PICMG3.0規(guī)范---先進(jìn)的通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu)(ATCA)

1、PICMG3.0規(guī)范-先進(jìn)的通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu)（ATCA）2005-10-13作者：Jeff Munch 凌華科技 2001年9月，PICMG(全球PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造組織)成立了一個(gè)委員會(huì)起草滿足高吞吐量、高可靠性的下一代計(jì)算機(jī)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。該委員會(huì)由代表了工業(yè)和電信設(shè)備制造商及終端用戶的105個(gè)公司組成，其目標(biāo)是建立、修改并計(jì)劃在2002年底發(fā)布新的規(guī)范。經(jīng)過(guò)12個(gè)月的奮戰(zhàn)，PICMG3.0規(guī)范-先進(jìn)的通訊計(jì)算機(jī)構(gòu)架（ATCA）如期發(fā)布。整個(gè)過(guò)程中，組織內(nèi)的各個(gè)團(tuán)隊(duì)分別負(fù)責(zé)問(wèn)題的不同方面，為最終達(dá)到一個(gè)實(shí)用的解決方案的期望而努力，其中的核心團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)監(jiān)控整個(gè)進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)并解決過(guò)程中出現(xiàn)的潛在的不兼容性

2、和障礙。這個(gè)規(guī)范的發(fā)表無(wú)疑是工程界的快速有效合作的很好范例。PICMG3.0規(guī)范有460頁(yè)長(zhǎng)，整個(gè)制訂過(guò)程花費(fèi)5人年的會(huì)議和電話協(xié)商的時(shí)間。本文將對(duì)規(guī)范形成背后的動(dòng)機(jī)作以闡述，同時(shí)對(duì)規(guī)范本身做一個(gè)全面的介紹.PICMG 3.0的目標(biāo)： PICMG標(biāo)準(zhǔn)化組織要求任何新規(guī)范的制訂須以SOW（Statement of Work）的形式開(kāi)始。SOW提供指導(dǎo)用以確保標(biāo)準(zhǔn)與原始目標(biāo)吻合而不過(guò)分背離。PICMG 3.0的SOW是："PICMG3.0標(biāo)準(zhǔn)是為下一代融合通訊及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供一個(gè)高性價(jià)比的，基于模塊化結(jié)構(gòu)的、兼容的、并可擴(kuò)展的硬件構(gòu)架,同時(shí)以模塊結(jié)構(gòu)的形式呈現(xiàn)以支持符合現(xiàn)代傳輸需求的科

3、技或應(yīng)用。在核心標(biāo)準(zhǔn)中定義機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱管理、電源分配和系統(tǒng)管理。PICMG3.0規(guī)范的特色是專注于電信運(yùn)營(yíng)級(jí)需求"可靠性、可用性、適用性（RAS）"的應(yīng)用，同時(shí)附帶目的則為加速在高可靠度資料中心(HA Data Center)對(duì)此技術(shù)的采用.此規(guī)范的目標(biāo)更清楚針對(duì)那些未能被現(xiàn)存CompactPCI 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范或?qū)偌軜?gòu)滿足的應(yīng)用，PICMG 3.0及其輔助規(guī)范將帶給這樣的應(yīng)用市場(chǎng)提供一個(gè)良好解決方案。"。事實(shí)上，大多數(shù)PICMG 3.0 委員會(huì)成員業(yè)已根生于CompactPCI生態(tài)環(huán)境，并正在探索新的平臺(tái)用以承載下一代通訊和資料應(yīng)用。其間大家曾嘗試著對(duì)2.X標(biāo)準(zhǔn)的

4、修改來(lái)滿足電信市場(chǎng)的需求，但只取得了有限的效果，最終不得不承認(rèn)原有的CompactPCI規(guī)范不能滿足電信應(yīng)用對(duì)單板空間、功耗、帶寬、系統(tǒng)管理的要求，新的標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)運(yùn)而生。一系列家族式的規(guī)范： PICMG 3.0規(guī)范的標(biāo)題為先進(jìn)的通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu),簡(jiǎn)稱ATCA,但這會(huì)帶來(lái)一些混淆，因?yàn)?ATCA是指的一系列規(guī)范，PICMG 3.0只是其中一個(gè)。事實(shí)上PICMG 3.0 有別于其它PICMG 規(guī)范，它是由一個(gè)核心規(guī)范- PICMG3.0和一系列輔助規(guī)范組成。ATCA家族中的核心規(guī)范定義了ATCA系列規(guī)范中的機(jī)構(gòu)、電源、散熱、互聯(lián)、系統(tǒng)管理部分;輔助規(guī)范內(nèi)容則定義了在核心規(guī)范中互聯(lián)的傳輸方式。實(shí)質(zhì)上，核

