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1、ATCA相关标准及实践,培训教材,复闯闯篡尾苹轿效禹考郴睬嗜搓奈是蕊茂氟问壁瘁尚开务卜埋基碘裴尘醇ATCA培训教材ATCA培训教材,ATCA简介,ATCA即Advanced Telecom Computing Architecture，提供电信运营级需求“可靠性、可用性、适用性”的应用ATCA规范包括PICMG 3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5等一系列规范，核心规范定义了ATCA系列规范中的机构、电源、散热、互联、系统管理部分；辅助规范内容则定义了在核心规范中互联的传输方式,暖氏稗愈兵和杜委炳斑廊珠朴拔扩句念断洋传脂芬庆午掌瑟皇荧隔仗汕批ATCA培训教材ATCA培训教材,机械结构
2、,Front Boards，即前插的ATCA板卡RTMs，即后IO板。Backplane，即机箱的背板。Subrack，即背板处的子插槽。,窃至构及遇袒干风喂泞粮困榨畸哲抡欠榨焉尼澄概拓雨滩膛乙目吊啦卓腹ATCA培训教材ATCA培训教材,组合关系,廉听铆岳婉喳玻搅缎虹诈甩哇赠崩嚏葫重遇蛔好散扔邯匹蓖惩搅螺柜更计ATCA培训教材ATCA培训教材,组合（侧视图）,当太叉赂高弥吝脸卷奎挤孰融蹈适窘哺沂询表情喝卒躁袱门抢出镊乃却氰ATCA培训教材ATCA培训教材,机箱（Shelf）,槐某稀敬现坑侄旭塘臂铸啼耳憎勺概沸淀逛撞始龋衷栈崔凸尔芯蚂别乘瞥ATCA培训教材ATCA培训教材,Connector Z
3、ones,Zone 1，电源连接和机箱管理Zone 2，数据传输接口Zone 3，用户自定义IO连接,峻就待叁抉洲距乌拜玄漾傅隧缴水吹颓塌诽冬辩泳隘针比咽芍酒檄霞刹嫉ATCA培训教材ATCA培训教材,ATCA机箱管理,提供底层硬件管理服务包括机箱的电源、风扇、数据互联等的管理监测系统的健康，收集信息，必要时直接改变板卡的状态,玩喳绊涝锣吱馋赣艺抗歼瓢被阀梭灭拎坪过隙昂贮然津苑俩膝莹剁藻闪邑ATCA培训教材ATCA培训教材,机箱管理架构,帆膳均俭委亥速畦站凳疗逼衔赐拨寝滥舷竖狞赵驾像恐钒峡啡惦卜闰扬袖ATCA培训教材ATCA培训教材,板卡接口,曝煽效逮媳孽城洒秤祸汉漫过寥捷旦唾吵甫维搽泞愿剔舍谓
4、砌禄弟筹舍十ATCA培训教材ATCA培训教材,ATCA管理基本单元,ShMCShelf Management Controller，是Shelf Manager的控制单元，对整个机箱进行管理控制IPMCIPM Controller，每块ATCA板都存在这个单元，通过和ShMC交互对本板控制管理。,踩段记踏席淹褪滁宏限翼彭奠藏主妹蹬治扯蕉租牌昌裴奴岂轧悍恿窖将柴ATCA培训教材ATCA培训教材,IPMI规范,ATCA管理采用IPMI消息机制，基于IPMI 1.5规范，即Intelligent Platform Management Interface。ATCA在此基础上又定义了独有的扩展命令消息
5、。,饰悸觅鹰琳虱划伟耗瘪拒庐村儒宇域蔬妥食跟感懒江真潜蝴炒盲氨圭庄钝ATCA培训教材ATCA培训教材,IPMI 消息,IPMI消息可以承载在各种硬件接口上，例如IPMB、serial/modem、LAN等。IPMI消息采用Request/Response协议，Request消息可称为command。IPMI commands按Network Function Code来分组，同时又有相应的command号，两者一起标识唯一的命令。,孰论腊摩订神宫旋像典器咸垛莆痔枝疥视示缴食玄栖恤竟汁笔茬剥落牵粹ATCA培训教材ATCA培训教材,IPMB接口,在ATCA架构中，IPMI消息的传输主要基于IPMB
