專利名稱：基于MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)的AMC板卡結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電信級的數(shù)據(jù)處理設(shè)備，特別涉及一種基于MicroTCA 標(biāo)準(zhǔn)的AMC板卡結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
MicroTCA 是國際組織 PICMG 在 PICMG 3. O 定義的 ATCA (Advanced Telecom and Computing Architecture)基礎(chǔ)上定義的中低成本的設(shè)備規(guī)范，是新一代電信和計(jì)算機(jī)設(shè)備最重要的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)之一。作為當(dāng)今業(yè)界流行的模塊化硬件平臺標(biāo)準(zhǔn)一AdvanedTCA標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充，MicroTCA 硬件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要針對的是網(wǎng)絡(luò)通信、醫(yī)療影像處理、嵌入式控制和軍工等的應(yīng)用，其高帶寬、模塊化、靈活性及高性價(jià)比等方面的優(yōu)勢，已被運(yùn)用到更為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，成為當(dāng)今構(gòu)建高性價(jià)比模塊化標(biāo)準(zhǔn)硬件平臺的優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)。參見附圖1，它是MicroTCA設(shè)備結(jié)構(gòu)示意框圖，主要包括機(jī)箱、背板、電源、兩個散熱風(fēng)扇、1 12個AMC(Advanced Mezzanine Card) 板卡和1 2個MCH (Metal Ceramics Heater);其結(jié)構(gòu)為兩路自帶Oring電路的獨(dú)立通用AC/DC電源模塊安裝于機(jī)箱上，背板上有DC-DC電源、負(fù)載電源系統(tǒng)和管理電源系統(tǒng)，其中負(fù)載電源系統(tǒng)和管理電源系統(tǒng)都具有熱插拔功能并由MCH可控每一路的通斷；兩路獨(dú)立電源模塊將輸入電源轉(zhuǎn)換成12V提供給背板上的負(fù)載電源系統(tǒng)和DC-DC電源，DC-DC電源模塊輸出3. 3V電源給管理電源系統(tǒng)；管理電源系統(tǒng)分路輸出3. 3V電源供給每個MCH和AMC 板卡；負(fù)載電源系統(tǒng)分路輸出12V電源供給每個MCH、AMC板卡和散熱風(fēng)扇。AMC板卡主要處理數(shù)據(jù)流等相關(guān)業(yè)務(wù)，采用AMC. O規(guī)范中的單寬全高物理尺寸；MCH作為載板集中器，能夠同時(shí)對12個AMC板卡進(jìn)行管理和控制，具有系統(tǒng)管理和數(shù)據(jù)交的功能，采用了與AMC完全相同的物理尺寸。雖然MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)未對系統(tǒng)互聯(lián)作出具體的規(guī)定，但目前以MCH為數(shù)據(jù)交換中心節(jié)點(diǎn)的星型或是冗余設(shè)計(jì)的雙星結(jié)構(gòu)，儼然已成為業(yè)界的一種結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。這種結(jié)構(gòu)的設(shè)備， AMC板卡間的幾乎所有數(shù)據(jù)流傳輸都需要MCH的參與，特別是目前高清影視等在線業(yè)務(wù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)處理設(shè)備需要處理的數(shù)據(jù)量急劇膨脹，很多業(yè)務(wù)已不是單個AMC板卡能獨(dú)立完成的，往往需要多板卡協(xié)同工作，這無疑進(jìn)一步加重了 MCH傳輸數(shù)據(jù)流的負(fù)擔(dān)；再加上這種數(shù)據(jù)流在時(shí)間分布上的極其不均衡性，使得在數(shù)據(jù)量劇增時(shí)，MCH的資源消耗巨大，嚴(yán)重壓縮了其資源空間。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)極大地突出了 MCH的重要性，日益暴露出其資源相對緊張和業(yè)務(wù)量與日俱增的矛盾，對系統(tǒng)長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行帶來了挑戰(zhàn)，一旦MCH出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)就會癱瘓，特別是在業(yè)務(wù)繁忙時(shí)尤為如此。在MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)下，MCH的結(jié)構(gòu)尺寸和接口資源等都較為有限，作為數(shù)據(jù)流的交換中心，MCH上必須設(shè)計(jì)一個SRIO (Serial Rapid I/O)接口非常豐富的switch電路，一般需要幾十至上百個通道，以建立12個AMC板卡間的互聯(lián)拓?fù)?。如此不僅占用MCH有限的空間資源，增加了設(shè)計(jì)難度和板卡功耗，而且一旦設(shè)計(jì)完成，與AMC板卡間互聯(lián)的SRIO通道數(shù)就固定下來，無法靈活配置，而硬件升級則周期太長，成本太高。這些因素都不利于產(chǎn)品的推廣和使用。[0008]在MicroTCA設(shè)備中，AMC板卡是真正處理數(shù)據(jù)流的地方。