5、心規(guī)范定義了板對(duì)板通訊的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聯(lián)接，而輔助協(xié)議定義了這些點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聯(lián)接的協(xié)議、規(guī)范?，F(xiàn)今，四個(gè)輔助協(xié)議已經(jīng)被確認(rèn)通過(guò),它們是：3.1以太和光纖傳輸；3.2 InfiniBand 傳輸；3.3 星形傳輸；3.4 PCI Express傳輸。另一個(gè)輔助協(xié)議PICMG3.5-高級(jí)結(jié)構(gòu)互聯(lián)/串行高速I/O傳輸正在制訂中。輔助協(xié)議的靈活性帶來(lái)了易用性;ATCA產(chǎn)品的整合制造商將需要更多關(guān)注熱門系統(tǒng)平臺(tái)中板卡使用的輔助協(xié)議。一個(gè)使用PICMG3.1-以太和光纖傳輸?shù)膯伟鍖⒉荒芎鸵粋€(gè)使用PICMG3.2-InfiniBand傳輸?shù)膯伟逶诩軜?gòu)中進(jìn)行通訊。單板規(guī)格介紹： PICMG 3.0機(jī)構(gòu)要求主要來(lái)自于對(duì)600

6、mm ETSI 和19" EIA標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜空間使用的研究。PICMG3.0委員會(huì)在考慮單板尺寸能支持下一代元器件對(duì)物理和散熱的需求的同時(shí)，機(jī)箱空間能和板子能達(dá)到最大限度的配合和利用。最初的工作是基于歐規(guī)卡的標(biāo)準(zhǔn)，繼而又提升到支持低成本的片狀金屬架構(gòu)(簡(jiǎn)單電訊封裝)。對(duì)后走線模塊的支持滿足了對(duì)后I/O應(yīng)用的需求。在決定可以使用的單板空間時(shí)，也充分考慮了前、后板的進(jìn)深范圍以供大量電纜束綁空間。經(jīng)過(guò)對(duì)不同規(guī)格尺寸的單板的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行討論之后，PICMG3.0組織統(tǒng)一規(guī)格如下：前板 8U x 280mm，進(jìn)深1.2" pitch，選配后板8U x 70mm深?；?.2" pi

7、tch，19" EIA機(jī)框可以支持14槽，而600mm ETSI的機(jī)框可以支持16槽。下圖所示為600mm ETSI機(jī)架中的ACTA前后單板的側(cè)視圖：電源介紹： PICMG 3.0 單板功耗最高200瓦，盡管就當(dāng)今的硅技術(shù)而言，200W看上并不起眼，但是一框有16個(gè)200瓦單板的機(jī)框功耗就達(dá)到3200瓦，一個(gè)機(jī)架里如果有三框其功耗就達(dá)到了10K瓦。板子功耗高于200瓦，寬度就要翻倍,而這些板子就需要借助兩槽寬度用于散熱。當(dāng)功耗是200W時(shí)，給單板引入直流低點(diǎn)壓（3.3V，60A）變得不可行。標(biāo)準(zhǔn)的通訊設(shè)備是48V，200W時(shí)輸出是4A。在多數(shù)電信環(huán)境，具備48VDC電源，因而不用提供

8、電源框。在電源供給上引入雙冗余電源用以消除電源供給異常所引發(fā)的單點(diǎn)故障。電源聯(lián)接頭的針腳包括用來(lái)確定PICMG3.0單板正確插入位置的調(diào)整針,以及電源管理針腳。傳輸簡(jiǎn)介： PICMG3.0包含多種傳輸，這些傳輸模式如圖由下而上依序提供系統(tǒng)管理層、控制層、資料層等的聯(lián)接。系統(tǒng)管理是基于一條與各槽位都相連的I2C雙串行信號(hào)線,系統(tǒng)管理信息則是基于IPMI規(guī)范被擴(kuò)展到在PICMG3.0規(guī)范中使用。系統(tǒng)管理總線也是冗余方式確保在一條總線故障情況下，管理信息仍正常傳遞。在資料層旁邊的控制層稱作Base接口 (Base Interface)，Base接口是一個(gè)雙星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有冗余的交換刀片和以太網(wǎng)BA

9、ST-T信號(hào),在PICMG3.0中提供IP傳輸，這點(diǎn)在架構(gòu)定義上非常像PICMG 2.16。PICMG 3.0單板的高速數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)Fabric接口(Fabric Interface)，F(xiàn)abric接口是基于3.125Gbps SERDES信號(hào)，可以在星型和全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中支持10Gb的傳輸速率。正如上面提到的，PICMG3.0核心規(guī)范定義了Fabric接口的信號(hào)和互聯(lián)，而輔助規(guī)范定義了用于傳輸?shù)膮f(xié)議。PICMG 3.0背板的互聯(lián)支持全網(wǎng)狀Fabric接口，雙星型Base接口和冗余的系統(tǒng)管理，如下圖所示：總結(jié)： PICMG3.0規(guī)范是PCIMG組織制訂有史以來(lái)最大的規(guī)范-460頁(yè)的長(zhǎng)度令人嘆為觀

