ATCA ＆ MicroTCA
AdvancedMC モジュール
対 応 製 品 概 要
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Ensemble AMC搭載 プロダクツ
AdvancedMC プロダクツ ATCA Blade プロダクツ
Advanced TCA とは
• 2000 年 次世代テレコム用 OEMとして ハイエンド ＆ローコストな基地局等のシステム向けに規格化 – オープンスタンダードな拡張システム – 高速プロセッサー対応（温度対策） – 多彩なモジュール拡張性（ATCA, AMC, FMC） – 10Gbps サポート バックプレーン – リダンダント対応システムマネージメント – 各ブレード Dual -48v 電源サポート • PICMG 3.ｘ , ATCA スタンダード– Advanced Telecommunications Computing Architecture – テーラーメイドされたサーバのようなチップセットと冷却システム
• シェルフマネージャーによる2重システム管理
• バックプレーンのデータパスは、スター＆メッシュ構造によるシリアル多重高帯域を 確保
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フォームファクタ 簡易比較
6U x 160 mm
0.8” pitch (20.32 mm)
57 in
2(368 cm
2)
50 Watts
CompactPCI®
8U x 280 mm
1.2” pitch (30.48 mm
140 in
2(903 cm
2)
200 Watts
AdvancedTCA
TMATCA メカニズム
Front Board ( 8U x 280 mm ) Rear Board ( 8U x 70 mm ) Direct Mate RTM (approx 95 mm of board edge real estate) Zone 1 Zone 3 Zone 2 Exhaust Fans Telco Alarm Board -48 VDC Power Input • Zone 3– Custom rear transition – Unspecified • Zone 2 – Fabric Interface • RapidIO • GigE • Fiber Channel – Base Interface • Zone 1 – IPMI(Intelligent Platform management Interface) – Power
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AdvancedTCA シャーシ
600 mm deep chassis/shelf
Supports 14 or 16 boards (19” or 23”)
Front Board and Rear Transition Module (RTM)
200 W/Slot 5W RTM
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AdvancedTCA バックプレーン
•
3x 接続 ゾーン（ATCAブレード）
–
Zone 1 ： 電源供給 ＆ シェルフマネジメント
–
Zone 2 ： データ転送用I/F (200x 差動ペア)
(Dual Star , Dual-Dual Star, Full Meshed)
•
ベース I/F (64x ペア)
•
ファブリック I/F(120x ペア)
•
アップデート用 I/F (10x ペア)
•
同期クロック I/F (12x ペア)
–
Zone 3 ： ユーザーIO
PMC モジュール ： トップマウント式 CompactPCI , VME, PCI
Board and Advanced TCA等に搭載可
AMC モジュール ：フロントローディング式 AdvancedTCA, MicroTCA等に搭載可
AMC vs. PMC フォームファクタ比較
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AdvancedTCA キャリアブレード
• Advanced Mezzanine Card (AdvancedMC) Modules – Single-Width/Full-Height
– Single-Width/Half-Height (Stacked Modules) – Double-Width/Full-Height
– Double-Width/Half-Height
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アプリケーション例 半導体製造装置
• Low-latency Control Loop Application
– Hard, deterministic, real-time constraints
– Bus-based system unable to keep up
– Proprietary I/O interface
• 5-Slot ATCA Solution
– Carrier blades with RapidIO switches
– MPQ-101 PowerQUICC III AMCs
– Mfib-101 Fiber I/O AMC
アプリケーション例 – サテライト基地局
• ビームフォーミング
– Extreme Performance
– 15 TeraOPS
– 300 Gbps of I/O
• 標準＆カスタムモジュール使用
– 100 FPGAs on BCE-100 blades
– Unformatted Data Movement
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WiMAX、LTE用ATCA試験機（実例）
•
柔軟性、高バンド幅、低レイテンシが重要
– ダウンリンク：100Mbps
– アップリンク：50Mbps
– レイテンシ（パケット）：5ms以下
•
sRIO / ATCAベースのソリューション
– BCC-101：sRIOスイッチ搭載のキャリアブレード
– BSW-101：RapidIO/GigEスイッチブレード
– MPQ-101：PowerQUICC III AMC
– MPC-102：PowerPC 8641D AMC
BCC-201 Quad AMC キャリアカード