當(dāng)前，隨著在線高清視頻業(yè)務(wù)及多媒體通訊的發(fā)展，使得電信設(shè)備需要處理的數(shù)據(jù)量急劇增加且存在時(shí)間上的不均衡性，業(yè)務(wù)的處理往往需要多塊板卡協(xié)同完成。因此，提供一種能使AMC板卡之間建立SRIO 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)流的傳輸和交換，顯得十分必要。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決的技術(shù)問題是提供一種提高M(jìn)icroTCA設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送能力特別是高清視頻的處理能力，增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和靈活性的一種基于MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)的 AMC板卡結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種基于MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)的AMC 板卡結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)背板上的AMC板卡和MCH板卡，所述AMC板卡上還包括有 SRIO 交換芯片、一IfeMMC (Multi Media Card)芯片和 DSP (Digital Signal Processing)芯片，其中，所述SRIO交換芯片上包括數(shù)據(jù)處理通道、AMC板卡互聯(lián)通道，所述數(shù)據(jù)處理通道與DSP芯片數(shù)量相同，數(shù)據(jù)處理通道連接DSP芯片，所述AMC板卡互聯(lián)通道通過AMC連接器連接到背板上；所述MMC芯片采用ARM (Adwanced RISC Machines)單片機(jī)芯片，ARM 單片機(jī)芯片通過 IPMI antellingent Platform Management hterface)與 MCH 板卡連接；所述 DSP 芯片通過 UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)連接到ARM單片機(jī)芯片上。進(jìn)一步的，所述DSP芯片可用CPU芯片替代。再進(jìn)一步的，所述SRIO交換芯片上還設(shè)置有預(yù)留通道，可以靈活配置，適時(shí)增減帶寬。所述的AMC板卡上的SRIO交換芯片的通道資源要足夠多，不僅留有N (N 一般取偶數(shù)，便于SRIO端口寬度的靈活配置)個通道用于板卡間互聯(lián)，而且還要與板卡內(nèi)每塊處理器相連；MMC芯片通過IPMI與MCH建立通信，并告知板卡的當(dāng)前工作狀態(tài)和相關(guān)信息，同時(shí)它還對板卡內(nèi)各芯片進(jìn)行控制管理，如復(fù)位、通信、上電時(shí)序等。每個AMC板卡都與M個板卡通過背板建立互聯(lián)，M宜取偶數(shù)，為的是提高互聯(lián)靈活性，減小拓?fù)潆y度，當(dāng)然全互聯(lián)時(shí)M未必是偶數(shù)；每倆個板卡間的互聯(lián)通道數(shù)為K，那么K、M、 N之間滿足的關(guān)系式為N >KXM，為了資源的充分利用，一般規(guī)劃時(shí)取等號成立的情況。隨著高清時(shí)代的到來，許多電信級設(shè)備，都要求具備兵法處理海量數(shù)據(jù)的能力，如音視頻的編解碼、數(shù)據(jù)加密變換等。而由于高清視頻數(shù)據(jù)流具有海量數(shù)據(jù)、不均衡性、高速率等突出特點(diǎn)，以MCH板卡為中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流交換和分發(fā)的星型或雙星結(jié)構(gòu)日益顯示出其弊端。本發(fā)明采用RapidIO行業(yè)協(xié)會開發(fā)的新一代高速互聯(lián)技RapidIO接口建立AMC板卡間的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在于這種接口不僅傳輸速率高，而且簡單易懂配置靈活，每一通道只有一發(fā)一收兩對高速差分信號，多個通道還可以靈活配置，選擇通道xl到xl6不同的端口寬度，由這種高速接口建立的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有效地釋放了 MCH所面臨的軟硬件壓力， 增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性及配置的靈活性，很好地解決了新一代電信設(shè)備面臨的問題。采用上述結(jié)構(gòu)后，其特點(diǎn)是本實(shí)用新型對MicroTCA設(shè)備的背板拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了重建，將原來以MCH板卡為中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)AMC板卡間數(shù)據(jù)流交換和分發(fā)的星型或雙星結(jié)構(gòu)， 設(shè)計(jì)成由AMC板卡間建立的SRIO拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)流的傳輸和交換。這種設(shè)計(jì)方案將集中于MCH節(jié)點(diǎn)的軟硬件壓力直接分散到各個AMC板卡上，節(jié)省了 MCH板卡的資源空間；同時(shí)AMC板卡是一種功能比較單一，資源相對豐富的板卡，預(yù)留的SRIO互聯(lián)通道可以靈活配置、適時(shí)增減帶寬；在系統(tǒng)升級數(shù)據(jù)處理能力時(shí)，也只需要對AMC板卡進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和規(guī)劃，而不至影響原有MCH。