CN102298418A

CN102298418A - 基于MicroTCA标准的AMC板卡及其连接方法

Info

Publication number: CN102298418A
Application number: CN2011102355086A
Authority: CN
Inventors: 沈国平
Original assignee: AVONACO COMMUNICATION SYSTEMS (SUZHOU) Co Ltd
Current assignee: AVONACO COMMUNICATION SYSTEMS (SUZHOU) Co Ltd
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2011-12-28

Abstract

本发明公开了一种基于MicroTCA标准的AMC板卡及其连接方法。它改变了现有技术中以MCH为中心节点进行AMC板卡间媒体流交换和分发的星型或双星结构，采用以AMC板卡间建立的SRIO两两互联拓扑，直接进行媒体流的传输和交换。每一个AMC板卡通过SRIO接口分别与等数量的AMC板卡建立拓扑互联。这种拓扑结构将集中于MCH的软硬件压力直接分散到了各个AMC板卡上，节省了MCH的资源空间，均衡了系统的资源分配；并能灵活配置、适时增减带宽，在硬件升级时也不会影响原有的MCH。本发明提供的AMC板卡及连接方法，增强了系统的稳定性、可靠性和配置的灵活性，适应高清时代媒体服务器的设计要求。

Description

基于MicroTCA标准的AMC板卡及其连接方法

技术领域

本发明涉及一种电信级的媒体服务器，特别涉及一种基于MicroTCA标准的AMC板卡及其连接方法。

背景技术

作为当今业界流行的模块化硬件平台标准--AdvanedTCA标准的补充，MicroTCA硬件技术标准主要针对的是网络通信、医疗影像处理、嵌入式控制和军工等的应用，其高带宽、模块化、灵活性及高性价比等方面的优势，已被运用到更为广泛的应用领域，成为当今构建高性价比模块化标准硬件平台的优选标准。参见附图1，它是MicroTCA媒体服务器结构示意框图，主要包括机箱、背板、电源、2个散热风扇、1～12个AMC板卡和1～2个MCH；其结构为：2路自带Oring电路的独立通用AC/DC电源模块安装于机箱上，背板上有DC-DC电源、负载电源系统和管理电源系统，其中负载电源系统和管理电源系统都具有热插拔功能并由MCH可控每一路的通断；2路独立电源模块将输入电源转换成12V提供给背板上的负载电源系统和DC-DC电源，DC-DC电源模块输出3.3V电源给管理电源系统；管理电源系统分路输出3.3V电源供给每个MCH和AMC板卡；负载电源系统分路输出12V电源供给每个MCH、AMC板卡和散热风扇。AMC板卡主要处理媒体数据流等相关业务，采用AMC.0规范中的单宽全高物理尺寸；MCH作为载板集中器，能够同时对12个AMC板卡进行管理和控制，具有系统管理和数据交的功能，采用了与AMC完全相同的物理尺寸。

虽然MicroTCA标准未对系统互联作出具体的规定，但目前以MCH为数据交换中心节点的星型或是冗余设计的双星结构，俨然已成为业界的一种结构标准。这种结构的媒体服务器，AMC板卡间的几乎所有数据流传输都需要MCH的参与，特别是随着高清时代的到来，媒体服务器需要处理的媒体数据量急剧膨胀，很多业务已不是单个AMC板卡能独立完成的，往往需要多板卡协同工作，这无疑进一步加重了MCH传输媒体数据流的负担；再加上这种数据流在时间分布上的极其不均衡性，使得在数据量剧增时，MCH的资源消耗巨大，严重压缩了其资源空间。这种拓扑结构极大地突出了MCH的重要性，日益暴露出其资源相对紧张和业务量与日俱增的矛盾，对系统长时间稳定运行带来了挑战，一旦MCH出现故障，整个系统就会瘫痪，特别是在业务繁忙时尤为如此。

在MicroTCA标准下，MCH的结构尺寸和接口资源等都较为有限，作为媒体数据流的交换中心，MCH上必须设计一个SRIO接口非常丰富的switch电路，一般需要几十至上百个通道，以建立12个AMC板卡间的互联拓扑。如此不仅占用MCH有限的空间资源，增加了设计难度和板卡功耗，而且一旦设计完成，与AMC板卡间互联的SRIO通道数就固定下来，无法灵活配置，而硬件升级则周期太长，成本太高。这些因素都不利于产品的推广和使用。

在MicroTCA媒体服务器中，AMC板卡是真正处理媒体数据流的地方，包括音视频的编解码等。高清技术的发展，使得处理的媒体数据量急剧增加且存在时间上的不均衡性，业务的处理往往需要多块板卡协同完成。因此，提供一种能使AMC板卡之间建立SRIO拓扑结构，直接进行媒体数据流的传输和交换，显得十分必要。