• BCC-201 Quad AMC キャリアカード – 4個のsRIO AMC ベイ （スロット）
– マルチキャストをサポートするTundra製 Serial RapidIO スイッチ
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BSW-201 sRIO / Base GigE スイッチブレード
•
BSW-201 sRIO / GigE スイッチブレード
– ホストプロセッサとハードディスクが
搭載可能な2個のAMC ベイ
– Tundra Tsi578
• マルチキャストをサポート
– 優れた頑強制（mid height AMC 専用）
– Base GigE スイッチの管理のための
MPQ-101 PowerQuicc AMC
•
MPQ-101 の機能
– Freescale MPC8548 PQIII プロセッサ – 1x, 4x Serial RapidIO
– SODIMM DDR2 memory
– フロントパネル GigE and USB
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MPC-102 MPC 8641D PowerPC AMC
• MPC-102 AMC の機能 – Freescale MPC8641D プロセッサ – クロック速度：1.0 GHz /1.33 GHz – 1x, 4x Serial RapidIO – 533 MHz のメモリクロック – フロントパネルに GigE とUSB を搭載 – IPMI 2.0と互換性があるSerial-over-LANMTI-104 Quad TI DSP AMC
•
MTI-104 AMC の機能
– 4つのTI 1GHz TCI6482
– 各DSPに対して2x sRIOを搭載 – GigE のインターフェースを搭載
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MTI-203 TI DSP / Xilinx FPGA AMC
•
MTI-203 AMC の機能
– 3つのTI 1GHz TCI6482を搭載 – Xilinx Virtex-4 FX100 – Tsi578 sRIO スイッチ – 4x SRIO (10Gbps)インターフェース – GigE インターフェース – WiMAXとLTEの用途に最適 – フロントパネルにJTAGにLVDS を搭載21
MXI-205 Xilinx V5 FPGA Vita 57 AMC
• Xilinx Virtex 5 FPGA
– 16MB QDRII/DDRII SRAM (x2) – 256MB DDR2 SDRAM (x2) – 再構成様のCPLDマネージャ
• AMC コネクタ
– 2 - XAUI / RapidIO / PCI-E / 10GigE – Dual GigE
• VITA 57フロントパネルI/Oオプション（FMC）
– Dual SFP+ （XFPと互換性有り） – Quad GigE, Dual 10GigE
– A/D D/Aモジュール
• FPGA機能
– FPGA Explorer
– MCS_FDK開発環境
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MXI-205 Xilinx V5 FPGA Vita 57 AMC
• FMC (FPGA Mezzanine Card)
– VITA で規格化されたメザニンカードの一つ – AD/DA、光、シリアル等の I/O 機能のみ実装 – FPGA に直結する配線構成（設計も用意）
MFib-100 シャーシ間通信用AMC
• フロントパネルにsRIOとGigEを搭載
• sRIOからFiberへの変換
• 1000BXから1000BASE-Tへの変換
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MCH2020 – µTCA スイッチ/ ハブ
• ベース・インターフェース・スイッチ – 12+2 のGigEポートを搭載 – Layer 2（非管理） • ファブリック・インターフェース・スイッチ – 12+2の SRIOポートを搭載 – Tsi578（マルチキャストをサポート） • マネージメント・コントローラ – IMPIから各AMCへの放射状接続 – ファンと電源へのデュアルバス接続25
ソフトウェア・プロダクト群
Ensemble Software SupportName Function Supported modules
IPMI
IPMI BSP System management Released with Ensemble Products
SRIO Utilities
RIOConfig System RapidIO configuration MPQ-101 (PQIII) and MPC-102 (PPC) RIOLoader Code loader for DSPs MTI-104 and MTI-203 (TI DSPs)
SRIO API Libraries
RIOLibrary Programmatic system configuration MPQ-101 (PQIII) and MPC-102 (PPC) RIOConfig Load and control DSPs MTI-104 and MTI-203 (TI DSPs) RIOLoader Library Generic support
SRIO Diagnostics
DIAG8548 SRIO System Diagnostic Utility MPQ-101 (PQIII host) - AMCs (target)
SAL
PPC SAL Scientific Algorithm Library MPC-102 (PPC)
DSP IP Library
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ハードウェア マトリックス（ブレード製品）
Ensemble Blade Products
Name Function Switches µP DSP FPGA
Carrier Cards
BCC-101 Carrier Blade 2 x Tsi568 BCC-201 (upgrade) Carrier Blade 2 x Tsi578
Switch Blades