本實(shí)用新型的AMC板卡間的SRIO拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的資源分配更加均衡，穩(wěn)定性、可靠性和靈活性大大提高，非常適應(yīng)高清時(shí)代電信設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1是MicroTCA設(shè)備結(jié)構(gòu)示意框圖。圖2是本實(shí)用新型中AMC板卡結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施列中SRIO交換芯片采用12個通道的AMC板卡結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型中AMC板卡間的SRIO拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施中另一種AMC板卡間的SRIO拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施列中第三種AMC板卡間的SRIO拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖2所示一種基于MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)的AMC板卡結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)背板上的AMC板卡和MCH板卡，所述AMC板卡上還包括有SRIO交換芯片、一塊MMC (Multi Media Card)芯片和 DSP (Digital Signal Processing)芯片，其中，所述 SRIO 交換芯片上包括數(shù)據(jù)處理通道、AMC板卡互聯(lián)通道，所述數(shù)據(jù)處理通道與DSP芯片數(shù)量相同，數(shù)據(jù)處理通道連接DSP芯片，所述AMC板卡互聯(lián)通道通過AMC連接器連接到背板上；所述MMC芯片采用 ARM (Adwanced RISC Machines)單片機(jī)芯片，ARM 單片機(jī)芯片通過 IPMI (Intellingent Platform Management Interface)與 MCH 板卡連接；所述 DSP 芯片通過 UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)連接到ARM單片機(jī)芯片上，ARM單片機(jī)芯片作為AMC 板卡的MMC芯片單元，通過IPMI與MCH建立通信，并告知板卡的當(dāng)前工作狀態(tài)和相關(guān)信息， 同時(shí)它還對板卡內(nèi)各芯片進(jìn)行控管理，如復(fù)位、通信、上電時(shí)序等。進(jìn)一步的，所述DSP芯片可用CPU芯片替代。再進(jìn)一步的，所述SRIO交換芯片上還設(shè)置有預(yù)留通道，可以靈活配置，適時(shí)增減帶寬。圖3所示一種基于MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)的AMC板卡連接方式，其中，AMC板卡上包括一塊 ARM單片機(jī)芯片、三塊DSP芯片和具有十二個通道的SRIO交換芯片，所述SRIO交換芯片選用具有12個通道的交換芯片，交換通道的序號依次從O到11，其中，“O 2”為數(shù)據(jù)處理通道，即與數(shù)據(jù)處理通道連接的DSP芯片為三個，分別為DSPO、DSPU DSP2 ；“3”為預(yù)留通道， “4 11”為AMC板卡互聯(lián)通道，AMC板卡在背板上通過AMC板卡互聯(lián)通道相互連接，所述在背板上相互連接的AMC板卡至少為三個。圖4所示在背板上相互連接的AMC板卡為三個，此三個背板上的AMC板卡編號依次為1、2、3，將八個AMC板卡互聯(lián)通道依次與另外的兩個AMC板卡相連，表現(xiàn)為與其左右相鄰的各一個AMC板卡連接，每兩個AMC板卡間的AMC板卡互聯(lián)通道數(shù)目為四個，形成全互聯(lián)結(jié)構(gòu)，具體實(shí)現(xiàn)方案為=AMC板卡1分別與AMC板卡2、3建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡2分別與AMC板卡1、3建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡3分別與AMC板卡1、2建立有SRIO互聯(lián)。圖5所示在背板上相互連接的AMC板卡為十二個，此十二個背板上的AMC板卡編號依次為1-12，十二個AMC板卡形成一環(huán)路，將八個AMC板卡互聯(lián)通道依次與另外的四個 AMC板卡相連，表現(xiàn)為與其左右相鄰的各兩個AMC板卡連接，每兩個AMC板卡間的AMC板卡互聯(lián)通道數(shù)目為兩個；具體實(shí)現(xiàn)方案為AMC板卡1分別與AMC板卡11、12、2、3建立有SRIO 互聯(lián)；AMC板卡2分別與AMC板卡12、1、3、4建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡3分別與AMC板卡
1、2、4、5建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡4分別與AMC板卡2、3、5、6建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡5分別與AMC板卡3、4、6、7建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡6分別與AMC板卡4、5、7、8建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡7分別與AMC板卡5、6、8、9建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡8分別與AMC 板卡6、7、9、10建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡9分別與AMC板卡7、8、10、11建立有SRIO互聯(lián)； AMC板卡10分別與AMC板卡8、9、11、12建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡11分別與AMC板卡9、