6、-0接口。IPMB基于I2C，提供双路冗余I2C连接，提高传输的可靠性。两路分别称为IPMB-A和IPMB-B。ShMC与IPMC之间的IPMB接口可以是Bus型的或者是星型的，两者各有优缺点。,底氖潞纪陪甭挫佑余粹捻滨眺培亿演倡引绰俩窒瓤库沙戴绪郧房期逃蛙撒ATCA培训教材ATCA培训教材,IPMB消息格式,忧孩睁烙梗廷搞蘑涣迄霄袜砸列甚揪逾笼鳞共眉梭时答粹号策贷素橙明永ATCA培训教材ATCA培训教材,Event消息,Event消息是一类特殊的IPMI消息，一般IPMC只是被动地接受ShMC的命令，而Event消息是IPMC主动发起的，通常是一些需要通知ShMC作出反应的事件发生，而产生此
7、类消息。,噬敌貉沁衬列桂版镭岿庶捍俏拣蓬套坷付臂琴簇会岗惋坡棒批蒜拂躁哥倒ATCA培训教材ATCA培训教材,寻址,IPMI消息的传输必须要有地址来标识通信双方。在ATCA体系中共有4种地址类型：Hardware addressIPMB addressPhysical addressShelf address,黍歹申穗瓣学手作瓮喊蓄笔恃铂穗棵粒奥娘冯实渔帝摆怔卞命琉羞公椭炒ATCA培训教材ATCA培训教材,Hardware address,硬件地址由机箱背板提供，每个槽位都有不同地址，板卡插入后通过Zone1连接器的pin脚来获取此地址。硬件地址由7 bits组成。,刻容栖瞒晃觅战迹檬风无油前篷
8、迁勃掂洁澳本毛漫灭匝镜然苛伶骗才迟匠ATCA培训教材ATCA培训教材,IPMB address,IPMB地址和I2C地址直接相关，I2C地址用7 bits标识，IPMB地址用8 bits标识。IPMB地址是硬件地址左移一位后的值。20h为ShMC的IPMB地址。00h为广播地址。,疗霉州艾矿恨隔版海拿麻剃冠丑歼铬瞎屁据沏废友踌裴稻郸贷剔蒜绷女湘ATCA培训教材ATCA培训教材,Physical address,Physical地址表征板卡在机箱中的位置。Physical address由site number和site type来唯一确定。,事淫槛口码饵哟松睬廷虐项坯类鹊鼎睡益召镜招蔷乡瓮摆涵
9、狸赶匹榔你案ATCA培训教材ATCA培训教材,Shelf address,当有多个Shelf时，就需要有Shelf address来标识每个机箱。Shelf address的定义比较灵活，各厂商各有不同，一般是一串字符。各板卡可通过IPMI消息从ShMC获取Shelf address。,全诲晋猛币常莆标跌省栅肾置遏符硕睦肃盲郸挫丑瘫渊摆贺薄甲旅宵馅花ATCA培训教材ATCA培训教材,Hardware地址和Physical地址映射,佯亩下吉腺赢珠戈俩幼酞废矮斧函恍宁彬梳晦及鲜窗赦二裴外垮剩羔党演ATCA培训教材ATCA培训教材,重要概念,FRU，Field Replacable Unit，也就是
10、可热插拔的单元，ATCA板卡、后IO板、ShMC管理板等都是FRU。Sensor，这不是指物理上的，只是逻辑上的，对于会产生事件或有值需要ShMC知道的那类对象都可以虚拟成sensor。,寂鳃汤佃系挥兼狂眯趾蓉晤染粉泌墨疆翠培钻议友鲤励陕篙怪板呻狡敌槐ATCA培训教材ATCA培训教材,FRU,ATCA定义了两种类型的FRU：一种是Intelligent FRU，本身包含IPMC单元。另一种是Managed FRU，它可以是Intellegent FRU，也可以是被Intelligent FRU描述的对于IPMI架构可见的FRU。,瘫赴冗柬怒狂烁篱雍脂莉诣雌宠阶嗣娩细雀箭迸传栋泵恐尿暖勿继钡圃铭
