Развитие технологий в последнее время и общая тенденция перехода к использованию коммутируемых структур последовательного типа вместо параллельной шины привели к появлению ряда стандартов на новые типы платформ, выпущенных организациями PICMG и VITA.
Примечание 1
Ниже приведен материал из статьи: А.Рыбаков, Н.Слепов. Компьютерные встраиваемые технологии — тенденции развития. // Электроника, 2006, 4.
Спецификация VME VXS (VITA 41)
VITA 41 – стандарт ANSI (VITA 41.x), объединяющий параллельный VMEbus со всеми типами коммутируемых структур. Спецификация VME VXS посвщена шине VME с коммутируемой структурой последовательного типа (VXS — VMEbus Switched Serial – коммутируемая последовательная структура с шиной VMEbus). Первоначально (2002) это были Infiniband (VXS.1) и RapidIO (VXS.2), предложенные VSO (VME Standard Organization – Организация по стандартизации VME).как стандарт VITA 41, затем 1/10GE (VXS.3) и 3GIO (VXS.4), известный как PCIe, и, наконец, StarFabric. В результате группа спецификаций VXS выглядит сейчас так:
В отличие от наметившейся (в связи со стандартом VITA 34) тенденции к радикальному изменению формата карты и традиций VMEbus, стандарт VITA 41 преследовал другую цель: возродить лидирующую роль VMEbus с традиционным форматом 6U, используя достижения последних лет в виде коммутируемых структур последовательного типа. Это давало возможность сохранить преемственность решений и продлить действие уже вложенным инвестициям. Поэтому, в обеспечение возможности использования коммутируемых структур, при разработке стандарта предлагалось:
Таким разъемом стал MultiGig RT-3 компании Tyco Electronics, допускающий скорость передачи выше 10 Гбит/с и число сочленений не менее 250. Установка, наряду с 18 обычными Еврокартами, снабженными дополнительными разъемами P0 для поддержки 4-полосного дуплексного потока (4 ґ 1 Гбайт/с), еще двух коммутирующих Еврокарт, снабженных (вместо разъемов P1 и P2) 18 высокоскоростными разъемами P0, позволяет одновременно коммутировать/управлять 18 четырехполосными дуплексными потоками обычных карт (в дополнение к обычным потокам по параллельной шине VMEbus). Ясно, что объединительная панель должна быть 20-слотной.
Поддержка базовым стандартом VITA 41 вариантов, рассчитанных на разные протоколы коммутируемых структур, позволяет применять поддерживающие их карты, распознаваемые с помощью ключей. Реализовать такое решение достаточно сложно. Один из вариантов – использовать программируемые матрицы FPGA. Они дают возможность быстрой реконфигурации, т.е. обеспечивают такое гибкое решение, которое годится как для обычных, так и коммутирующих карт.
Спецификация VPX (VITA 46)
Спецификация VPX, или VITA 46 (2005), направленная, как и VITA 41, на поддержку лидирующей роли VMEbus в военных и аэрокосмических приложениях, основана на другом подходе. Она, поддерживая формат 6U, включила новый формат 3U, необходимый для компактных приложений, и полностью заменила все разъемы новым высокоскоростным (6,25 Гбит/с) разъемом MultiGig RT-2 (7 рядов контактов, 192 пары). Как и VITA 41, VITA 46 использует преимущества коммутируемых структур последовательного типа: RapidIO, PCI Express+AS и InfiniBand. Она также включила поддержку целого ряда технологий ввода-вывода: цифровое видео, 10GE, Serial Attached SCSI, Serial ATA, RocketIO (FPGA).
В результате пришлось разработать новую универсальную карту, выполняющую роли обычной и коммутирующей карты, и отказаться от совместимости с предыдущими стандартами на уровне карт и объединительной панели. Однако такая совместимость частично обеспечена разработкой гибридной объединительной панели, которая имеет четыре слота типа VME64x, два слота типа VITA 41 и 14 слотов типа VITA 46. Новая карта допускает установку на ней мезонинных модулей PMC/XMC стандартной длины. Продумана также система гашения электростатического разряда с помощью шины заземления, соединенной с разъемом RT-2.
