AdvancedTCA 數據傳輸
Jeff
Munch 李瑞/譯 2003/09/15
AdvancedTCA PICMG 3.0 規范涵蓋多種數據傳輸：提供系統管理、控制層面、數據層面的連接。各自的電氣聯(lián)結和數據傳輸的拓撲結構因基于特定傳輸的需求而不盡相同。ATCA的所有傳輸模式都是構架在高可靠度的系統之上，故不會(huì )因為單點(diǎn)故障而導致傳輸的癱瘓。多傳輸模式的選擇使得控制和數據傳輸分離,
而每種傳輸類(lèi)型又可被區分為單個(gè)獨立的傳輸。ATCA系統的集成使用者需要對背板、節點(diǎn)板(Node)、交換板(Fabric)的傳輸能力進(jìn)行足夠的了解。
系統管理
管理系統的信息傳輸和IPMI(智能平臺管理接口)指令集被用作對ATCA框架的管理，包括對電源的管理、電子鑰匙和機架內溫度的監控。系統管理是通過(guò)機框管理控制器（ShMC）執行的。機框管理控制器(ShMC)負責完成對ACTA系統中的現場(chǎng)置換單元(Field
Replaceable Units, FRU) 如 單板,電源、風(fēng)扇、溫度傳感器的管理。ShMC能夠讀取當前FRU的狀態(tài)也可以命令FRU進(jìn)入不同的電源狀態(tài)。舉個(gè)例子,如果ShMC觀(guān)測到機框內溫度發(fā)生躍升，它就可能控制風(fēng)扇提高轉速;ShMC同樣負責對ATCA機架內電源的管理，如果電源開(kāi)始對ACTA
單板進(jìn)行供電，單板唯一可以運行的部分是系統管理，ShMC決定單板那些可以全部啟動(dòng)以及何時(shí)啟動(dòng)。系統管理架構的實(shí)體承載是基于I2C 接口的IPMB(智能平臺管理總線(xiàn))。I2C是一條具備數據和時(shí)鐘的雙串行信號線(xiàn),
I2C總線(xiàn)使用100Khz時(shí)鐘和3.3V信號。ATCA規范制定要求2個(gè)IPMB總線(xiàn)，分別冠以IPMB-A和IPMB-B，兩條總線(xiàn)合一稱(chēng)之為IPMB-0。IPMB可以以雙總線(xiàn)或雙星型配置方式實(shí)現。之所以要求雙IPMB總線(xiàn)是為了保證系統管理子系統的可靠性。IPMB總線(xiàn)被用作聯(lián)接ShMC與ATCA單板和ATCA機架中FRUs的橋梁。雙IPMB總線(xiàn)可同時(shí)被使用以加倍傳輸頻寬，但設計者必須考慮萬(wàn)一其中一條IPMB總線(xiàn)失靈所帶來(lái)的沖擊。典型的ATCA背板上系統管理間的互聯(lián)如下圖所示，在背板上有兩個(gè)ShMC槽位，兩個(gè)交換槽位，11個(gè)節點(diǎn)槽位和1個(gè)風(fēng)扇的連接。值得說(shuō)明的是管理總線(xiàn)與所有的節點(diǎn)槽、交換槽通過(guò)一對雙備援的ShMC聯(lián)接。
基本接口 (Base Interface)
基本接口提供ATCA 機框內的IP傳輸，基本接口是一個(gè)支持10/100/1000 BAST-T以太網(wǎng)的雙星型結構。一個(gè)ATCA機框包含兩個(gè)交換槽，可容納基本接口的兩個(gè)以太網(wǎng)交換板，他們之間有兩個(gè)10/100/1000
BASE-T連接通路以便于交換板之間的通訊及備援；每個(gè)節點(diǎn)槽位與每一個(gè)交換槽位之間都有一個(gè)連接通路。一個(gè)基本接口通路（節點(diǎn)板與交換板之間的連接）由四對插分線(xiàn)組成。ATCA規范制定背板包含基本交換連接。ATCA單板并不要求支持基本接口，但必須提供一個(gè)IP傳輸,也允許交換槽位與ShMC槽位之間保持一個(gè)連接。如果交換接口(Fabric