发明内容

本发明的目的是为提高MicroTCA媒体处理器的媒体处理能力特别是高清视频的处理能力，增强系统的稳定性、可靠性和灵活性，提供的一种AMC板卡及其连接方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种基于MicroTCA标准的AMC板卡，它包括一块SRIO交换芯片、一块MMC芯片和3～5块的媒体处理芯片；MMC芯片通过IPMI与MicroTCA标准系统背板上的MCH板卡连接；所述的SRIO交换芯片上包括媒体处理通道、AMC板卡互联通道；所述的媒体处理通道与媒体处理芯片的数量相同，媒体处理通道分别与AMC板卡内的媒体处理芯片对应连接；AMC板卡互联通道通过AMC连接器连接到背板上。所述的SRIO交换芯片上还包括预留通道。

一种基于MicroTCA标准的AMC板卡的连接方法，AMC板卡在背板上通过SRIO交换芯片上的AMC板卡互联通道相互连接。

本发明提供进一步的AMC板卡连接技术方案是：

每块AMC板卡上包括8个AMC板卡互联通道，12块AMC板卡的连接方式是每个AMC板卡通过背板与另外8个AMC板卡相连，每俩个板卡间的AMC板卡互联通道数为1。

每块AMC板卡上包括8个AMC板卡互联通道，12块AMC板卡的连接方式是每个AMC板卡通过背板与另外4个AMC板卡相连，每俩个板卡间的AMC板卡互联通道数为2。

每块AMC板卡上包括8个AMC板卡互联通道，3块AMC板卡的连接方式是每个AMC板卡通过背板与另外2个AMC板卡相连，每俩个板卡间的AMC板卡互联通道数为4。

在本发明中，AMC板卡上的SRIO交换芯片的通道资源(I个通道)要足够多，不仅留有N(N一般取偶数，便于SRIO端口宽度的灵活配置)个通道用于板卡间互联，而且还要与板卡内每块媒体处理芯片相连，设AMC板卡上有J块媒体处理芯片，那么有I≥N+J；MMC芯片通过IPMI与MCH建立通信，并将AMC板卡的当前工作状态和相关信息告知MCH，同时它还对AMC板卡内各芯片进行控制管理，如复位、通信、上电时序等。

每个AMC板卡都与M个板卡通过背板建立互联，M宜取偶数(全互联时M未必是偶数)，为的是提高互联灵活性，减小拓扑难度；每俩个板卡间的互联通道数为K。那么K、M、N之间满足的关系式为：N≥K ×M，为了资源的充分利用，一般规划时取等号成立的情况。

随着高清时代的到来，许多电信级媒体服务器，都要求具备快速高效处理高清媒体数据流的能力，如音视频的编解码等。而由于高清媒体数据流具有海量数据、不均衡性、高速率等突出特点，以MCH为中心节点负责媒体数据流交换和分发的星型或双星结构日益显示出其弊端。本发明采用RapidIO行业协会开发的新一代高速互联技术Serial RapidIO接口建立AMC板卡间的拓扑结构，在于这种接口不仅传输速率高，而且简单易懂配置灵活，每一通道只有一发一收两对高速差分信号，多个通道还可以灵活配置，选择从x1到x16不同的端口宽度。由这种高速接口建立的拓扑结构，有效地释放了MCH所面临的软硬件压力，增强了系统的稳定性、可靠性及配置的灵活性，很好地解决了新一代媒体服务器面临的问题。

本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明对MicroTCA媒体服务器的背板拓扑结构进行了重建，将现有技术以MCH为中心节点实现AMC板卡间媒体数据流交换和分发的星型或双星结构，采用由AMC板卡间建立的SRIO拓扑结构，直接进行媒体数据流的传输和交换。本发明提供的技术方案将集中于MCH节点的软硬件压力直接分散到各个AMC板卡上，节省了MCH的资源空间；同时AMC板卡是一种功能比较单一，资源相对丰富的板卡，预留的SRIO互联通道可以灵活配置、适时增减带宽；在系统升级媒体处理能力时，也只需要对AMC板卡进行重新设计和规划，而不至影响原有MCH。本发明提供的AMC板卡间的SRIO拓扑结构方法，使系统的资源分配更加均衡，稳定性、可靠性和灵活性大大提高，非常适应高清时代媒体服务器的设计要求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种MicroTCA媒体服务器结构示意框图；

图2是本发明实施例提供的一种AMC板卡结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种AMC板卡间的SRIO拓扑结构示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种AMC板卡间的SRIO拓扑结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第三种AMC板卡间的SRIO拓扑结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

参见附图2，它是本实施例提供的一种AMC板卡结构示意图，包括一块12个通道的SRIO交换芯片、一块ARM芯片和3块DSP芯片。ARM单片机作为AMC板卡的MMC单元，通过IPMI与MCH建立通信，并将AMC板卡的当前工作状态和相关信息告知MCH，同时它还对AMC板卡内各芯片进行控制管理，如复位、通信、上电时序等；3块DSP芯片为媒体数据流处理器；SRIO交换芯片选用了具有12个通道的交换芯片，其中0～2这3个通道分别连接到板内的3个DSP上；4～11这8个通道通过AMC连接器连接到背板，用于板卡间互联；第3通道预留，暂时未使用。这种结构的板卡不仅将板内媒体处理芯片联系起来，而且有利于建立AMC板卡间的拓扑结构，为彼此间媒体数据流的传输交换，提供一条更直接更有效更节省资源的路径。