10、止。本文只是對(duì)PICMG3.0架構(gòu)進(jìn)行基本的介紹，未涉及PICMG3.0的其它部分，如震鈴(Ring)和 測(cè)試(Test) 總線，更新信道 (Update Channel)，時(shí)鐘同步(Synchronization Clocks )，系統(tǒng)管理能力等等。盡管PICMG 3.0規(guī)范已經(jīng)發(fā)布，委員會(huì)仍然每周舉行電話會(huì)議，回顧并解決一些未參與制訂PICMG3.0規(guī)范的廠商參閱PICMG 3.0規(guī)范開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的模糊認(rèn)識(shí)和誤解。值得一提的是，在制定此規(guī)范時(shí)許多來(lái)自于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之間的協(xié)作:PICMG3.0組織有最好的設(shè)計(jì)師和天才工程師，盡管他們來(lái)自相互競(jìng)爭(zhēng)的公司，大家坐下一起來(lái)討論電信計(jì)算機(jī)設(shè)備的發(fā)展的藍(lán)

11、圖，并最終把眾多不同的觀點(diǎn)和理念融合成PICMG3.0規(guī)范，這無(wú)疑是產(chǎn)業(yè)界合作的最佳典范。 符合AdvancedTCA平臺(tái)的主機(jī)媒體處理2005-11-02英特爾公司供稿摘要：利用英特爾主機(jī)媒體處理軟件和英特爾網(wǎng)擎 MPCBL0001高性能單板計(jì)算機(jī)構(gòu)建經(jīng)濟(jì)適用的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素。 介紹新一代媒體處理技術(shù)，該技術(shù)旨在降低總體擁有成本和實(shí)現(xiàn)將媒體處理解決方案迅速投入市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)。英特爾主機(jī)媒體處理（HMP）軟件應(yīng)用于下一代電信平臺(tái)、符合AdvancedTCA的基礎(chǔ)模塊。該軟件提供基本媒體服務(wù)，開(kāi)發(fā)人員可使用這些服務(wù)為語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)構(gòu)建靈活、可擴(kuò)展和經(jīng)濟(jì)適用的模塊化網(wǎng)絡(luò)元素。在符合Advanced

12、TCA的高性能單板計(jì)算機(jī)上采用最新、最強(qiáng)大的英特爾處理器可實(shí)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算平臺(tái)上經(jīng)濟(jì)而有效的執(zhí)行媒體處理功能，而先前執(zhí)行這些功能則需要集成的數(shù)字信號(hào)處理芯片。AdvancedTCA規(guī)范 PICMG3.x規(guī)范，或AdvancedTCA（ATCA）標(biāo)準(zhǔn)，是一項(xiàng)業(yè)界倡導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)，旨在為運(yùn)營(yíng)級(jí)電信解決方案創(chuàng)建一種新型的板卡（刀片式）和機(jī)箱外形規(guī)格。ATCA旨在通過(guò)為多種標(biāo)準(zhǔn)交換架構(gòu)（包括以太網(wǎng)和PCI Express）提供支持，滿足下一代通信應(yīng)用的要求，并為制造商提供滿足苛刻用戶要求的諸多功能。ATCA提供動(dòng)態(tài)空間，以實(shí)現(xiàn)新一代模塊化、高性能卻經(jīng)濟(jì)適用的電信解決方案。除了高達(dá)2.4TB/秒的增強(qiáng)架構(gòu)可擴(kuò)展

13、性外，ATCA還支持可擴(kuò)展的多協(xié)議接口，每板卡200W的功率預(yù)算以及大型8U×280mm×1.2"板卡外形規(guī)格。過(guò)渡到標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)有的專有解決方案正在向ATCA遷移，以充分利用基礎(chǔ)模塊解決方案的標(biāo)準(zhǔn)化和不斷提高的可用性。ATCA標(biāo)準(zhǔn)旨在使客戶能夠快速、無(wú)縫且低成本轉(zhuǎn)變其電信應(yīng)用。英特爾HMP的一般平臺(tái)適用性與ATCA平臺(tái)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)靈活性相結(jié)合為電信提供商提供一個(gè)強(qiáng)大的解決方案集。 向基于ATCA標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模塊的轉(zhuǎn)變帶來(lái)了以下重要優(yōu)勢(shì)： ·降低庫(kù)存和啟動(dòng)成本 減少初始資本投資 ·降低開(kāi)發(fā)成本 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)不再需要專用硬件 ·降低部署成本 軟件

