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Advanced Telecommunications Computing Architecture [ 1 ] ( ATCAまたはAdvancedTCA ) は、100 社を超える企業が参加するPCI Industrial Computer Manufacturers Group (PICMG)史上最大の仕様策定活動です。AdvancedTCA として知られるこの公式仕様の名称 PICMG 3.x (下記参照) は、2002 年 12 月に PICMG 組織によって承認されました。[ 2 ] AdvancedTCA は主に「キャリアグレード」の通信機器の要件を対象としていますが、最近では軍事/航空宇宙産業向けのより堅牢なアプリケーションにも範囲を拡大しています。[ 3 ]この一連の仕様には、高速相互接続技術、次世代プロセッサ、および信頼性、可用性、保守性(RAS) の向上における最新のトレンドが組み込まれています。
AdvancedTCAボード（ブレード）は、 奥行き280mm、高さ322mmです。ボードには金属製のフロントパネルと、プリント基板 の底面に金属製のカバーが取り付けられており、電磁干渉と火災の延焼を抑制します。ロック機構付きのインジェクター/イジェクターハンドル（レバー）はマイクロスイッチを作動させ、オペレーターがボードを取り外そうとしていること、またはボードが取り付けられたばかりであることをインテリジェントプラットフォーム管理コントローラ（IPMC）に通知し、ホットスワップ手順を有効化します。AdvancedTCAボードは、PCIメザニンカード（PMC）またはアドバンストメザニンカード（AMC）拡張メザニンの使用をサポートしています。
この棚はRTM（リアトランジションモジュール）に対応しています。RTMは、前面ボードと同じ位置にある棚の背面のスロットに差し込みます。RTMと前面ボードは、ゾーン3コネクタを介して相互接続されます。ゾーン3コネクタは、AdvancedTCA仕様では定義されていません。
各棚のスロット幅は30.48 mmです。これにより、19インチラックマウントシステムには14枚の基板シャーシを、 ETSIラックマウントシステムには16枚の基板を設置できます。一般的な14スロットシステムは、ラックユニットの高さが12または13です。大型のAdvancedTCA棚は通信市場向けに設計されているため、空気の流れは棚の前面から入り、基板の下から上へと流れ、棚の背面から排出されます。エンタープライズ用途で使用される小型の棚は、通常、水平方向の空気の流れになっています。
小型～中型のAdvancedTCAシェルフは通信市場を対象としており、研究室での研究用途向けには、テストを容易にするために蓋が開いたシェルフも用意されている。
AdvancedTCAバックプレーンは、ボード間のポイントツーポイント接続を提供し、データバスは使用しません。バックプレーンの定義は、ゾーン1、ゾーン2、ゾーン3の3つのセクションに分かれています。ゾーン1のコネクタは、冗長な-48 VDC電源とシェルフ管理信号をボードに提供します。ゾーン2のコネクタは、ベースインターフェイスとファブリックインターフェイスへの接続を提供します。すべてのファブリック接続は、ポイントツーポイントの100 Ω差動信号を使用します。ゾーン2は「ファブリック非依存」と呼ばれ、100 Ω差動信号を使用できるファブリックであれば、AdvancedTCAバックプレーンで使用できます。[ 4 ]
ゾーン3のコネクタはユーザー定義であり、通常はフロントボードをリアトランジションモジュールに接続するために使用されます。ゾーン3領域には、AdvancedTCA仕様で定義されていない信号を持つボードを相互接続するための特殊なバックプレーンを配置することもできます。
AdvancedTCA Fabric仕様では、論理スロットを使用して相互接続を記述します。ファブリックスイッチボードは論理スロット1と2に配置されます。シャーシメーカーは、シャーシ内の論理スロットと物理スロットの関係を自由に決定できます。シャーシのフィールド交換可能ユニット（FRU）データには、論理スロットと物理スロットの関係を記述するアドレステーブルが含まれています。
シェルフマネージャは、ゾーン1コネクタ上の冗長I²Cバスで動作するIPMI（インテリジェントプラットフォーム管理インターフェース）プロトコルを使用して、シャーシ内の各ボードおよびFRUと通信します。
ベースインターフェイスは、ゾーン2コネクタのプライマリファブリックであり、ベースチャネルごとに4つの差動ペアを割り当てます。コアに冗長ファブリックハブスロットを備えたデュアルスター構成で配線されています。帯域外管理、ファームウェアのアップロード、OSブートなどに一般的に使用されます。
バックプレーン上のファブリックインターフェースは、さまざまなファブリックをサポートしており、デュアルスター、デュアルデュアルスター、メッシュ、レプリケートメッシュなどのアーキテクチャで配線できます。ファブリックチャネルごとに8ペアの差動信号が割り当てられ、各チャネルは4つの2ペアポートに分割できます。ファブリックインターフェースは通常、ボード間および外部ネットワーク間でデータを転送するために使用されます。
同期クロックインターフェースは、MLVDS（マルチポイント低電圧差動信号）クロック信号を複数の130Ωバス経由でルーティングします。これらのクロックは通常、通信インターフェースの同期に使用されます。
アップデートチャネルインターフェースは、2つのスロットを相互接続する10組の差動信号ペアで構成されています。どのスロットが相互接続されるかは、バックプレーンの設計によって異なります。これらの信号は、2つのハブボードや冗長プロセッサボードを相互接続するためによく使用されます。
