MicroTCA与DSP的开发机箱控制

2万 · 2020-8-20 17:27

MicroTCA(Micro Telecommunications Computing Architecture)和
AMC（Advanced Mezzanine Card）技术标准提出了一种新型模块化数据采集系统
构架，该标准已广泛应用于航空电子系统的嵌入式测试与计算领域。MicroTCA 平
台的采集系统具有四个显著的特点：通过 AMC 采集模块搭载 FMC 采集系列产品
实现数据采集，进一步提高系统模块化程度，替换 FMC 子模块就可对系统功能重
定义；利用 MicroTCA 先进的背板总线技术，实现支持多种传输协议的模块高速
互联；支持 IPMI(Intelligent Platform Management Interface)智能管理技术标准，
实现对系统内模块全方位的状态监控和远程操控；依据不同机箱尺寸标准，采集
系统可支持 6~12 个 AMC 测试功能模块，可根据需求对系统功能进行扩展。

2万 · 2020-8-20 17:28

集系统包括采集模块和 DSP 模块两个基本功能单元。采集模块严格遵循
AMC.0 协议设计，兼容 ATCA 和 MicroTCA 平台。模块可通过标准 FMC 接口，
搭载基于 COTS(Commercial-off-the-shelf)商业货架技术的 FMC 产品。本文使用
FMC 采集系列子模块，可实现双通道 500MSPS/12bits 或双通道 400MSPS/14bits
数据采集。DSP 模块通过 MicroTCA 平台的高速背板总线和采集模块互连，读取
采集数据存储于内存中或是上传到上位机验证测试结果。论文工作主要包括采集
系统总体架构设计、采集模块的硬件设计、采集模块的管理控制器(Module
Management Controller)软件设计、DSP 模块的 PCIE 根复合体底层驱动设计、DSP
模块网络客户端和上位机服务器程序设计。

2万 · 2020-8-20 17:29

FMC(FPGA Mezzanine Card)是针对以 FPGA 作为处理芯片的板卡定义的一种
技术标准，它简化了 I/O 接口模块的设计，将 FPGA 和固化 I/O 口分离，最大化
了载板功能复用率。通过 FPGA 和 FMC 技术的结合，测试人员只需要更新子模块，
就能够完成测试系统整机的功能、技术指标升级。FPGA 可通过标准 FMC 接口对
这些子模块进行控制，由于其可重构特性，只需按照功能需求对逻辑做出相应调
整，极大提高了系统的灵活性。FMC 技术成熟，各类 FMC 功能模块作为 COTS
产品已经广泛应用于测试领域，如数据采集、信号发生等。测试仪器搭载 FMC 功
能模块，有效缩短了开发周期，更带来了系统模块化程度、配置灵活性、扩展性
能等方面的优势。

2万 · 2020-8-20 17:32

目前模块化测试仪器多采用 PCI 类平台，如 CPCI、PXI 总线平台等，它仍属
传统计算机 PC 架构，即 PC 的 CPU 作为计算中心连接系统内所有外设模块，系统
运算能力受限于 CPU 及计算机总线。而各模块以共享总线的方式传输数据，当测
试系统内模块增多时，分配给各模块的带宽也会受到限制。MicroTCA 平台采用集
中分散式的数据处理方式，模块通信使用独立的背板总线，采集与处理数据可以
通过高速串行总线以自定义的方式进行传输，平台主要优势有以下几点。

2万 · 2020-8-20 17:33

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MicroTCA 系统采用最新的 IPMI 2.0 协议实现智能管理系统。MTCA.0 标准
要求包括 AMC、MCH、电源、散热单元都必须实现 IPMI 协议中的管理控制器。
图 2-3 是 MicroTCA 平台的 IPMI 连接图，标准针对 MicroTCA 系统各模块的功能
特点，将管理控制器分为以下几类：
(1) MMC：AMC 模块的 IPMI 功能由 Module Management Controller 即模块
管理控制器实现。它通过 IPMB 总线传输 IPMI 消息、传感器信息等数据，协助
MCH 完成模块激活，模块识别，电子密匙，状态监控等功能。
(2) EMMC：由电源模块和散热模块实现，除了管理自身模块外还负责维护整
个 MicroTCA 系统，相比 AMC 模块的 MMC，EMMC 支持更多的 IPMI 控制命令
如电源供电，风扇调节等系统指令，因此标准将其定义为增强型模块管理控制器
Enhanced Module Management Controller。
(3) MCMC：MCH 肩负 MicroTCA 系统的管理控制使命，集合了 ATCA 平台
中载板管理控制器（IPMC）以及机箱管理控制器（ShMC）的功能，由于其不仅
要和系统内所有 AMC 模块通信，还控制着电源模块及散热模块，因此 MCMC 对
IPMI 指令集的支持最为全面，标准将 MCH 的管理控制器定义为 MicroTCA Carrier
Management Controller，即 MicroTCA 载板管理控制器。

2万 · 2020-8-20 17:35

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主角登场！！！！！！！！！！！！！！！！！！！

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