ATCA & MicroTCA AdvancedMC モジュール 対応製品概要

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1 ATCA & MicroTCA AdvancedMC モジュール 対応製品概要

2 Ensemble AMC 搭載プロダクツ MicroTCA(2 12 スロット ) AdvancedTCA システム ( スロット ) ATCA Blade プロダクツ AdvancedMC プロダクツ 2

3 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 3 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 Compact PCI システムからのステップアップに最適

4 フォームファクタ簡易比較 CompactPCI AdvancedTCA TM 6U x 160 mm 0.8 pitch (20.32 mm) 57 in 2 (368 cm 2 ) 50 Watts 8U x 280 mm 1.2 pitch (30.48 mm 140 in 2 (903 cm 2 ) 200 Watts 4

5 ATCA メカニズム Exhaust Fans Zone 3 Telco Alarm Board Custom rear transition Unspecified Zone 2 Front Board ( 8U x 280 mm ) Zone 3 Direct Mate RTM (approx 95 mm of board edge real estate) Fabric Interface RapidIO GigE Fiber Channel Base Interface Zone 1 Zone 2 Zone 1 Rear Board ( 8U x 70 mm ) IPMI(Intelligent Platform management Interface) Power -48 VDC Power Input 5

6 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 6

7 7 ATCA 14 スロットシャーシ構造

8 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 8

9 AMC vs. PMC フォームファクタ比較 従来型 B-to-B コネクタ フロントローディング新型コネクタ 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 9

10 10 ATCA キャリアブレードと AMC モジュール

11 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 Optimized for AdvancedTCA Carriers 11

12 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 Proprietary-to-RapidIO Custom AMC 12

13 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 13

14 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 14

15 BCC-201 Quad AMC キャリアカード BCC-201 Quad AMC キャリアカード 15 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 優れた頑強制 (mid height AMC 専用 )

16 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 優れた頑強制 (mid height AMC 専用 ) 搭載可能な2 個のAMC ベイ Base GigE スイッチの管理のための Tundra Tsi578 ソフトウェア 16 マルチキャストをサポート

17 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 IPMI 2.0と互換性があるSerial-over-LAN 17

18 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-LAN 18 18

19 MTI-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 19 19

20 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 20 20

21 MXI-205 Xilinx V5 FPGA Vita 57 AMC 21 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 21 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 MCS_Memoryコントローラ

22 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 ) 22 22

23 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 シャーシ間 及びシェルフ間の通信をサポート 23

24 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 2424

25 ソフトウェア プロダクト群 Ensemble Software Support Name 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 Lite-Weight IP Stack TFTP, DHCP, UDP/TCP sockets support MTI-104 and MTI-203 (TI DSPs) 25 25

26 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 BCE-200 (concept) Dense FPGA Blade Dense FPGA Blade 5 x V4-FX60 4x V4-SX55 Altera or Xilinx V

27 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 ) I/0 MCH 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 ) MXI-205 Virtex5(vita57 FMC 付き ) V5 SXT95 LXT110(2 個 ) FMC - SFP+ / XFP fiber I/O 10GigE 又は 1GigE 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 27

28 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 防衛分野 28

29 MicroTCA システム構成例 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 29

30 フォームファクタとしての MicroTCA シャーシ 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 30

31 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 ) リダンダント & ノンリダンダントに標準両対応 (2x PM& 2xMCH) 31

32 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 V-5 FPGA & フロントパネル I/O(FMC) 32 32

33 µtca 8641D 信号処理システム 構成 仕様 8x -102 MPC8641D 搭載 AMC 2x RapidIO MCH2020 Switch バックプレーン & フロントGbEI/F 10-slot シャーシ ATCA Serial RapidIO ソフトウェア システムインテグレーション & テスト Gig Eth RapidIO アプリケーション例 スモールエンドレーダー ソナー MPC D MCH2020 RapidIO Switch MPC D 開発用サポート Performance Porting Package SAL(Scientific Library Algorisms ) 33

34 µtca FPGA 信号処理システム例 構成 仕様 1x MPC D AMC (Host) 8x -205 MXI LXT110 FPGA AMC 2x RapidIO MCH2020 Switch バックプレーン & フロントGbEI/F 10-slot シャーシ ATCA 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 MXI-205 LXT110 FPGA MPC D AMC Gig Eth RapidIO MSW-100 RapidIO Switch MXI-205 LXT110 FPGA 34

35 MicroTCA ブロックダイヤグラム Power Module 1 Power Module 2 Power Module 3 Power Module 4 MCH 1 MCH 2 JSM Cooling Unit 1 Cooling Unit 2 BACKPLANE AMC 1 AMC 2 AMC 3 AMC 4 AMC 5 AMC 6 AMC 7 AMC 8 AMC 9 AMC 10 AMC 11 AMC 12 Mercury Computer Systems, Inc. 35

36 36 Scope Alliance バックプレーンマッピング

37 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 V AC ~ 48.0V DC 外部電源 37

38 Pico TCA スターターキット 2x AMC 用バックプレーン : クロス接続構造 (MCH 不要 ) System/Power Controller that creates the required IPMI to allow the two AMC function as if they were in MicroTCA like environment Cross-connected Base Channel, Fabric and Extended Fabric (AMC Port 0 through AMC Port 20) Cooling Unit 2 AMC 1 AMC 2 System/Power Controller Cooling Unit 2 IPMB-L JTAG Power 38