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Spezifikationen, Standards und Normen

Autor / Redakteur: Kurt Schaffer* / Kristin Rinortner

Für den Aufbau von AdvancedTCA-Systemen und allen daraus abgeleiteten Anwendungen müssen viele Spezifikationen, Standards und Normen berücksichtigt werden. Diese werden von der Mitgliederorganisation PICMG erstellt und gepflegt. Sie ist auch für die AMC- und die MicroTCA-Spezifikationen zuständig.

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( Archiv: Vogel Business Media )

In den Spezifikationen dieser „Telecommunications Computing Archi-tecture“ (TCA) werden weitere externe Standards und Normen zitiert, die für den reibungslosen Betrieb und das nahtlose Zusammenspiel von solchen Systemen und Anwendungen von Bedeutung sind. Be-treut werden durch die PICMG (PCI Industrial Computer Manufacturers Group) derzeit fünf Hauptgruppen (Tabelle 1)

Standards in der Schnellübersicht

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PICMG setzt generell Standards für schnelle Rechneranwendungen, PICMG 3.X hat ganz speziell die Anforderungen für AdvancedTCA zum Inhalt. In Tabelle 2 ist eine kurze Übersicht zur Orientierung dargestellt.

Die TCA-Spezifikationen entstanden in der zeitlichen Reihenfolge AdvancedTCA => AdvancedMC => MicroTCA.

Die AMC-Spezifikationen bilden ein Brücke zwischen AdvancedTCA und MicroTCA. Die AMC-Module selbst – obwohl von ihrer Bauform für beide Anwendungen identisch – werden bei AdvancedTCA als Auf-steckmodule (Mezzanines) und bei MicroTCA als Einsteckkarten be-zeichnet. In Tabelle 3 ist die logische Zuordnung zwischen den drei Hauptkomponenten „ATCA/AMC/MTCA“ dargestellt.

AMC-Spezifikationen

AMC-Module waren ursprünglich als flexible Erweiterungseinheiten zur anwendungsspezifischen Konfiguration von ATCA-Funktionskarten – den 8 HE hohen Frontboards – geplant. In der Spezifikation AMC.0 wird das AMC-Aufsteckmodul mechanisch und elektrisch mit den zu-gehörigen Steckverbindern und der Verwaltungsfunktion beschrieben. Die seriellen Schnittstellen werden unter den Bezeichnungen AMC.1 bis AMC.4 spezifiziert (Tabelle 4).

AMC-Module gibt es in vielen Varianten (Tabelle 5). Die Definitionen hoch und breit sind dabei nicht vordergründig verständlich, wenn man die meist verbreitete Arbeitspositionen, den stehenden Einbau, betrachtet. Hoch und breit beziehen sich dagegen auf ein Modul in seiner „Ruheposition“, das mit der Leiterbahnenseite auf dem Tisch liegt und dabei mit der Frontplatte in Richtung Betrachter schaut. Der Einsteck-/Auswurfhebel befindet sich dann links vorne. In Tabelle 5 sind: SW – Single Width, DW – Double Width, FH – Full Height, HH – Half Height, TE/HP – Teiler Einheit/Horizontal Pitch.

MicroTCA Spezifikationen

Die MicroTCA-Architektur ist jung: Sie wurde am 24. Juli 2006 verabschiedet. Die Spezifikation MTCA.0 (Micro Telecommunications Computing Architecture Base Specification) definiert das Chassis (Bau-gruppenträger), die passive Backplane für die Aufnahme der AMC-Steckkarten, die Stromversorgung und die Kühlung. Die Systemverwaltungsfunktionen zum Betrieb von MicroTCA-Systemen sind mit dem MCH (MicroTCA Carrier Hub) als der „Verwaltungseinheit“ des Systems ebenfalls beschrieben. Es werden noch weitere Standards und Normen herangezogen, die für ein MicroTCA-System von Bedeutung sind.

Damit ein arbeitsfähiges System entsteht, muss ein Verwaltungsmodul MCH eingesetzt werden. Dieses entspricht in der Bauform (meist) ei-ner AMC-Karte und benötigt, je nach Anwendung, bis zu vier übereinanderliegende Steckverbinder (gegenüber einem oder zwei bei „nor-malen“ AMC-Karten). Der MCH hat ähnliche Funktionen wie der Shelf Manager bei ATCA. Zusätzlich erfüllt er noch die Funktionen einer Vermittlung (Switch) für die seriellen Leitungen der AMC-Karten: MicroTCA Systeme sind für den Einsatz von ein bis zwölf AMC-Karten definiert, in Verbindung mit einem oder zwei (bei ausfallgeschützten Systemen) MCHs. Vorhanden sind weiter ein oder zwei Kühleinheiten (Gebläse) und bis zu vier Stromversorgungsmodule.

Gehäuse- und Chassisvearianten

Die Abstände der Einsteckplätze sollen ein Mehrfaches von 1,5 TE (1 TE = 5,08 mm oder 0,2“), entsprechend also 0,3“ (7,62 mm) betragen. Die horizontalen Abstände zwischen den Karten liegen dann bei 15,24 mm (Compact, HH) und 30,48 mm (Full-size, FH). Für die Verwendung der neuen Midsize Module muss dieser Abstand in der MTCA-Spezifikation noch spezifiziert werden, da diese in ein Raster von 4 TE (20,32 mm oder 0,8“) passen. Die AMC-Module werden meist stehend eingebaut, mit dem Einsteck-/Ausziehhebel unten (Bauteilseite der Karte nach links). In der Praxis können MicroTCA-Systeme auch um 90° gedreht („liegend“) montiert werden. Die Höhe eines MTCA-Gehäuses richtet sich nach der „Breite“ (SW, Single oder DW, Double) der AMC-Karten.

Es sind sehr viele Gehäuse- oder Chassis-Varianten für den Einbau in 19“-Schränke in der Datenverarbeitung oder für Telekom-Schränke mit 300-mm-Normtiefe möglich. In der Spezifikation werden als Beispiele, neben der üblichen Anordnung in einem genormten Baugruppenträ-gers in einem Schrank, auch Würfel (cubes) oder Pico-Systeme gezeigt. Pico-Gehäuse sind, ihrem Namen entsprechend, besonders kompakt und können, beispielsweise, mit nur zwei AMC-Modulen plus einem MCH bestückt sein.

Keine Modifikationen erlaubt

In den AMC-, ATCA- und MTCA-Spezifikationen ist (ausdrücklich) nur der Einsatz in Telekom-Applikationen definiert. Einschränkungen oder Modifikationen, die von anderen Standards für Baugruppenträger herrühren, sind nicht erlaubt. Ungeachtet dessen wird lebhaft spekuliert, diese Produkte – wegen ihrer hohen Leistungsfähigkeit und modernen Infrastruktur für das Datenhandling – auch in industriellen Steuerungs-, Verbindungs- und Überwachungssystemen einzusetzen.

Die drei Grundspezifikationen PICMG 3.0 (ATCA), AMC.0 und MTCA.0 ergeben zusammen mehr als 1100 Buchseiten an Spezifikationstexten, die zu beachten und einzuhalten sind. Dazu gesellen sich noch die Ergänzungsspezifikationen für die unterschiedlichen seriellen Schnitt-stellen.

*Kurt Schaffer ist Leiter Entwicklung und Konstruktion bei Rittal Elect-ronic Systems in Eckental.

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