EMBEDDED
50 • NOVEMBRE • 2013
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HARDWARE
μTCA
Le terminazioni devono essere previste sul backplane, ai due
estremi, e le schede AMC devono implementare stub di con-
nessione di lunghezza inferiore a 30 mm. È inoltre prevista la
distribuzione di segnali di clock dedicati, TCLKA e TCLKB, con
topologia radiale, tra ogni modulo AMC e l’MCH nominale. I
moduli AMC possono essere configurati come uscita o ingresso
su tali linee. I segnali sono di norma in standard LVDS, o, even-
tualmente, M-LVDS, qualora non sia richiesta elevata banda. Le
terminazioni devono essere implementate sui moduli AMC e
MCH, cercando, al solito, di avere sulle schede stub di connes-
sione di limitata lunghezza. Le linee TCLKC e TCLKD supporta-
no analoga implementazione ma sono connesse all’MCH ridon-
dato in topologie dual-star, come già accennato in precedenza.
Un esempio di applicazione
Nella figura 3 è mostrato un tipico esempio di applicazione di
sistemi μTCA.4 in esperimenti di fisica.
Il concetto di base può ovviamente essere esteso più o meno
analogamente ad altri ambiti, nei settori medicale o industriale.
Il sistema consiste di schede AMC per acquisizione dati (ad
esempio con funzionalità di conversione A/D), Single Board
Computer AMC (per semplicità non riportato in Fig. 3) per scopi
di elaborazione dati, controllo e comunicazione, il modulo di
sincronizzazione e l’MCH (oltre evidentemente al Power Supply
Unit e al Cooling System). Il modulo di sincronizzazione genera
il di clock di campionamento e i segnali trigger per gli ADC che
sono distribuiti, rispettivamente, mediante una delle due linee
radiali (TCLKA o TCLKB) e le connessioni a bus M-LVDS. Il
bus PCIe (con una banda maggiore di 400 Mbyte/s sulle quattro
linee riservate) è utilizzato dall’SBC per configurare le schede
periferiche ed eventualmente acquisire i dati campionati. In
alternativa questi possono essere scambiati utilizzando proto-
colli seriali proprietari, accedendo alle porte generiche 17 – 20
lasciate non specificate dallo standard.
Una piattaforma application-ready
per sistemi μTCA
Performance Technologies (PT) è una delle aziende che hanno
partecipato alla definizione dello standard μTCA.4. L’azienda si
caratterizza per la disponibilità di piattaforme application-ready
e blades negli standard μTCA e compacPCI per applicazioni in
ambito NGN (Next Generation Network), server multi-protocol-
lo, sistemi di distribuzione di dati radar e simili.
Monterey 8000 (Fig. 4), in particolare, è la più recente soluzione
presentata da PT compatibile con la specifica μTCA.4.
La piattaforma ha dimensione 8U, fattore di forma compatibile
con installazioni da rack 19” e 21”. Supporta fino a 4 PSU ridon-
dati, rimovibili in hot-swap, con ingresso in AC (da 100 a 240 V,
50-60 Hz) e potenza di 720 W o 2 con ingresso in DC (da -40.5 a
-60 V DC) e potenza di 1100 W.
La potenza massima erogabile per ogni slot AMC è in accordo
alle raccomandazioni μTCA.4 (ovvero 80 W) ma è disponibile
pure una configurazione con capacità per singolo slot fino a
160 W. Il sistema di cooling segue un concetto di tipo push/
pull front-to-back, con due comparti ventole, di cui uno installato
in basso che forza all’interno del cabinet aria a temperatura
ambiente e uno disposto sulla parte superiore che estrae invece
l’aria esausta verso l’esterno.
Il sistema implementa ridondanza N+1 e supporta manutenzione
in hot-swap. Il backplane ha la topologia dual-star mostrata nella
precedente figura 2, con connettività (aggregata) fino a 40 GbE
verso tutti gli slot AMC, 2 slot per gli MCH in configurazione
ridondata e fino a 12 slot 4HP double per payload AMC di tipo
mid-size o full-size; per moduli full-size sono occupati 2 slot
contigui, con una area complessiva di 6HP, ed è quindi richiesto
un filler 2HP. Su tutti gli slot è ovviamente previsto il supporto
per modulo di espansione μRTM. La piattaforma è qualificata
per installazioni NEBS (Network Equipment-Building System)
Level 3 ed ETSI (European Telecommunication Standard
Institute) con disponibilità five-nines (99.999%) nella configura-
zione ridondata.
AMC671 è l’MCH realizzato da PT compatibile con la piatta-
forma Monterey. La scheda (Fig. 5) implementa due switch
indipendenti, gestiti da due processori Freescale dedicati, con
supporto per interfacce 1 GbE e 10 GbE per la gestione, rispetti-
vamente, della Base Fabric e della Fat Pipe di interconnessione
dei moduli AMC; sono supportati fino a 12 payload.
Versioni con supporto PCIe e Serial RapidIO per la Fat Pipe
sono previste per il prossimo futuro. L’AMC671 è dotato di fun-
zionalità MCMC (MicroTCA Carrier Management Controller),
in grado di gestire mediante IPMI fino a 12 schede AMC, l’MCH
stesso, fino a 4 moduli di potenza e i due comparti ventole. Su
pannello frontale sono disponibili uplink 1GbE e 10 GbE oltre
a una porta Ethernet 10/100 per la gestione out-of-band, una
Fig. 6 - AMC124, un SBC per piattaforme
μTCA.4
