ATCA培訓教材

1、atca相關(guān)標準及實踐培訓教材atca簡介 atca即advanced telecom computing architecture，提供電信運營級需求“可靠性、可用性、適用性”的應用 atca規(guī)范包括picmg 3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5等一系列規(guī)范，核心規(guī)范定義了atca系列規(guī)范中的機構(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)的傳輸方式機械結(jié)構(gòu) front boards，即前插的atca板卡 rtms，即后io板。 backplane，即機箱的背板。 subrack，即背板處的子插槽。組合關(guān)系組合（側(cè)視圖）機箱（shelf）connecto

2、r zones zone 1，電源連接和機箱管理 zone 2，數(shù)據(jù)傳輸接口 zone 3，用戶自定義io連接atca機箱管理 提供底層硬件管理服務(wù) 包括機箱的電源、風扇、數(shù)據(jù)互聯(lián)等的管理 監(jiān)測系統(tǒng)的健康，收集信息，必要時直接改變板卡的狀態(tài)機箱管理架構(gòu)板卡接口atca管理基本單元 shmcshelf management controller，是shelf manager的控制單元，對整個機箱進行管理控制 ipmcipm controller，每塊atca板都存在這個單元，通過和shmc交互對本板控制管理。ipmi規(guī)范 atca管理采用ipmi消息機制，基于ipmi 1.5規(guī)范，即intell

3、igent platform management interface。 atca在此基礎(chǔ)上又定義了獨有的擴展命令消息。ipmi 消息 ipmi消息可以承載在各種硬件接口上，例如ipmb、serial/modem、lan等。 ipmi消息采用request/response協(xié)議，request消息可稱為command。 ipmi commands按network function code來分組，同時又有相應的command號，兩者一起標識唯一的命令。ipmb接口 在atca架構(gòu)中，ipmi消息的傳輸主要基于ipmb-0接口。 ipmb基于i2c，提供雙路冗余i2c連接，提高傳輸?shù)目煽啃?。兩?/p>

4、分別稱為ipmb-a和ipmb-b。 shmc與ipmc之間的ipmb接口可以是bus型的或者是星型的，兩者各有優(yōu)缺點。ipmb消息格式event消息 event消息是一類特殊的ipmi消息，一般ipmc只是被動地接受shmc的命令，而event消息是ipmc主動發(fā)起的，通常是一些需要通知shmc作出反應的事件發(fā)生，而產(chǎn)生此類消息。尋址 ipmi消息的傳輸必須要有地址來標識通信雙方。 在atca體系中共有4種地址類型： hardware address ipmb address physical address shelf addresshardware address 硬件地址由機箱背板提供

5、，每個槽位都有不同地址，板卡插入后通過zone1連接器的pin腳來獲取此地址。 硬件地址由7 bits組成。ipmb address ipmb地址和i2c地址直接相關(guān)，i2c地址用7 bits標識，ipmb地址用8 bits標識。 ipmb地址是硬件地址左移一位后的值。 20h為shmc的ipmb地址。 00h為廣播地址。physical address physical地址表征板卡在機箱中的位置。 physical address由site number和site type來唯一確定。shelf address 當有多個shelf時，就需要有shelf address來標識每個機箱。 she

6、lf address的定義比較靈活，各廠商各有不同，一般是一串字符。 各板卡可通過ipmi消息從shmc獲取shelf address。hardware地址和physical地址映射重要概念 fru，field replacable unit，也就是可熱插拔的單元，atca板卡、后io板、shmc管理板等都是fru。 sensor，這不是指物理上的，只是邏輯上的，對于會產(chǎn)生事件或有值需要shmc知道的那類對象都可以虛擬成sensor。fru atca定義了兩種類型的fru： 一種是intelligent fru，本身包含ipmc單元。 另一種是managed fru，它可以是intellege

7、nt fru，也可以是被intelligent fru描述的對于ipmi架構(gòu)可見的fru。fru infomation intelligent fru的ipmc需要維護fru infomation，這些信息描述了fru的相關(guān)信息，通常存放在eeprom等介質(zhì)上。 shmc會從ipmc收集fru infomation。 fru信息的格式遵照platform management fru information storage definition v1.0規(guī)范sensor sensor按照value的類型可分為離散型和模擬型。 atca框架定義了一些必須實現(xiàn)的sensor： fru hotswa

8、p sensor ipmb physical link sensor 通常還包括以下sensor，但可選： temperature sensor voltage sensorsdr（sensor device record） sdr描述了sensor的信息和其他一些對象。 shmc從每個ipmc收集sdr信息，從而獲取ipmc及其包含的snesor的詳細信息。fru的active和deactive fru可以熱插拔，為了系統(tǒng)能安全地激活和關(guān)閉，atca定義了一系列流程來完成這些動作。 atca定義了m0-m7共8種狀態(tài)來描述fru的狀態(tài)，通過命令的交互，在各種狀態(tài)間遷移。 通常板卡會提供一個把