14、安裝和配置成本比硬件低 ·降低備件成本 硬件可用于執(zhí)行多種功能 ·降低維護(hù)成本 系統(tǒng)配置標(biāo)準(zhǔn)化后，維護(hù)工作更容易進(jìn)行，而且還降低了培訓(xùn)成本英特爾媒體處理基礎(chǔ)模塊 英特爾網(wǎng)擎MPCBL0001單板計(jì)算機(jī)符合ATCA規(guī)范，可達(dá)到更高性能水平，此標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算刀片通過(guò)英特爾E7501芯片組提供單或雙低電壓至強(qiáng)處理器（1.6GHz或2.0GHz），ATCA標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模塊組件提供動(dòng)態(tài)系統(tǒng)管理（IPMI 1.5），高刀片密度以及符合NEBS-3的設(shè)計(jì)，從而確保ATCA平臺(tái)在高可用性電信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用時(shí)具有良好的可靠性和運(yùn)營(yíng)級(jí)質(zhì)量。 憑借4GB以上的DDR-266內(nèi)存、雙千兆位以太網(wǎng)以及可選的光

15、纖通道，MPCBL001為英特爾HMP軟件提供一個(gè)極為強(qiáng)大的平臺(tái)。利用HMP軟件，開(kāi)發(fā)人員能將其媒體處理算法和控制軟件從自定義軟件域和相對(duì)昂貴的專用板卡遷移到基于標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放模型以及標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算平臺(tái)。 目前，應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員需要購(gòu)買板卡和計(jì)算平臺(tái)，才能開(kāi)始開(kāi)發(fā)新的電信應(yīng)用。利用英特爾HMP軟件，開(kāi)發(fā)人員在進(jìn)行簡(jiǎn)單的軟件安裝后就可以著手新電信應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。如此降低的啟動(dòng)成本，再加上集成的新興互聯(lián)網(wǎng)電信，旨在新一代經(jīng)濟(jì)適用的創(chuàng)新應(yīng)用。圖1 基于AdvancedTCA的SGSN、GGSN系統(tǒng)演示圖2 基于故障轉(zhuǎn)移和系統(tǒng)管理演示的AdvancedTCA 在符合ATCA的單板計(jì)算機(jī)上運(yùn)行英特爾HMP軟件，是一種適

16、用于低端部署（利用單個(gè)計(jì)算平臺(tái)運(yùn)行應(yīng)用程序和進(jìn)行媒體處理）的經(jīng)濟(jì)適用的解決方案。這一基礎(chǔ)模塊的組合還旨在用于需要磁盤存儲(chǔ)和高級(jí)媒體處理（如語(yǔ)音識(shí)別和文語(yǔ)轉(zhuǎn)換）支持的高密度解決方案。經(jīng)濟(jì)適用的媒體處理 在英特爾至強(qiáng)處理器上引入DSP功能，是一種部署主機(jī)媒體處理功能的極為經(jīng)濟(jì)適用的技術(shù)。運(yùn)行于英特爾至強(qiáng)處理器上的HMP軟件致力于使單個(gè)處理器能夠取代可擴(kuò)展到DS-3甚至OC-3的密度的平臺(tái)上的多個(gè)DSP。英特爾HMP軟件支持兩項(xiàng)重要功能：語(yǔ)音媒體處理算法和軟件語(yǔ)音交換。具體應(yīng)用包括： ·通告 使u律或A律音頻數(shù)據(jù)從硬盤上的文件流出，并通過(guò)線性播放器資源轉(zhuǎn)換成電信音頻流 ·交互語(yǔ)音

17、應(yīng)答（IVR） 將通告與雙音多頻（DTMF）或按鍵式信號(hào)檢測(cè)程序算法結(jié)合起來(lái)。此功能包括插入技術(shù)，這是一種檢測(cè)到DTMF數(shù)字或監(jiān)測(cè)到語(yǔ)音時(shí)就停止通告的功能。 ·會(huì)議 在三向會(huì)議中橋接語(yǔ)音流 ·譯碼 根據(jù)G.729a和G.723.1壓縮算法壓縮語(yǔ)音 ·傳真 轉(zhuǎn)換T.30/T.17調(diào)制解調(diào)器流，以便用傳真?zhèn)鬏敇?biāo)記圖像文件格式（TIFF）文件 ·語(yǔ)音 執(zhí)行多種語(yǔ)音技術(shù)功能，包括TTS、語(yǔ)音菜單和大型詞匯表部署架構(gòu) 模塊化的下一代網(wǎng)絡(luò)將語(yǔ)音和數(shù)據(jù)合并在單個(gè)包基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中。這使兩種主要的架構(gòu)可用于媒體服務(wù)：基于直通電路的網(wǎng)絡(luò)接口和基于包的IP網(wǎng)絡(luò)接口。下圖說(shuō)明這兩種