Interface)支持IP傳輸，那么ATCA單板并不被要求支持基本接口。基于IP的服務(wù)要求是為了在A(yíng)TCA機框中提供一個(gè)基本數據傳輸，IP服務(wù)可被用以網(wǎng)絡(luò )開(kāi)機、遠程監控或高端的系統管理。
在上面的背板圖中，兩個(gè)交換槽位在A(yíng)TCA機框中提供一個(gè)雙星型的基本接口。這個(gè)背板也支持可選的交換槽位和機框管理控制器之間的鏈接通路。
交換接口(Fabric Interface)
交換接口是ATCA機框中的主要數據傳輸接口。ATCA協(xié)議在每個(gè)板子上定義了多達15個(gè)通訊通路。這些通訊通路可以被配置成全網(wǎng)狀拓撲結構或雙星型拓撲結構。在雙星拓撲結構中每塊板同兩個(gè)不同的交換板都有通路。交換板在機框中扮演交換核心的角色。在全網(wǎng)狀拓撲結構中，每一個(gè)單板與其它任意單板都保持一個(gè)鏈接通路。下圖描繪了雙星型和全網(wǎng)狀結構中的內部互鏈的配置。
PICMG 3.0針對互連做了電氣和實(shí)體上的定義，但沒(méi)有就傳輸支持的協(xié)議做定義。PICMG3.X一類(lèi)的子規范定義了用于通路之間的傳輸協(xié)議。每個(gè)交換通訊鏈路由8對3.125GHz的低電壓插分信號鏈接組成。每個(gè)鏈路(channel)由4個(gè)通訊口(port)組成，每個(gè)通訊口(port)有2對插分鏈接。概要地說(shuō)：1個(gè)口(port)有兩對鏈接，4口(port)（8對）組成一個(gè)通訊鏈路(channel)。由于每一對支持3.125GHz的信號速率，因此一個(gè)口(port)可以支持6.250GHz，一個(gè)通訊鏈路(channel)可以支持25GHz的流量。當使用典型的編譯碼機制的話(huà)，一個(gè)通訊鏈路可支持20Gb/sec半雙工或10Gb/sec全雙工傳輸。電子鑰匙的使用保障了在一個(gè)聯(lián)接的兩端的技術(shù)是兼容的前提下，兩個(gè)ATCA單板的連接才能有效。ACTA當前支持以太、光纖(fibre
channel)（PICMG3.1）、, Infiniband? (PICMG 3.2), StarFabric? (PICMG 3.3), 和
PCI Express (PICMG 3.4) 構架。至于對RapidIO?支持，正在進(jìn)行當中，將會(huì )成為PICMG3.5協(xié)議。
更新通路(Update Channel)
更新通路在兩個(gè)相臨的ATCA單板之間提供10對插分信號鏈接。更新通路的傳輸在協(xié)議中沒(méi)有指定，而是由設計者決定。可以想象，在一個(gè)需要雙備援備份的應用中，兩個(gè)相似的板子將會(huì )使用更新通路去共享狀態(tài)信息。電子鑰匙保證只有在相同功能的兩塊單板在通路的兩頭時(shí)，更新通路才起作用。協(xié)議還要求背板支持更新通路，而單板對其的支持是可選的。
總結
AdvancedTCA對數據傳輸提供一個(gè)多樣性的復合集合。這些數據傳輸包括系統管理、基本接口、交換接口和更新信道。系統管理傳輸是為了對構架于I2C上的機框管理IPMI數據提供支持。基本界面提供一個(gè)基于IP使用10/1000/1000
BASE-T的以太傳輸。交換接口提供主要數據傳輸,而與傳輸協(xié)議無(wú)關(guān)。更新通路在一定程度上說(shuō)是相臨兩塊單板之間為共享狀態(tài)信息而建立的專(zhuān)屬內連通路。ATCA的使用者需要針對特定應用決定傳輸類(lèi)型的必要性并確保使用的單板與所需的子規范兼容。
凌華科技公司供稿 CTI論壇編輯
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