ATCA基础知识

1、北京思安华胜科技有限公司 ATCA基础知识 ATCA基础知识什么是ATCAATCA与传统电信平台比较ATCA规范标准ATCA平台构成ATCA性能与优势什么是ATCAATCA=Advanced Telecom Computing Architecture，先进电信计算架构PICMG=PCI Industry Computer Manufacturer Group，PCI工业计算机制造组织什么是ATCAATCA是开放式、标准化的硬件标准ATCA是PICMG制定的ATCA是电信级硬件平台的开放式标准架构什么是ATCA什么是ATCAATCA为电信级平台创建了一种硬件规格模式标准刀片式板卡+标准机箱目标

2、是为电信级平台解决高带宽、高可用性、低成本、易于升级维护、可扩展性、可管理性以及可互操作性问题什么是ATCA电信级硬件平台FemtoCell（毫微微蜂窝基站）网关无线安全网关WLAN ACDPI & Traffic Shaping软交换&IMSATCA与传统电信平台的比较COTS=Commercial-Off-The-Shelf，商用现成品或技术，是指可以采购到的具有开放式标准化接口的产品TEM=Telcom Equipment Manufacturer，电信设备制造商ATCA与传统电信平台的比较传统电信平台建立在各家厂商封闭、专有的系统之上软硬件模块互不兼容ATCA与传统电信

3、平台的比较ATCA与传统电信平台的比较ATCA架构开放式、标准化、模块化的硬件平台架构不同厂商的产品可以相互兼容ATCA与传统电信平台的比较ATCA与传统电信平台的比较电信设备制造商（TEM）在构建业务系统时可以有众多的选择众多的第三方厂商提供的成熟商业化（COTS）的软硬件构建模块采用这些标准软硬件模块，TEM可以快速开发新的业务平台，加快新产品上市时间，显著降低采购和系统开发成本ATCA与传统电信平台的比较ATCA与传统电信平台的比较ATCA规范标准PICMG 1.x PCI/ISA无源背板规范 PCI=Peripheral Component Interconnect，外设组件互连标准

4、ISA=Industrial Standard Architecture，工业标准结构总线PICMG 2.x CompactPCI规范（cPCI）ATCA规范标准PICMG 3.X ATCA规范ATCA在PICMG规范中的标准描述是：ATCA是为下一代融合通信及数据网络应用提供一个高性价比的、基于模块化结构的、兼容的、并可扩展的硬件架构，同时以模块结构的形式呈现以支持符合现代传输需求的科技或应用ATCA规范标准核心规范PICMG 3.0定义了机械结构电源分配散热系统系统管理数据传输ATCA规范标准辅助规范定义了数据传输的协议、规范 PICMG 3.1以太和光纤通道传输PICMG 3.2Infi

5、niBand 传输PICMG 3.3星型传输PICMG 3.4PCI Express传输PICMG 3.5Rapid I/O传输ATCA平台构成ATCA平台的构成：机框刀片式板卡背板电源分配系统散热系统机框管理系统ATCA平台构成刀片式板卡可以简单按位置分为前插单板和后插单板前插单板就是通常说的ATCA单板，可以分为业务单板和交换单板后插单板就是后端转换模块（RTM），为前插单板提供接口扩展ATCA平台构成ATCA平台构成ATCA平台构成ATCA平台构成Front Board280 x 322mm9,0dmBackplaneRTM70 x 322mm2,2dmRTM (Rear Transit

6、ion Module)Front BoardATCA平台构成Zone 2 connector (high speed serial)Front BoardZone 1 connector (power, shelf management)Front Board280 x 322mm9,0dmAlignment/ keyingZone 3 connector (custom specific I/O)ATCA前板连接器前板连接器ATCA平台构成背板背板ATCA平台构成ATCA平台构成背板拓扑结构ATCA架构的背板拓扑结构主要有：双星（Dual Star）双双星（DualDual Star）全网状

7、互连（Full Mesh）ATCA平台构成ATCA平台构成双星结构在ATCA机框内有两块交换单板，每块交换单板与机框内其他的每一块单板都有一条独立通道互连双双星结构在机框内有四块交换单板，每块交换单板与机框内其他的每一块单板都有一条独立通道互连。ATCA平台构成全网状互连结构机框内的每块单板与其他的每一块单板都有一条独立的通道互连。全网状互连结构不需要中心交换结构，每块单板都可以做数据转发和数据处理。全网状互连结构具有很大的灵活性，比较适合机框槽位较少的系统。ATCA平台构成背板数据传输ATCA的背板数据传输包括业务平面（交换接口、更新通道）和控制平面（基本接口、同步时钟接口）背板连接器的数据