9、手開關(guān)，有開和關(guān)兩種狀態(tài)，當開關(guān)狀態(tài)改變，會觸發(fā)hotswap event通知shmc，引發(fā)相應動作。fru 狀態(tài) m0：fru not installed m1：fru inactive m2：fru activation request m3：fru activation in precess m4：fru active m5：fru deactivation request m6：fru deactivation in process m7：communication lost狀態(tài)遷移led指示燈 atca定義了板卡前面板led的標準。包括以下幾種： blue led：指示hotswap

10、狀態(tài) led1（oos led）:顯示出錯或故障狀態(tài) led2（status led）（可選）：常用來顯示一些狀態(tài)。 led3（power led）（可選）：常用來顯示payload上電狀態(tài)。 應用相關(guān)led（可選）：視應用而定e-keying e-keying機制是atca用來動態(tài)滿足需求的一種機制，可以用來： 可以阻止對板卡的損壞 阻止誤操作 檢驗fabric的兼容性 e-keying信息定義存放在fru information中供電 atca給板卡供電也是高度可控的，是一個協(xié)商動態(tài)的過程。 fru需要的最大電源能力也記錄在fru infomation中，shmc獲取后可給fru分配合適的

11、供電或發(fā)現(xiàn)無法提供可拒絕給fru的payload激活。告警及相應處理 fru的模擬型sensor例如溫度、電壓等，可以設(shè)置多個門限，當越過某個門限值，會產(chǎn)生相應的告警事件通知shmc，shmc會根據(jù)事件的嚴重程度作出相應舉動。比如點亮oos led，提高風扇轉(zhuǎn)速，或干脆直接關(guān)掉板卡payload的供電。數(shù)據(jù)傳輸 atca板卡通過zone2連接到背板，相互間可以建立數(shù)據(jù)通道。 數(shù)據(jù)接口有以下4種類型： base interface fabric interface update channel interface synchronization clock interface背板拓撲 atca可

12、以通過構(gòu)建不同的背板拓撲來支持不同的應用。 base interface一直被配置成dual star模式。 fabric interface可配置成以下3種模式： dual star dual dual star full meshdual stardual dual star 與dual star類似，每塊node板和另2路獨立冗余的fabric 交換有dual star的拓撲連接full mesh板卡類型 按在機箱中的角色來分： hub boards node boards mesh enabled boards 按結(jié)構(gòu)來分： 單板 載板base interface base inter

13、face支持10/100/1000 base-t的ethernet連接，采用dual star拓撲 base interface通常用來作為管理通道 支持e-keyingfabric interface fabric interface根據(jù)背板可以有不同的拓撲結(jié)構(gòu) picmg 3.0、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5協(xié)議族中定義了一系列不同數(shù)據(jù)傳輸方式 支持e-keyingupdate channel interface update channel interface建立在點對點的連接上，通常是在背板的相鄰板卡之間synchronization clock interface 提供了一

14、組clock bus以便應用能實現(xiàn)多板的時鐘同步。microtca/amc簡介 microtca作為atca的補充，可以直接使用amc卡，以建立更小型的系統(tǒng)。 amc卡，即advanced mezzanine card，原先是作為atca板卡的module存在的，可以插在atca載板上使用在atca機箱中，引入microtca后，amc卡就可以直接插在microtca機箱中工作。 mcriotca/amc系統(tǒng)看起來就是atca的縮微版。microtca機箱管理框架amc在atca環(huán)境下的架構(gòu)microtca管理基本單元 mch，即microtca carrier hub，它看起來像atca中的

15、shelf manager，同時又兼具交換板的功能。mch上的控制管理單元叫mcmc（microtca carrier management controller）。作用類似shmc。 amc，即advanced mezzanine card，作為機箱中的業(yè)務(wù)卡。每塊amc中有一個控制管理單元叫mmc（module management controller），作用類似ipmc，可與mcmc交互。公司目前與atca相關(guān)產(chǎn)品 出于市場等考慮，公司的atca產(chǎn)品并未完全按照atca標準開發(fā)，有標準卡，也有非標卡。 atca板在硬件是符合atca規(guī)范的，但在實際使用時，根據(jù)機箱中是否配有shelf

16、manager，有標準和非標的用法。 amc卡有完全符合amc標準的卡，但大部分卡是硬件上也不符合規(guī)范的自定義卡。公司的ipmc實現(xiàn) 公司的ipmc由于要適應標準和非標的用法，軟件的設(shè)計就要兼容2種模式。標準的用法完全按照規(guī)范實現(xiàn)。非標的模式實際上就是忽略shmc的存在，ipmc不經(jīng)過交互過程，直接給payload上電。 兩種模式下，ipmc和payload之間都可以通過fpga實現(xiàn)相互間的通信，通信方式即可以是寄存器訪問，也可以是類似ipmi消息的request/response方式。非標機箱的管理 當atca機箱中不安裝shelf manager時，實際上各atca板卡各自獨立工作，沒有一個集中式的管理，但實際應用時還是需要能從一塊atca卡簡