18、架構(gòu)。英特爾HMP軟件可在這兩種架構(gòu)中提供媒體處理。 圖3 媒體服務(wù)器部署架構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò) 基于包的IP網(wǎng)絡(luò)部署只需要以太網(wǎng)絡(luò)接口。服務(wù)提供商正在向標(biāo)準(zhǔn)的100BaseT和千兆位以太網(wǎng)轉(zhuǎn)移，作為互聯(lián)網(wǎng)主干服務(wù)和電信語(yǔ)音連接的主要接口。服務(wù)提供商正在部署媒體網(wǎng)絡(luò)，以便使用IP語(yǔ)音將電路網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)音流轉(zhuǎn)換為基于以太網(wǎng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。以太網(wǎng)的普遍性使得為標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算平臺(tái)以及臺(tái)式PC和便攜式PC配備以太網(wǎng)接口成為必要。因此，可以在包含HMP軟件的平臺(tái)上部署以太網(wǎng)電信媒體服務(wù)器，而不需要其它任何語(yǔ)音處理硬件。這些以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)使基于以太網(wǎng)的電信媒體服務(wù)器可以為舊式電路客戶端和基于IP的客戶端提供語(yǔ)音媒體處理。軟交換應(yīng)

19、用 目前，同一類型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器平臺(tái)還用于軟交換應(yīng)用中的呼叫處理功能?？梢酝ㄟ^(guò)在與軟交換相同的服務(wù)器平臺(tái)上運(yùn)行的HMP，將電信媒體處理服務(wù)輕易的添加到這些網(wǎng)絡(luò)中。這種新類型的部署將取代目前所用的專用媒體處理平臺(tái)。使用同構(gòu)硬件平臺(tái)的經(jīng)濟(jì)效益非常誘人。由于降低了備件成本、培訓(xùn)成本以及管理系統(tǒng)的集成成本，因此顯著降低了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商和企業(yè)服務(wù)提供商的總體擁有成本。此類部署還支持通過(guò)軟件升級(jí)新功能，從而加快了市場(chǎng)投放，縮短了創(chuàng)新周期。結(jié)束語(yǔ) 將電信媒體處理功能遷移到基于ATCA的計(jì)算硅芯片和業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算平臺(tái)，電信設(shè)備供應(yīng)商和企業(yè)渴望極大的提高性能。而英特爾HMP軟件和ATCA平臺(tái)的結(jié)合，使開(kāi)發(fā)人員能夠

20、將其電信媒體處理解決方案從自定義的軟件域和相對(duì)昂貴的專用板卡，遷移到適用于大容量計(jì)算平臺(tái)的基于標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放軟件模型上。采用基于標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)模塊可以顯著減少新興電信服務(wù)的啟動(dòng)成本和總體擁有成本。PICMG3.0規(guī)范-先進(jìn)的通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu)（ATCA）2005-10-13作者：Jeff Munch 凌華科技 2001年9月，PICMG(全球PCI工業(yè)計(jì)算機(jī)制造組織)成立了一個(gè)委員會(huì)起草滿足高吞吐量、高可靠性的下一代計(jì)算機(jī)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)。該委員會(huì)由代表了工業(yè)和電信設(shè)備制造商及終端用戶的105個(gè)公司組成，其目標(biāo)是建立、修改并計(jì)劃在2002年底發(fā)布新的規(guī)范。經(jīng)過(guò)12個(gè)月的奮戰(zhàn)，PICMG3.0規(guī)范-先進(jìn)的通訊計(jì)算機(jī)

21、構(gòu)架（ATCA）如期發(fā)布。整個(gè)過(guò)程中，組織內(nèi)的各個(gè)團(tuán)隊(duì)分別負(fù)責(zé)問(wèn)題的不同方面，為最終達(dá)到一個(gè)實(shí)用的解決方案的期望而努力，其中的核心團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)監(jiān)控整個(gè)進(jìn)程，發(fā)現(xiàn)并解決過(guò)程中出現(xiàn)的潛在的不兼容性和障礙。這個(gè)規(guī)范的發(fā)表無(wú)疑是工程界的快速有效合作的很好范例。PICMG3.0規(guī)范有460頁(yè)長(zhǎng)，整個(gè)制訂過(guò)程花費(fèi)5人年的會(huì)議和電話協(xié)商的時(shí)間。本文將對(duì)規(guī)范形成背后的動(dòng)機(jī)作以闡述，同時(shí)對(duì)規(guī)范本身做一個(gè)全面的介紹.PICMG 3.0的目標(biāo)： PICMG標(biāo)準(zhǔn)化組織要求任何新規(guī)范的制訂須以SOW（Statement of Work）的形式開(kāi)始。SOW提供指導(dǎo)用以確保標(biāo)準(zhǔn)與原始目標(biāo)吻合而不過(guò)分背離。PICMG 3.0的S

22、OW是："PICMG3.0標(biāo)準(zhǔn)是為下一代融合通訊及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用提供一個(gè)高性價(jià)比的，基于模塊化結(jié)構(gòu)的、兼容的、并可擴(kuò)展的硬件構(gòu)架,同時(shí)以模塊結(jié)構(gòu)的形式呈現(xiàn)以支持符合現(xiàn)代傳輸需求的科技或應(yīng)用。在核心標(biāo)準(zhǔn)中定義機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱管理、電源分配和系統(tǒng)管理。PICMG3.0規(guī)范的特色是專注于電信運(yùn)營(yíng)級(jí)需求"可靠性、可用性、適用性（RAS）"的應(yīng)用，同時(shí)附帶目的則為加速在高可靠度資料中心(HA Data Center)對(duì)此技術(shù)的采用.此規(guī)范的目標(biāo)更清楚針對(duì)那些未能被現(xiàn)存CompactPCI 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范或?qū)偌軜?gòu)滿足的應(yīng)用，PICMG 3.0及其輔助規(guī)范將帶給這樣的應(yīng)用市場(chǎng)提供一個(gè)良

