MicroTCA

ATCA的简化版本

MicroTCA构架类似于ATCA的一种简化版本。它兼容了ATCA的高性能、高带宽，AMC的灵活性，创造了极高集成度的同时，极大地降低了成本，减小了系统空间和规模，无需载板的设计更加方便了AMC模块的使用。从而使其能够很好的满足中低端通信、工业、军事、医疗、多媒体等领域的应用需求。

构架

1.产生背景

近年来，电信领域对带宽及信号处理的要求越来越高。但是对大多数基于CPCI、VME总线的处理器系统而言，总线带宽已经成为制约系统处理能力的瓶颈。VME64X的总线带宽为320Mb/s，已经不能满足要求高吞吐量、低延迟的系统。随着对更高系统带宽、总线速度、实时性、系统可靠性、温度范围、散热、及更小空间等方面越来越高的要求，迫切需要一种新的运算架构来满足信号处理的需求。PICMG协会在ATCA构架的基础上提出了MicroTCA构架。

2.MicroTCA 主要标准

兼容ATCA、AMC.0规范；可裁减的成本、尺寸、以及模块；模块化的设计；可扩展的背板带宽，1－40Gb/s；300mm、19英寸可上架机箱，支持高级系统管理；每个AMC模块20-80W的散热；支持-40°－+65°的温度范围；可靠性99. 9%－99. 999%；最低8年的使用寿命；支持星型、双星型、和全网状拓扑结构；支持热插拔。

3.MicroTCA 系统构成一个个典型的MicroTCA系统包括：12块AMC模块、1或2个MCH（MicroTCA Carrier Hub）、互连背板以及电源、散热等模块。见图1。MicroTCA系统支持AMC.0的所有4种规格的板卡。MCH是MicroTCA系统的主要组成部分之一，功能类似于载板，以容纳AMC模块。作为载板集中器，MCH能够同时进行12个AMC模块之间的互连和管理。

软件特点

MicroTCA最初的想法非常简单，就是把AMC模块插入到背板上。但最终的MicroTCA延伸了这个概念，它定义了Virtual Carrier，可以支持多达12个的不同形式的AMC模块，并提供冗余性。这也是Virtual Carrier另一个优于AMC Carrier的地方。要知道，AMC模块并不提供冗余的I/O。这样，MicroTCA才能达到6个九的高可靠性要求。

1.MicroTCA的一些特性

可靠性能高达99.999%

可选冗余的配置

支持所有类型的AMC模块

可选支持热插拔的Virtual Carrier

支持全高的AMC模块

2.MicroTCA的优势

MicroTCA极大的扩大了应用的范围并有效的降低成本。MicroTCA的机箱接受任意不同形状的AMC模块，包括单宽，双宽，全高，半高任意形式的组合。这样，应用的范围更多样化了。从最开始设想的电信/企业应用，扩展到栅极计算技术，Wi-Fi，Wi-Max，医疗，工业等……这些都是因为AMC模块及MicroTCA的技术特性所提供与保障的。

降低产品的成本

MicroTCA使用标准化的模块，都是在功能上可以互换的部件，应用范围的增大能使AMC模块的产量增加，从而也有助于成本的降低。并且，与全副武装的ATCA shelf相比，MicroTCA除去了交换卡和ShMC，还可以根据对系统能力的不同要求而更精确的计算成本，实现更低成本的配置。

更快的Time to market

像乐高积木式的标准模块化组合极大的减少了研究开发时间，并增大了产品的灵活性。

更低的升级成本

当开发者需要对所有的系统进行升级时，比如，要求处理器能有更强大的计算能力，会发现更换AMC处理板要比更换一整块的ATCA板卡划算得多！因为ATCA的板卡往往集成了许多其他的不需要的附加功能。

减少宕机带来的负面影响

一个失效的AMC 线卡会占用4个T1 channel，而一个ATCA板卡则会占用36个。

减少备用品供给的成本

在实际应用中，不管到底有多少个channels的需求，所提供的备用模块可能只需要一到两个模块，而不是能提供整整36个channel的ATCA板卡。这个概念不仅仅是应用在备用零部件上，还同样适用于shelf。

减少了维护和更换的时间

随着标准化的功能模块的出现，同样也会将在线功能的测试方法给标准化。这将有助于减少维护和更换的时间。

3.MicroTCA的主要组成

Virtual Carrier

Virtual Carrier提供：

IPMB系统管理

Fabric Switch

时钟管理和分配

JTAG 接口和测试

Virtual Carrier Manager（VC Mgr）

VC Mgr的目的是为所有的12个AMC模块提供支持，它使用Carrier IPMC（类似于AMC规范定义的连接关系）和ShMC接口。这使得单独的ShMC就不需要用了。

VC Mgr提供多达60lanes至Fabric Switch的连接，这既可以为12个AMC模块提供Common Option Control Interface和Fat Pipes Interface，也可以设置为为多达60个AMC模块提供Common Option Control Interface。它支持各种协议，包括PCI Express，Ethernet等。并且，它可以设置port-to-port的协议。

VC Mgr还可以提供Clock Management。Clock1将是一根星型的双工总线，而Clock2，Clock3则是两条双工的并行总线。

VC Mgr也支持JTAG测试。

MicroTCA背板

根据配置的不一样，MicroTCA的背板形式也将是多样化的

MicroTCA机箱

和背板一样，机箱的形式也会根据配置的不同表现出多样化。

应用

由于MicroTCA结构和性能上的特点，使我们能用它实现一个成本更低，外形更小的系统，使用最新的AMC模块，依然延续ATCA的高可靠性。

1.无线基站

ATCA的高带宽、冗余性，大容量板卡，高功率容量使得其非常适合于大规模，高可靠性的电信系统，如RNC及其他核心设备。而MicroTCA更低廉的成本，更小的物理形式，模块化和高灵活性，VC Mgr提供的控制能力与AMC模块强大的处理能力使其成为无线基站的理想选择。

路由器

MicroTCA背板上强大的数据通信能力与模块化特性使其非常适合数据包路由应用。VC Mgr提供交换结构与控制，而AMC模块可支持多种I/O接口并提供强大的包数据处理能力。MicroTCA的冗余特性更提高了可靠性。