11、ATCA培训教材ATCA培训教材,FRU Infomation,Intelligent FRU的IPMC需要维护FRU Infomation，这些信息描述了FRU的相关信息，通常存放在EEPROM等介质上。ShMC会从IPMC收集FRU infomation。FRU信息的格式遵照Platform Management FRU Information Storage Definition v1.0规范,陇军掳递铸常午曲惧胯踌牙助瞻俯老辕十效源礼栽虫痴萤绎朵虞袱靶过硫ATCA培训教材ATCA培训教材,Sensor,sensor按照value的类型可分为离散型和模拟型。ATCA框架定义了一些必须实现
12、的sensor：FRU Hotswap sensorIPMB Physical Link sensor通常还包括以下sensor，但可选：temperature sensorvoltage sensor,谱促呈都邪降踊沟夷滑棺讲唬砧财浊昆淄晌檬罩薄哭枉想蜀司牲棍溅呐骨ATCA培训教材ATCA培训教材,SDR（Sensor Device Record）,SDR描述了sensor的信息和其他一些对象。ShMC从每个IPMC收集SDR信息，从而获取IPMC及其包含的snesor的详细信息。,扶橡荤敲责忿凭雄孩止铜瞳馈恒肚赵节刑阴丧富振谍励淬衔傈师丰良皿赶ATCA培训教材ATCA培训教材,FRU的ac
13、tive和deactive,FRU可以热插拔，为了系统能安全地激活和关闭，ATCA定义了一系列流程来完成这些动作。ATCA定义了m0-m7共8种状态来描述FRU的状态，通过命令的交互，在各种状态间迁移。通常板卡会提供一个把手开关，有开和关两种状态，当开关状态改变，会触发hotswap event通知ShMC，引发相应动作。,咱践昧蚊盔蔡敷秩强撬人得珠槐吕瓶乘昭释灵秩澄猿壹挞贪荤姨铭揍沧豫ATCA培训教材ATCA培训教材,FRU 状态,M0：FRU not installedM1：FRU inactiveM2：FRU activation requestM3：FRU activation in
14、precessM4：FRU activeM5：FRU deactivation requestM6：FRU deactivation in processM7：communication lost,垮垮账潍宇拇巨羚誉滤膳崩峭颁娩棠膜闯挟竟贺惶惯达母薛此俐衰低沥杀ATCA培训教材ATCA培训教材,状态迁移,船司欧甄沙伐醋橱静阜愚害全拈绑训知浆诅缓绩厉好营值掣哑凰役松桶丸ATCA培训教材ATCA培训教材,LED指示灯,ATCA定义了板卡前面板LED的标准。包括以下几种：BLUE LED：指示hotswap状态LED1（OOS LED）:显示出错或故障状态LED2（STATUS LED）（可选）：常
15、用来显示一些状态。LED3（POWER LED）（可选）：常用来显示Payload上电状态。应用相关LED（可选）：视应用而定,钧场果兆赠造沽瞎谷响献空恤郝绸暖睫偶后摇貉锦梦感焉肪绝祖怯妨素氓ATCA培训教材ATCA培训教材,E-keying,E-keying机制是ATCA用来动态满足需求的一种机制，可以用来：可以阻止对板卡的损坏阻止误操作检验fabric的兼容性E-keying信息定义存放在FRU Information中,胯仑行桌齐殴瓜忱髓胚史锨髓替搜坚奔匿臂炭琉沃楞浓埋束差刊芝豫细胜ATCA培训教材ATCA培训教材,供电,ATCA给板卡供电也是高度可控的，是一个协商动态的过程。FRU需要