23、好解決方案。"。事實(shí)上，大多數(shù)PICMG 3.0 委員會(huì)成員業(yè)已根生于CompactPCI生態(tài)環(huán)境，并正在探索新的平臺(tái)用以承載下一代通訊和資料應(yīng)用。其間大家曾嘗試著對(duì)2.X標(biāo)準(zhǔn)的修改來(lái)滿足電信市場(chǎng)的需求，但只取得了有限的效果，最終不得不承認(rèn)原有的CompactPCI規(guī)范不能滿足電信應(yīng)用對(duì)單板空間、功耗、帶寬、系統(tǒng)管理的要求，新的標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)運(yùn)而生。一系列家族式的規(guī)范： PICMG 3.0規(guī)范的標(biāo)題為先進(jìn)的通訊計(jì)算機(jī)架構(gòu),簡(jiǎn)稱ATCA,但這會(huì)帶來(lái)一些混淆，因?yàn)?ATCA是指的一系列規(guī)范，PICMG 3.0只是其中一個(gè)。事實(shí)上PICMG 3.0 有別于其它PICMG 規(guī)范，它是由一個(gè)核心規(guī)范

24、- PICMG3.0和一系列輔助規(guī)范組成。ATCA家族中的核心規(guī)范定義了ATCA系列規(guī)范中的機(jī)構(gòu)、電源、散熱、互聯(lián)、系統(tǒng)管理部分;輔助規(guī)范內(nèi)容則定義了在核心規(guī)范中互聯(lián)的傳輸方式。實(shí)質(zhì)上，核心規(guī)范定義了板對(duì)板通訊的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聯(lián)接，而輔助協(xié)議定義了這些點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聯(lián)接的協(xié)議、規(guī)范?，F(xiàn)今，四個(gè)輔助協(xié)議已經(jīng)被確認(rèn)通過(guò),它們是：3.1以太和光纖傳輸；3.2 InfiniBand 傳輸；3.3 星形傳輸；3.4 PCI Express傳輸。另一個(gè)輔助協(xié)議PICMG3.5-高級(jí)結(jié)構(gòu)互聯(lián)/串行高速I/O傳輸正在制訂中。輔助協(xié)議的靈活性帶來(lái)了易用性;ATCA產(chǎn)品的整合制造商將需要更多關(guān)注熱門系統(tǒng)平臺(tái)中板卡使用的輔助協(xié)議。

25、一個(gè)使用PICMG3.1-以太和光纖傳輸?shù)膯伟鍖⒉荒芎鸵粋€(gè)使用PICMG3.2-InfiniBand傳輸?shù)膯伟逶诩軜?gòu)中進(jìn)行通訊。單板規(guī)格介紹： PICMG 3.0機(jī)構(gòu)要求主要來(lái)自于對(duì)600mm ETSI 和19" EIA標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜空間使用的研究。PICMG3.0委員會(huì)在考慮單板尺寸能支持下一代元器件對(duì)物理和散熱的需求的同時(shí)，機(jī)箱空間能和板子能達(dá)到最大限度的配合和利用。最初的工作是基于歐規(guī)卡的標(biāo)準(zhǔn)，繼而又提升到支持低成本的片狀金屬架構(gòu)(簡(jiǎn)單電訊封裝)。對(duì)后走線模塊的支持滿足了對(duì)后I/O應(yīng)用的需求。在決定可以使用的單板空間時(shí)，也充分考慮了前、后板的進(jìn)深范圍以供大量電纜束綁空間。經(jīng)過(guò)對(duì)不同規(guī)

26、格尺寸的單板的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行討論之后，PICMG3.0組織統(tǒng)一規(guī)格如下：前板 8U x 280mm，進(jìn)深1.2" pitch，選配后板8U x 70mm深?；?.2" pitch，19" EIA機(jī)框可以支持14槽，而600mm ETSI的機(jī)框可以支持16槽。下圖所示為600mm ETSI機(jī)架中的ACTA前后單板的側(cè)視圖：電源介紹： PICMG 3.0 單板功耗最高200瓦，盡管就當(dāng)今的硅技術(shù)而言，200W看上并不起眼，但是一框有16個(gè)200瓦單板的機(jī)框功耗就達(dá)到3200瓦，一個(gè)機(jī)架里如果有三框其功耗就達(dá)到了10K瓦。板子功耗高于200瓦，寬度就要翻倍,而這些板子就需要