10、12、1建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡12分別與AMC板卡10、11、1、2建立有SRIO互聯(lián)。 圖6所示在背板上相互連接的AMC板卡為十二個，此十二個背板上的AMC板卡編號依次為1-12，十二個AMC板卡形成一環(huán)路，將AMC板卡互聯(lián)通道依次與另外的八個AMC板卡相連，表現(xiàn)為與其左右相鄰的各四個AMC板卡連接，每兩個AMC板卡間的AMC板卡互聯(lián)通道數(shù)目為一個；具體實(shí)現(xiàn)方案為AMC板卡1分別與AMC板卡9、10、11、12、2、3、4、5建立有 SRIO互聯(lián)；AMC板卡2分別與AMC板卡10、11、12、1、3、4、5、6建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡3 分別與AMC板卡11、12、1、2、4、5、6、7建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡4分別與AMC板卡12、1、
2、3、5、6、7、8建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡5分別與AMC板卡1、2、3、4、6、7、8、9建立有SRIO 互聯(lián)；AMC板卡6分別與AMC板卡2、3、4、5、7、8、9、10建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡7分別與 AMC 板卡 3、4、5、6、8、9、10、11 建立有 SRIO 互聯(lián)；AMC 板卡 8 分別與 AMC 板卡 4、5、6、7、9、10、
11、12建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡9分別與AMC板卡5、6、7、8、10、11、12、1建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡10分別與AMC板卡6、7、8、9、11、12、1、2建立有SRIO互聯(lián)；AMC板卡11分別與 AMC 板卡 7、8、9、10、12、1、2、3 建立有 SRIO 互聯(lián)；AMC 板卡 12 分別與 AMC 板卡 8、9、10、11、 1、2、3、4建立有SRIO互聯(lián)。
權(quán)利要求1.一種基于MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)的AMC板卡結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)背板上的 AMC板卡和MCH板卡，其特征在于所述AMC板卡上還包括有SRIO交換芯片、一塊MMC芯片和DSP芯片，其中，所述SRIO交換芯片上包括數(shù)據(jù)處理通道、AMC板卡互聯(lián)通道，所述數(shù)據(jù)處理通道與DSP芯片數(shù)量相同，數(shù)據(jù)處理通道連接DSP芯片，所述AMC板卡互聯(lián)通道通過AMC 連接器連接到背板上；所述MMC芯片采用ARM單片機(jī)芯片，ARM單片機(jī)芯片通過IPMI與MCH 板卡連接；所述DSP芯片通過UART連接到ARM單片機(jī)芯片上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)的AMC板卡結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 DSP芯片可用CPU芯片替代。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)的AMC板卡結(jié)構(gòu)，其特征在于所述 SRIO交換芯片上還設(shè)置有預(yù)留通道。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)的AMC板卡結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在MicroTCA標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)背板上的AMC板卡和MCH板卡，其特征在于AMC板卡上還包括有SRIO交換芯片、一塊MMC芯片和DSP芯片，其中，SRIO交換芯片上包括數(shù)據(jù)處理通道、AMC板卡互聯(lián)通道，數(shù)據(jù)處理通道與DSP芯片數(shù)量相同，數(shù)據(jù)處理通道連接DSP芯片，AMC板卡互聯(lián)通道通過AMC連接器連接到背板上；MMC芯片采用ARM單片機(jī)芯片，ARM單片機(jī)芯片通過IPMI與MCH板卡連接；DSP芯片通過UART連接到ARM單片機(jī)芯片上。本申請節(jié)省了MCH的資源空間，均衡了系統(tǒng)的資源分配；并能靈活配置、適時(shí)增減帶寬，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和配置的靈活性，適應(yīng)高清時(shí)代電信設(shè)備的設(shè)計(jì)要求。
文檔編號G06F1/16GK202331274SQ20112040758
公開日2012年7月11日 申請日期2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月24日
發(fā)明者俞鴻驥, 劉毅, 吳國蘇州, 張?jiān)骑w, 楊秀云, 荊亞新, 陳衛(wèi)明, 陳紅 申請人:蘇州新海宜通信科技股份有限公司