.
  6. ^ "Hybrid Air/Conduction Cooled MicroTCA Specification". PICMG. Retrieved 2021-10-21.
  7. ^ "Hardened Conduction Cooled MicroTCA Specification". PICMG. Retrieved 2021-10-21.
  8. ^ "MicroTCA Enhancement for Rear I/O and Precision Timing Specification". PICMG. Retrieved 2021-10-21.

외부 링크