27、借助兩槽寬度用于散熱。當(dāng)功耗是200W時(shí)，給單板引入直流低點(diǎn)壓（3.3V，60A）變得不可行。標(biāo)準(zhǔn)的通訊設(shè)備是48V，200W時(shí)輸出是4A。在多數(shù)電信環(huán)境，具備48VDC電源，因而不用提供電源框。在電源供給上引入雙冗余電源用以消除電源供給異常所引發(fā)的單點(diǎn)故障。電源聯(lián)接頭的針腳包括用來(lái)確定PICMG3.0單板正確插入位置的調(diào)整針,以及電源管理針腳。傳輸簡(jiǎn)介： PICMG3.0包含多種傳輸，這些傳輸模式如圖由下而上依序提供系統(tǒng)管理層、控制層、資料層等的聯(lián)接。系統(tǒng)管理是基于一條與各槽位都相連的I2C雙串行信號(hào)線,系統(tǒng)管理信息則是基于IPMI規(guī)范被擴(kuò)展到在PICMG3.0規(guī)范中使用。系統(tǒng)管理總線也是冗

28、余方式確保在一條總線故障情況下，管理信息仍正常傳遞。在資料層旁邊的控制層稱作Base接口 (Base Interface)，Base接口是一個(gè)雙星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有冗余的交換刀片和以太網(wǎng)BAST-T信號(hào),在PICMG3.0中提供IP傳輸，這點(diǎn)在架構(gòu)定義上非常像PICMG 2.16。PICMG 3.0單板的高速數(shù)據(jù)傳輸是通過(guò)Fabric接口(Fabric Interface)，F(xiàn)abric接口是基于3.125Gbps SERDES信號(hào)，可以在星型和全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中支持10Gb的傳輸速率。正如上面提到的，PICMG3.0核心規(guī)范定義了Fabric接口的信號(hào)和互聯(lián)，而輔助規(guī)范定義了用于傳輸?shù)膮f(xié)議。PICM

29、G 3.0背板的互聯(lián)支持全網(wǎng)狀Fabric接口，雙星型Base接口和冗余的系統(tǒng)管理，如下圖所示：總結(jié)： PICMG3.0規(guī)范是PCIMG組織制訂有史以來(lái)最大的規(guī)范-460頁(yè)的長(zhǎng)度令人嘆為觀止。本文只是對(duì)PICMG3.0架構(gòu)進(jìn)行基本的介紹，未涉及PICMG3.0的其它部分，如震鈴(Ring)和 測(cè)試(Test) 總線，更新信道 (Update Channel)，時(shí)鐘同步(Synchronization Clocks )，系統(tǒng)管理能力等等。盡管PICMG 3.0規(guī)范已經(jīng)發(fā)布，委員會(huì)仍然每周舉行電話會(huì)議，回顧并解決一些未參與制訂PICMG3.0規(guī)范的廠商參閱PICMG 3.0規(guī)范開(kāi)發(fā)產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的模糊

30、認(rèn)識(shí)和誤解。值得一提的是，在制定此規(guī)范時(shí)許多來(lái)自于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之間的協(xié)作:PICMG3.0組織有最好的設(shè)計(jì)師和天才工程師，盡管他們來(lái)自相互競(jìng)爭(zhēng)的公司，大家坐下一起來(lái)討論電信計(jì)算機(jī)設(shè)備的發(fā)展的藍(lán)圖，并最終把眾多不同的觀點(diǎn)和理念融合成PICMG3.0規(guī)范，這無(wú)疑是產(chǎn)業(yè)界合作的最佳典范。 符合AdvancedTCA平臺(tái)的主機(jī)媒體處理2005-11-02英特爾公司供稿摘要：利用英特爾主機(jī)媒體處理軟件和英特爾網(wǎng)擎 MPCBL0001高性能單板計(jì)算機(jī)構(gòu)建經(jīng)濟(jì)適用的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素。 介紹新一代媒體處理技術(shù)，該技術(shù)旨在降低總體擁有成本和實(shí)現(xiàn)將媒體處理解決方案迅速投入市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)。英特爾主機(jī)媒體處理（HMP）軟件

31、應(yīng)用于下一代電信平臺(tái)、符合AdvancedTCA的基礎(chǔ)模塊。該軟件提供基本媒體服務(wù)，開(kāi)發(fā)人員可使用這些服務(wù)為語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)構(gòu)建靈活、可擴(kuò)展和經(jīng)濟(jì)適用的模塊化網(wǎng)絡(luò)元素。在符合AdvancedTCA的高性能單板計(jì)算機(jī)上采用最新、最強(qiáng)大的英特爾處理器可實(shí)現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算平臺(tái)上經(jīng)濟(jì)而有效的執(zhí)行媒體處理功能，而先前執(zhí)行這些功能則需要集成的數(shù)字信號(hào)處理芯片。AdvancedTCA規(guī)范 PICMG3.x規(guī)范，或AdvancedTCA（ATCA）標(biāo)準(zhǔn)，是一項(xiàng)業(yè)界倡導(dǎo)的標(biāo)準(zhǔn)，旨在為運(yùn)營(yíng)級(jí)電信解決方案創(chuàng)建一種新型的板卡（刀片式）和機(jī)箱外形規(guī)格。ATCA旨在通過(guò)為多種標(biāo)準(zhǔn)交換架構(gòu)（包括以太網(wǎng)和PCI Express）提