Карта 6U имеет 160 дифференциальных информационных пар контактов, из которых только 32 контакта используются для коммутируемых структур, и восемь одиночных контактов, что больше, чем имела плата VME64x (205 одиночных контактов). Карта 3U имеет 64 дифференциальные пары контактов и 16 одиночных контактов, что позволяет использовать одну мезонинную плату на SBC формата 3U.
Общая концепция VITA 46 включает использование оптического ввода/вывода, что позволит значительно снизить уровень электрических помех и наводок. Для этой цели блоки P5 и P6 в нижней части карты могут заменяться оптическими разъемами.
Хотя шесть слотов в гибридной объединительной панели можно использовать для установки старых карт, считается, что со временем производители перейдут целиком на карты VITA-46 и отдадут, в будущем, предпочтение картам 3U, комплектуемым мезонинными картами. В этом смысле можно предположить, что в дальнейшем пользователи будут выбирать одно из двух альтернативных решений: VITA 41 (для обычных приложений, ориентированных на карты 6U) или VITA 46 (для компактных приложений, ориентированных на карты 3U).
Спецификация AdvancedTCA (ATCA)
AdvancedTCA – усовершенствованная архитектура телекоммуникационных вычислений – это стандарт PICMG 3.0 (12.02, R1.0) на конструктив телекоммуникационного оборудования следующего поколения, разработанного Консорциумом PICMG и одобренного всеми ведущими производителями связного оборудования. Он покрывает разработку конструкции шасси, объединительной панели и формата карт, обеспечение питания и охлаждения, взаимосвязь и взаимодействие блоков, RASM и организацию различных интерфейсов.
Базовые элементы. Учитывая специфику приложений, стандарт рассчитан на использование 19", 23" и 600-мм стоек. Учитывая насыщенность рабочих карт компонентами, конструктив рассчитан на использование двух типов фронтальных карт (ВхГхШаг): 6U х160 х 20,3 мм (0,8") и 8U х 280 х 30,5 мм (1,2") и одной задней карты (RTM) 8U х 70 х 30,5 мм, сопрягаемой с фрон, тальной картой разъемами. Плата 8U поддерживает установку до четырех стандартных СМС или PMC шириной 75 мм.
Задний торец плат разделен на три зоны. Первая (нижняя) используется для установки разъема питания и для служебных целей. Вторая – для установки пяти разъемов Р20-Р24 для поддержки транспортного интерфейса данных. Третья (верхняя) – для установки разъема пользователя (его тип пока не определен) для операций ввода/вывода.
Конструктив ATCA обеспечивает развитый менеджмент и сервисное обслуживание всех внутренних систем: питания, охлаждения, контроля состояния модулей и передачи данных. В частности, осуществляется низкоуровневое сервисное обслуживание аппаратного обеспечения с помощью контроллеров полки/шасси и интеллектуальной платформы, допускающих "горячую" вставку/замену карт/плат в слоты (которых может быть до восьми). Питание карт/плат/модулей – универсальное дублированное 48/60 В с DC-DC-преобразователями на картах/платах/модулях. Высокоуровневое сервисное обслуживание осуществляется через Интернет с помощью протоколов TCP/IP и SNMP. Охлаждение воздушное – контролируемое датчиками температуры.
Общая схема транспорта данных основана на использовании четырех интерфейсов, передающих данные внутри карты/платы и между плат через объединительную панель:
Для последовательной коммутируемой структуры допускается использование трех топологий:
Консорциум PICMG в дополнение к базовой спецификации 3.0 (ATCA) разработал ряд сопутствующих спецификаций:
АТСА – первая в мире открытая телекоммуникационная платформа, рассчитанная на применение в беспроводных, проводных и оптоволоконных приложениях, широко использующая коммутационные структуры последовательного типа и поддержанная всеми ведущими производителями встраиваемого связного оборудования. АТСА рассчитана на терабитный уровень трафика, стандартный системный менеджмент, изменяемые топологии. Она допускает резервирование, фронтальный и задний ввод/вывод, высокую степень масштабируемости.