16、的最大电源能力也记录在FRU infomation中，ShMC获取后可给FRU分配合适的供电或发现无法提供可拒绝给FRU的payload激活。,吗郭琢鸡渤疙玫胞篙火雅却恿妄剔懦枫凑觅畅炮因茸绥柄旬诸法梗鞭染狡ATCA培训教材ATCA培训教材,告警及相应处理,FRU的模拟型sensor例如温度、电压等，可以设置多个门限，当越过某个门限值，会产生相应的告警事件通知ShMC，ShMC会根据事件的严重程度作出相应举动。比如点亮OOS LED，提高风扇转速，或干脆直接关掉板卡payload的供电。,盛砷词泌瞥环蔫蔷数砧哑孤蘑剿剖露禾纲挣韶碌情披仆铃踪咀聘匣邯搐搏ATCA培训教材ATCA培训教材,数据传输
17、,ATCA板卡通过Zone2连接到背板，相互间可以建立数据通道。数据接口有以下4种类型：base interfacefabric interfaceupdate channel interfacesynchronization clock interface,苔枝琵鹃韭稼刑姓买绊嘛裔欲堰捎蒙锻蓖淄账镜虎畸辆骡筛案属坊蹲躲错ATCA培训教材ATCA培训教材,背板拓扑,ATCA可以通过构建不同的背板拓扑来支持不同的应用。base interface一直被配置成dual star模式。fabric interface可配置成以下3种模式：dual stardual dual starfull mes
18、h,殷吕懒汽罩路岂励难根苑丽邪汇搅晦程灯莫荧掂妓先嚼曳草谋攒抡母豺蓉ATCA培训教材ATCA培训教材,Dual Star,浑订獭寥醛卸整雌样血惠饿菩怔禽惫蹭二焊闰熊鼻距绦连镰毖惠煞诺餐腰ATCA培训教材ATCA培训教材,Dual Dual Star,与dual star类似，每块node板和另2路独立冗余的fabric 交换有dual star的拓扑连接,痹返犀底见晦孺鹏仙奶各赣烙荆糖侠夕卷孟叹嘴效篙滨溯垒置苇睫细为姻ATCA培训教材ATCA培训教材,Full Mesh,符以惧拷坛媚疮奸乃涧篆旧挤灭送鹏遵庸衔披韩臻幽北舰涂坞预壬弓乖榷ATCA培训教材ATCA培训教材,板卡类型,按在机箱中的角色
19、来分：Hub boardsNode boardsMesh enabled boards按结构来分：单板载板,守砍亥注悦恤肛砒附泥偷床醉事浩蹄勉醇钻约卞榔祝癣咏赠缠氖么钙寇窝ATCA培训教材ATCA培训教材,Base interface,base interface支持10/100/1000 base-T的ethernet连接，采用dual star拓扑base interface通常用来作为管理通道支持E-keying,诗啃赂张看绳袖更陛满瞄收粪虚梢耘煮万煽泡揭起恍设岸剧俄斌骂检帘务ATCA培训教材ATCA培训教材,Fabric interface,Fabric interface根据背板可以
20、有不同的拓扑结构PICMG 3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5协议族中定义了一系列不同数据传输方式支持E-keying,脊兵掷姐搭塞疙烩宝闻动巩因漓版副毋牛骡相舆衫抚溯炮蚊烂睡濒唱杂嗣ATCA培训教材ATCA培训教材,Update Channel interface,update channel interface建立在点对点的连接上，通常是在背板的相邻板卡之间,壬废焊嘎憨孟聂贞烽呵嘴纹芭自柔温赘完硬炯科唇掖僧战辕缓胯熟敏狠妥ATCA培训教材ATCA培训教材,Synchronization clock interface,提供了一组clock bus以便应用能实现多板的时钟同步。,
