System MICROTCA.4 z obsługą White Rabbit oraz zintegrowanym modułem JTAG SWITCH

W zaawansowanych aplikacjach badawczych – takich jak akceleratory cząstek, synchrotrony czy systemy precyzyjnej aparatury pomiarowej – kluczowe znaczenie ma deterministyczna transmisja danych, synchronizacja w skali nanosekund oraz niezawodność pracy w trybie ciągłym. Standard MicroTCA.4 stał się odpowiedzią na te wymagania, oferując modularną, skalowalną i zarządzalną architekturę dla systemów o wysokiej gęstości przetwarzania sygnałów. Ten 12-slotowy system MicroTCA.4 firmy Pentair stanowi kompletne rozwiązanie infrastrukturalne dla nowej generacji systemów pomiarowych i automatyki przemysłowej.

W celu prowadzenia precyzyjnych pomiarów, fizyczne ośrodki badawcze powinny stawiać na wysoki popyt transferu danych w czasie rzeczywistym za pośrednictwem sieci Ethernet.

White Rabbit to rozszerzenie standardu Ethernet, łączące synchronizację IEEE 1588 Precision Time Protocol (PTP) z technologią SyncE, umożliwiające uzyskanie synchronizacji czasu poniżej 1 ns pomiędzy rozproszonymi węzłami systemu.

W celu wsparcia tego produktu PENTAIR także wprowadził następujące komponenty sprzętowe:

• Nośnik hub MicroTCA (MCH) od N.A.T – nowy zegar White Rabbit
• Moduł JSM – moduł włączający JTAG, służący do uzyskania dostępu do poszczególnych FPGA w systemie
• System MicroTCA.4 z dodatkowym, oddzielnym slotem JSM na odwrocie

MicroTCA dla pracowni fizycznych (MTCA.4)

Można znaleźć badawcze ośrodki fizyczne na całym świecie, które są zaangażowane w prace nad akceleracją cząstek, badaniem fotonów i ogólnie fizyką cząstek elementarnych. Systemy transmisji danych stosowane obecnie do prowadzenia tych instytucji badawczych, takich jak 30 km długości akcelerator cząstek w CERNie w Genewie, są oparte o systemy magistrali VME.

Do następnej generacji systemów, grupa fizyków zobowiązała się powrócić ponownie do otwartego standardu. W przyszłości wykorzystywać się będzie systemy MicroTCA.

Główne powody zmiany z VMEbus do MicroTCA to, fakt, że ten drugi standard wdrożył obszerny system zdalnego zarządzania. Wykrywa on wszystkie możliwe błędy na tablicach typu plug-in, w systemach zasilania i systemie wentylacji.

Bez wątpienia podstawowa forma MicroTCA stanowi bardzo dobrą bazę pod specyficzne aplikacje, które dedykowane są dla tej grupy docelowej. Ponadto szereg dodatkowych funkcji jest realizowany w podstawowej specyfikacji MicroTCA.

Cechy MicroTCA

System MicroTCA.4, 9 U, 84 HP, dla 12 podwójnych modułów mid-size AdvancedMC

• Zgodne ze specyfikacją PICMG MTCA.4 R1.0
• 9 U, System 84 HP dla 12 podwójnych modułów mid-size AdvancedMC
• Dwa podwójne moduły full-size MCH oraz 4 podwójne moduły full-size
• Na tyle obudowy znajduje się 12 modułowych slotów dla podwójnych mid-size RTM
• Płytka montażowa z podwójną topologią star, możliwość bezpośredniego połączenia dla S-ATA/SAS, zegar i triger jak dla PICMG MTCA.4
• 2 moduły wentylatorów hot-swap zarządzające jednostką chłodzącą (CU EMMC) w konfiguracji push /pull, przepływ powietrza od przedniej części dołu do tyłu górnej części
• • Prędkości wentylatora dla części przedniej i tylnej można oddzielnie regulować za pośrednictwem MCH

System MicroTCA.4, 7/9 U, 84 HP, dla 12 podwójnych modułów full-size AdvancedMC

• Zgodny ze specyfikacją PICMG MTCA.4 R1.0
• System 84 HP dla 12 podwójnych modułów full-size AdvancedMC
• Dwa pojedyncze moduły full-size MCH oraz 4/2 podwójne full-size
• 6 tylnych modułowych slotów przejścia dla podwójnych full-size RTM
• 1 pojedyncze gniazdo pełnowymiarowe dla modułu przełącznika JTAG (JSM)
• Płytka montażowa o topologii dual-star
• 2 moduły wentylatorów hot-swap zarządzające jednostką chłodzącą (CU EMMC)
• Opcjonalnie prędkości wentylatora dla części przedniej i tylnej można regulować oddzielnie za pośrednictwem MCH
• Filtr powietrza można zmieniać na przedniej CMS i/lub na tylnej topologii MTCA.4
• System 7 U z przepływem powietrza od dołu do góry
• System 9 U z przepływem powietrza od przodu do tyłu

Podsumowując, Platforma MicroTCA.4 w połączeniu z technologią White Rabbit tworzy skalowalne środowisko dla systemów wymagających precyzyjnej synchronizacji. A także wysokiej przepustowości i pełnego zarządzania infrastrukturą. Ponadto, dzięki modularnej budowie oraz zgodności ze standardem PICMG MTCA.4, rozwiązanie Pentair stanowi przyszłościową alternatywę dla systemów opartych o magistralę VME. Szczególnie w aplikacjach naukowych i zaawansowanej automatyce przemysłowej.