BSW-101 Switch Blade 6 x Tsi568 MPC8548 BSW-201 (upgrade) Switch Blade 3 x Tsi578 MPC8548
FPGA Compute Blades
BCE-100 Dense FPGA Blade 5 x V4-FX60 4x V4-SX55 BCE-200 (concept) Dense FPGA Blade Altera or
WiMAX、LTE用uTCAレファレンスシステム
• 目的のアプリケーション – WiMaxとLTE • 演算処理能力 – MPC-102 PPC 8641D AMC （制御用） • 8641D PPC（2個） • MACレイヤの補助用には枚数を追加 – MTI-203 DSP / FPGA AMC• PHYとMAC用のTI Himalaya DSP（24 個） • TPC用FPGA（8個） • I/0 – MXI-205 Virtex5（vita57 FMC付き） • V5 SXT95、LXT110（2個） – FMC - SFP+ / XFP fiber I/O • 10GigE、又は1GigE • MCH – GigEスイッチ（ベースインターフェース） – sRIOファブリック・インターフェース・スイッチ – マネージメント・コントローラ – Telco / GPSクロックモジュール
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MicroTCAとは
•
シャーシ・バックプレーンはもとより、シェルフマネジメントまでPICMG
に準拠した、最新の組み込みプラットフォーム
•
AMC （Advanced Mezzanine Card）をそのままモジュールとして使用
•
コストパフォーマンスは、Compact PCI と Advanced TCA の中庸辺り
アプリケーション例 無線基地局 ルータ Vo インターネット プロトコル Access Aggregation functions
Modular telecom line units
次世代Digital Loop キャリア
光ネットワーク
Wi-Fi and Wi-Max
Ethernet ハブ
Optical Add/Drop マルチプレクサ
セキュリティ プロセッサ
Integrated Access Devices
Small scale service nodes
Enterprise
AMC モジュール シャーシ (筐体) 冷却システム部 電源システム部 バックプレーン バーチャルキャリアマネージャ(VCM) マイクロTCA コントロールハブ(MCH) マネージメント＆コントロール ベース ファブリック（データパス） クロック JTAG
MicroTCA システム 構成例
30 300mm （共通奥行） 19” 4U シャーシ 19” 2U シャーシ “キューブ” 型 その他 カスタムにも対応
フォームファクタとしての MicroTCA シャーシ
MicroTCA バックプレーン 構造
•
Dual Star ： ベース＆拡張ファブリック （データパス）
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µTCA 信号処理システム
•
アプリケーション例
– イメージング, パケット監視, 画像処理, レーダーシステム, など•
Serial RapidIO ファブリック
•
MPC-102
– PowerPC 8641D (Dual Core)
•
MXI-205
µTCA 8641D 信号処理システム
構成・仕様 ‒ 8x MPC-102 8641D搭載 AMC ‒ 2x RapidIO MCH2020 Switch ‒ バックプレーン＆ フロント GbE I/F ‒ 10-slot ATCA シャーシ ‒ Serial RapidIO ソフトウェア ‒ システムインテグレーション＆テスト アプリケーション例 ‒ スモール エンド レーダー ‒ ソナー 開発用サポート‒ Performance Porting Package ‒ SAL（Scientific Algorisms Library）
MCH2020 – RapidIO Switch
R
a
p
id
IO
MPC-102 – 8641D MPC-102 – 8641DG
ig
E
th
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構成・仕様
‒ 1x MPC-102 8641D AMC (Host) ‒ 8x MXI-205 LXT110 FPGA AMC ‒ 2x RapidIO MCH2020 Switch ‒ バックプレーン＆ フロント GbE I/F ‒ 10-slot ATCA シャーシ ‒ Serial RapidIO ソフトウェア ‒ システムインテグレーション＆テスト アプリケーション例 ‒ 情報収集用プラットフォーム ‒ スモールスケール ビームフォーミング ‒ 観測システム MSW-100 – RapidIO Switch
R
a
p
id
IO
G
ig
E
th
MXI-205 LXT110 FPGA MPC-102 8641D AMC MXI-205 LXT110 FPGAµTCA FPGA 信号処理システム例
© Mercury Computer Systems, 35 BACKPLANE
MicroTCA ブロックダイヤグラム
AMC 1 AMC 2 AMC 3 AMC 4 AMC 5 AMC 6 AMC 7 AMC 8 AMC 9 AMC 10 AMC 11 AMC 12 Cooling Unit 1 Cooling Unit 2 Power Module 3 Power Module 1 Power Module 2 Power Module 4 MCH 1 MCH 2 JSM36
Pico TCA スターターキット
• MicroTCA バックプレーンサポート ：AMC.0, AMC.1, AMC.2, AMC.3, AMC.4 準拠
• トップ＆ボトムカバー着脱可能： 開発時動作中にAMC基盤にアクセスを実現（JTAG） • フロント部に2機の着脱式 エアフィルター＆ファン付トレイを搭載
38 System/Power Controller AMC 2 Cooling Unit 2 AMC 1 IPMB-L JTAG Power
Cross-connected Base Channel , Fabric and Extended Fabric (AMC Port 0 through AMC Port 20)
Cooling Unit 2