32、供支持，滿足下一代通信應(yīng)用的要求，并為制造商提供滿足苛刻用戶要求的諸多功能。ATCA提供動(dòng)態(tài)空間，以實(shí)現(xiàn)新一代模塊化、高性能卻經(jīng)濟(jì)適用的電信解決方案。除了高達(dá)2.4TB/秒的增強(qiáng)架構(gòu)可擴(kuò)展性外，ATCA還支持可擴(kuò)展的多協(xié)議接口，每板卡200W的功率預(yù)算以及大型8U×280mm×1.2"板卡外形規(guī)格。過(guò)渡到標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)有的專有解決方案正在向ATCA遷移，以充分利用基礎(chǔ)模塊解決方案的標(biāo)準(zhǔn)化和不斷提高的可用性。ATCA標(biāo)準(zhǔn)旨在使客戶能夠快速、無(wú)縫且低成本轉(zhuǎn)變其電信應(yīng)用。英特爾HMP的一般平臺(tái)適用性與ATCA平臺(tái)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)靈活性相結(jié)合為電信提供商提供一個(gè)強(qiáng)大的解決方案集。

33、 向基于ATCA標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模塊的轉(zhuǎn)變帶來(lái)了以下重要優(yōu)勢(shì)： ·降低庫(kù)存和啟動(dòng)成本 減少初始資本投資 ·降低開(kāi)發(fā)成本 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)不再需要專用硬件 ·降低部署成本 軟件安裝和配置成本比硬件低 ·降低備件成本 硬件可用于執(zhí)行多種功能 ·降低維護(hù)成本 系統(tǒng)配置標(biāo)準(zhǔn)化后，維護(hù)工作更容易進(jìn)行，而且還降低了培訓(xùn)成本英特爾媒體處理基礎(chǔ)模塊 英特爾網(wǎng)擎MPCBL0001單板計(jì)算機(jī)符合ATCA規(guī)范，可達(dá)到更高性能水平，此標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算刀片通過(guò)英特爾E7501芯片組提供單或雙低電壓至強(qiáng)處理器（1.6GHz或2.0GHz），ATCA標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)模塊組件提供動(dòng)態(tài)系統(tǒng)管理（IPMI 1.

34、5），高刀片密度以及符合NEBS-3的設(shè)計(jì)，從而確保ATCA平臺(tái)在高可用性電信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用時(shí)具有良好的可靠性和運(yùn)營(yíng)級(jí)質(zhì)量。 憑借4GB以上的DDR-266內(nèi)存、雙千兆位以太網(wǎng)以及可選的光纖通道，MPCBL001為英特爾HMP軟件提供一個(gè)極為強(qiáng)大的平臺(tái)。利用HMP軟件，開(kāi)發(fā)人員能將其媒體處理算法和控制軟件從自定義軟件域和相對(duì)昂貴的專用板卡遷移到基于標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放模型以及標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算平臺(tái)。 目前，應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員需要購(gòu)買板卡和計(jì)算平臺(tái)，才能開(kāi)始開(kāi)發(fā)新的電信應(yīng)用。利用英特爾HMP軟件，開(kāi)發(fā)人員在進(jìn)行簡(jiǎn)單的軟件安裝后就可以著手新電信應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。如此降低的啟動(dòng)成本，再加上集成的新興互聯(lián)網(wǎng)電信，旨在新一代經(jīng)濟(jì)適用的創(chuàng)新應(yīng)用。圖1 基于AdvancedTCA的SGSN、GGSN系統(tǒng)演示圖2 基于故障轉(zhuǎn)移和系統(tǒng)管理演示的AdvancedTCA 在符合ATCA的單板計(jì)算機(jī)上運(yùn)行英特爾HMP軟件，是一種適用于低端部署（利用單個(gè)計(jì)算平臺(tái)運(yùn)行應(yīng)用程序和進(jìn)行媒體處理）的經(jīng)濟(jì)適用的解決方案。這一基礎(chǔ)模塊的組合還旨在用于需要磁盤存儲(chǔ)和高級(jí)媒體處理（如語(yǔ)音識(shí)別和文語(yǔ)轉(zhuǎn)換）支持的高密度解決方案。經(jīng)濟(jì)適用的媒體處理 在英特爾至強(qiáng)處理器上引入DSP功能，是一種部署主機(jī)媒體處理功能的極為經(jīng)濟(jì)