8、传输接口分布（下页）.Channels in ATCA BackplaneUpdate Channels(10 diff. pairs each)Sync Clocks(3 x2 diff. 6pair total)Fabric InterfaceHigh-speed Star(8 diff. pairs each, 120 pairs)Base Interface Ethernet Star(4 diff. pairs each, 64 pairs)IPMB Star(2 traces each)-48VDC Power(2 feeds of 48V, RTN)8 Ring/Test Lin

9、esCMMCMMSwitch (Fabric) Blades14 Slots : 6HP (1.2) Board PitchNode Blade Zone2Zone1IPMB-管理层；Base Interface-控制层；Fabric-数据层ATCA平台构成基本接口（Base Interface）Base Interface可以理解为ATCA架构的管理控制平面总线，一般在系统中用来传输控制面信息支持10/100/1000 BAST-T以太网通道双星型拓扑结构交换单板的Base Interface提供以太网通道与其他单板相连，每条通道是以4对差分线的形式在背板传输其他单板有两条通道，分别与两块交

10、换单板相连ATCA平台构成ATCA平台构成交换接口（Fabric Interface） Fabric Interface是ATCA架构的业务平面的数据通道，为ATCA单板提供高速数据传输 Fabric Interface提供以太网通道以供机框内单板互连 Fabric Interface的每个通道（Channel）由8对差分线（4对接收、4对发送）构成，每两对差分线（1对接收，1对发送）构成一个端口（Port） Fabric Interface支持ATCA架构的多种拓扑结构 Fabric Interface 支持多种传输协议（见ATCA辅助规范）ATCA平台构成ATCA平台构成更新通路（Upda

11、te Channel） 更新通路可以理解为相临两块单板之间的专属内部链接通路，提供状态信息共享 例如在热备份系统中提供互锁信号，如备份板在规定时间内收不到主系统有效信号，备份板将接管系统同步时钟接口（Synchronization Clock Interface） 同步时钟接口采用冗余总线连接方式，提供6对/3种时钟信号ATCA平台构成机框管理系统ShMC=Shelf Management Controller，机框管理控制器IPMI=Intelligent Platform Management Interface，智能平台管理接口IPMC=IPM Controller，智能平台管理控制器I

12、PMB=IPM Bus，智能平台管理总线FRU=Field Replaceable Units，现场置换单元IC=Inter-Integrated Circuit 总线ATCA平台构成IPMI：Intel、DELL、HP及NEC等公司共同提出的开放标准的硬件管理接口规格，定义了嵌入式管理子系统进行通信的特定标准IC 总线：由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备ATCA平台构成ATCA机框管理系统由两个独立互为热备份的ShMC和位于各个业务板卡上的IPMC组成ShMC是系统管理模块，完成机框设备管理、传感器/事件管理、风扇框/电源框管理、用户管理、IPMI协议处理

13、、远程维护等功能ATCA平台构成IPMC位于ATCA架构的单板和其他机框组件上，完成其上各种关键硬件资源的监视、控制及管理，如热插拔处理、电源管理、风扇管理等ATCA平台构成IPMB总线是整个ATCA系统的系统管理总线，由两条IC总线组成，通过背板连接器连接ShMC与各单板、配电框、风扇框的IPMC，完成监控命令的下发和告警信息的上报。IPMB总线提供双总线或双星型配置，以冗余架构保证系统可靠性ATCA平台构成电源分配系统 ATCA电源主要是为了满足电信级应用对大功率的需求 单板最大功率可达200W300W 供电方式：-48V电源直接引入单板 在电源供给上采用双冗余电源以防止电源供给异常引发单

14、点故障ATCA平台构成散热系统ATCA平台构成ATCA的先进性能高性能网络通信设备的要求：高性能网络通信设备的要求： 足够强的数据处理能力 足够高的数据传输速度 足够多的外部连接接口 安全而高效的系统管理机制 标准而可靠的系统连接方式 易于维护的系统结构 良好的开放性和可扩展性 抗恶劣环境 容错性强ATCA的先进性能 背板高速传输，总带宽可达2.5Tbps； 全冗余架构（板卡、背板、管理及电源），提供高可靠性； 点对点交换结构，支持双星型、全网状等多种网络拓扑； 支持热插拔，确保系统运行不中断，易于升级维护； 高可用性，系统设计支持99.999%可用性； 每单板200W的散热功率，支持高性能CPU、网络处理器； 大尺寸刀片式板卡，支持高性能硬件模块和高I/O密度； 系统规模灵活，可扩展，可以满足多种网元的需求； AMC高级夹层卡，支持出色的刀片级模块化和可扩展性； 后端转换模块（RTM）支持后部I/O扩展； 支持智能平台管理接口（IPMI），可提供远程系统管理能力ATCA的优势ATCA的最大优势是：标准化、模块化缩短开发时间，快速部署新应用业务