ベースインターフェースは、10BASE-T、100BASE-TX、または1000BASE-Tイーサネットのいずれかのみとなります。すべてのボードとハブはこれらのインターフェースのいずれかをサポートする必要があるため、ボードへのネットワーク接続は常に存在します。
ファブリックは一般的にSerDesギガビットイーサネットですが、ファイバーチャネル、XAUI 10ギガビットイーサネット、InfiniBand、PCI Express、またはSerial RapidIOでも構いません。ポイントツーポイントの100Ω差動信号を使用できるファブリックであれば、AdvancedTCAバックプレーンで使用できます。
PICMG 3.1 Ethernet / Fibre Channel仕様が改訂され、既存のIEEE 40GBASE-KR4、10GBASE - KX4、10GBASE- KR、およびXAUIシグナリングに加えて、IEEE 100GBASE-KR4シグナリングが追加されました。
AdvancedTCAブレードは、プロセッサ、スイッチ、AMCキャリアなどです。一般的なシェルフには、1つ以上のスイッチブレードと複数のプロセッサブレードが搭載されます。
シェルフに初めて挿入されると、オンボードの IPMC は バックプレーンの冗長な -48 V から電源供給されます。IPMC は、インストールされたことをシェルフマネージャに通知するためにIPMIイベント メッセージを送信します。シェルフマネージャはブレードから情報を読み取り、十分な電力が利用可能かどうかを判断します。十分な電力がある場合は、シェルフマネージャは IPMC にコマンドを送信して、ブレードのペイロード部分の電源をオンにします。シェルフマネージャは、ブレードがサポートするファブリック ポートも判断します。次に、バックプレーンのファブリック相互接続情報を調べて、ファブリック接続のもう一方の端にあるファブリック ポートを特定します。バックプレーンワイヤの両端のファブリック ポートが一致する場合は、一致するポートを有効にする IPMI コマンドを両方のブレードに送信します。
ブレードの電源がオンになり、生地に接続されると、シェルフマネージャーはブレード上のセンサーからのイベントメッセージを監視します。温度センサーが温度が高すぎると報告した場合、シェルフマネージャーはファンの速度を上げます。
基板上のFRUデータには、製造元、型番、シリアル番号、製造日、改訂版などの説明情報が含まれています。この情報はリモートで読み取ることができ、棚にあるブレードの在庫管理に利用できます。
シェルフマネージャは、シェルフ内のボード（ブレード）とFRUを監視および制御します。センサーが問題を報告した場合、シェルフマネージャは対処するか、システムマネージャに問題を報告できます。対処方法は、ファンの回転速度を上げるなどの簡単なものから、ボードの電源を切るなどのより抜本的なものまで様々です。各ボードとFRUには、シェルフマネージャが取得できる在庫情報（FRUデータ）が含まれています。シェルフマネージャは、FRUデータを使用して、ボードまたはFRUに十分な電力が供給されているかどうか、およびボードを相互接続するファブリックポートが互換性があるかどうかを判断します。FRUデータには、製造元、製造日、モデル番号、シリアル番号、および資産タグも含まれています。
各ブレード、インテリジェントFRU、およびシェルフマネージャには、インテリジェントプラットフォーム管理コントローラ（IPMC）が搭載されています。シェルフマネージャは、冗長I²Cバス上で動作するIPMIプロトコルを使用して、ボードおよびインテリジェントFRUと通信します。IPMIプロトコルには、データ伝送の信頼性を確保するためのパケットチェックサムが含まれています。また、インテリジェントFRUによって管理される非インテリジェントFRUを使用することも可能です。これらは管理対象FRUと呼ばれ、インテリジェントFRUと同じ機能を備えています。
シェルフマネージャとボード間の相互接続は、冗長構成のインテリジェントプラットフォーム管理バス（IPMB）ペアによって行われます。IPMBアーキテクチャは、2つのバス（バス型IPMB）または2つの放射状接続（放射状IPMB）のいずれかになります。放射状IPMBの実装では、通常、IPMB障害発生時の信頼性向上のため、個々のIPMB接続を分離する機能が備わっています。
シェルフマネージャは、イーサネットネットワーク上でRMCP（TCP/IP上のIPMI）、 HTTP、SNMPを使用して外部エンティティと通信します。一部のシェルフマネージャは、サービス可用性フォーラムによって定義された技術仕様であるハードウェアプラットフォームインターフェースをサポートしています。
ATCAを物理学研究の具体的な要件に適合させるため、新たに2つのワーキンググループが発足した。
WG1では、AMCモジュールの背面I/Oと、μRTMと呼ばれる新しいコンポーネントを定義します。μRTMに対応するためμTCAシェルフ仕様に、またATCAキャリアRTM用のAMC背面I/Oに対応するためATCA仕様に修正が加えられます。物理データ収集システムで一般的に使用されるクロック、ゲート、トリガーとして使用できる信号線が特定されます。
WG2は、Physics xTCAプラットフォーム向けに開発された様々なアプリケーション間で、ハードウェアモジュールとソフトウェアモジュールの両方の相互運用性と移植性を促進するための共通のソフトウェアアーキテクチャとサポートインフラストラクチャを定義し、そのプラットフォームを使用して実験やシステムを構築するために必要な開発労力と時間を最小限に抑えます。
ATCAを通信業界以外の市場にも拡大するためのワーキンググループが結成された。
この新しいワーキンググループの目標は、ダブル幅ボードをサポートするための拡張機能を定義すること、600Wシングルスロットボードと800Wダブルスロットボードをサポートするための機能強化を追加すること、フルサイズのボードを棚の前面と背面の両方に接続できる両面棚のサポートを追加すること、およびベースインターフェースでの10Gbpsシグナリングのサポートを追加することです。