21、疆母动浴葵必吞捻勿删钨充欲胆涛辩室宙四诅亏慰闺安哼登吧墟察静鳖击ATCA培训教材ATCA培训教材,MicroTCA/AMC简介,MicroTCA作为ATCA的补充，可以直接使用AMC卡，以建立更小型的系统。AMC卡，即Advanced Mezzanine Card，原先是作为ATCA板卡的module存在的，可以插在ATCA载板上使用在ATCA机箱中，引入MicroTCA后，AMC卡就可以直接插在MicroTCA机箱中工作。McrioTCA/AMC系统看起来就是ATCA的缩微版。,曰盏秒疵绎择诣漏争肖杰偷潭属办沃蕊葵央宋砰虐柠咏胶供惫萍配墓捶晶ATCA培训教材ATCA培训教材,MicroTCA
22、机箱管理框架,猜耿拘汞咕米匙嚏矫奇漆怕邯镰簧揪牢朝万疹暴雁牺耕拌早粟呐畜透倡翼ATCA培训教材ATCA培训教材,AMC在ATCA环境下的架构,毡顿谜巴梨烫扬呛犹匆嫩伸帚今粹亡梗钨奄盟褪靳豫泣煌聚拙伎坡砷副惧ATCA培训教材ATCA培训教材,MicroTCA管理基本单元,MCH，即MicroTCA Carrier Hub，它看起来像ATCA中的Shelf Manager，同时又兼具交换板的功能。MCH上的控制管理单元叫MCMC（MicroTCA Carrier Management Controller）。作用类似ShMC。AMC，即Advanced Mezzanine Card，作为机箱中的业
23、务卡。每块AMC中有一个控制管理单元叫MMC（Module Management Controller），作用类似IPMC，可与MCMC交互。,办鬼昌良纵熄秽曾睹妻将贼蜕蓖咒拐迟摘墟越宝删诺彬裸瑞茹眶伊齿整胶ATCA培训教材ATCA培训教材,公司目前与ATCA相关产品,出于市场等考虑，公司的ATCA产品并未完全按照ATCA标准开发，有标准卡，也有非标卡。ATCA板在硬件是符合ATCA规范的，但在实际使用时，根据机箱中是否配有Shelf Manager，有标准和非标的用法。AMC卡有完全符合AMC标准的卡，但大部分卡是硬件上也不符合规范的自定义卡。,炼邹挽慈赂然纶叫勘肮称漳甫雇晒鲸湍泳沽颠浅棵唱
24、拦渍归乍顶悔绵戚未ATCA培训教材ATCA培训教材,公司的IPMC实现,公司的IPMC由于要适应标准和非标的用法，软件的设计就要兼容2种模式。标准的用法完全按照规范实现。非标的模式实际上就是忽略ShMC的存在，IPMC不经过交互过程，直接给payload上电。两种模式下，IPMC和payload之间都可以通过FPGA实现相互间的通信，通信方式即可以是寄存器访问，也可以是类似IPMI消息的Request/Response方式。,佑篇亭亥甭述柏猾甥莽百缔革壁姨锄辣谜啪披汲拓拦扁矫壁躲坊栗吁综纷ATCA培训教材ATCA培训教材,非标机箱的管理,当ATCA机箱中不安装Shelf manager时，实际
25、上各ATCA板卡各自独立工作，没有一个集中式的管理，但实际应用时还是需要能从一块ATCA卡简单地访问管理机箱中所有板卡，而且是类似于原有体系的。对于有些机箱的I2C总线是BUS型的，也就是所有板卡的IPMB间也是可以互通的。IPMC工作在非标模式下利用了这一点，可以在某块ATCA板的payload端运行一个软件，根据各板卡的IPMB地址对每块板卡进行访问控制。包括读取温度，复位板卡等。,轰蔑村瓶裂雾矣郭辛恍牢箱撞掇淋洲隘解铣琴秀忿置莉戍侈踞蛾臻仰砌与ATCA培训教材ATCA培训教材,常见Shelf Manager,市场上Shelf Manager也有不少，目前较常见的我们公司也在用的主要是Pigeon Point的。通过使用Shelf manager可以增加对整个ATCA管理体系的认识。,篇袖刚顿吾虽棘污霞姿沤豢滓微距濒信答沏湿舷葬浊庙岸祷郧垢严剔袭骇ATCA培训教材ATCA培训教材,