参见附图3，它是本实施例提供的一种AMC板卡间的SRIO拓扑结构示意图。为便于说明，在MicroTCA媒体服务器上，不妨按从左到右给每一个AMC板卡依次编号为1～12。拓扑互联时，不因AMC板卡的位置不同而相区别，视12个AMC板卡围成一环路，即：1、2、……11、12、1、2……，如此得到AMC1和AMC12紧邻。

每个AMC板卡都配置有8个通道的SRIO接口外连到背板上用于彼此间的拓扑互联。根据实际需求，本实施例将AMC板卡的8个SRIO通道分别与另外的8个AMC板卡相连，这里表现为与其左右相邻的各4个板卡相连，每俩个板卡间的SRIO互联通道数为1。具体实现方案如下：

板卡1分别与板卡9、10、11、12、2、3、4、5建立有SRIO互联；板卡2分别与板卡10、11、12、1、3、4、5、6建立有SRIO互联；板卡3分别与板卡11、12、1、2、4、5、6、7建立有SRIO互联；板卡4分别与板卡12、1、2、3、5、6、7、8建立有SRIO互联；板卡5分别与板卡1、2、3、4、6、7、8、9建立有SRIO互联；板卡6分别与板卡2、3、4、5、7、8、9、10建立有SRIO互联；板卡7分别与板卡3、4、5、6、8、9、10、11建立有SRIO互联；板卡8分别与板卡4、5、6、7、9、10、11、12建立有SRIO互联；板卡9分别与板卡5、6、7、8、10、11、12、1建立有SRIO互联；板卡10分别与板卡6、7、8、9、11、12、1、2建立有SRIO互联；板卡11分别与板卡7、8、9、10、12、1、2、3建立有SRIO互联；板卡12分别与板卡8、9、10、11、1、2、3、4建立有SRIO互联。

实施例2

参见附图4，它是本实施例提供的另一种AMC板卡间的SRIO拓扑结构示意图，每一块AMC板卡的结构如实施例1所述，每一块AMC板卡依次编号为1～12。

每个AMC板卡都配置有8个通道的SRIO接口外连到背板上用于彼此间的拓扑互联。根据实际需求，本实施例将AMC板卡的8个SRIO通道分别与另外的4个AMC板卡相连，这里表现为与其左右相邻的各2个板卡相连，每俩个板卡间的SRIO互联通道数为2。

AMC板卡的具体连接方法如下：

板卡1分别与板卡11、12、2、3建立有SRIO互联；板卡2分别与板卡12、1、3、4建立有SRIO互联；板卡3分别与板卡1、2、4、5建立有SRIO互联；板卡4分别与板卡2、3、5、6建立有SRIO互联；板卡5分别与板卡3、4、6、7建立有SRIO互联；板卡6分别与板卡4、5、7、8建立有SRIO互联；板卡7分别与板卡5、6、8、9建立有SRIO互联；板卡8分别与板卡6、7、9、10建立有SRIO互联；板卡9分别与板卡7、8、10、11建立有SRIO互联；板卡10分别与板卡8、9、11、12建立有SRIO互联；板卡11分别与板卡9、10、12、1建立有SRIO互联；板卡12分别与板卡10、11、1、2建立有SRIO互联。

实施例3

参见附图5，它是本实施例提供的AMC板卡间的SRIO拓扑结构示意图，在本实施例中，为一种最多支持3个AMC板卡的MicroTCA媒体服务器，每一块AMC板卡的结构如实施例1所述，给每一块AMC板卡依次编号为1～3。

每个AMC板卡都配置有8个通道的SRIO接口连接到背板上用于彼此间的拓扑互联。根据实际需求，本实施例将AMC板卡的8个SRIO通道分别与另外的2个AMC板卡相连，表现为与其左右相邻的各1个板卡相连，每俩个板卡间的SRIO互联通道数为4，这是一种全互联结构。

AMC板卡的具体连接方法如下：

板卡1分别与板卡2、3建立有SRIO互联；板卡2分别与板卡1、3建立有SRIO互联；板卡3分别与板卡1、2建立有SRIO互联。

Claims

1.一种基于MicroTCA标准的AMC板卡，其特征在于：它包括一块SRIO交换芯片、一块MMC芯片和3～5块的媒体处理芯片MMC芯片通过IPMI与MicroTCA标准系统背板上的MCH板卡连接；所述的SRIO交换芯片上包括媒体处理通道、AMC板卡互联通道；所述的媒体处理通道与媒体处理芯片的数量相同，媒体处理通道分别与AMC板卡内的媒体处理芯片对应连接；AMC板卡互联通道通过AMC连接器连接到背板上。

2.根据权利要求1所述的一种基于MicroTCA标准的AMC板卡，其特征在于：所述的SRIO交换芯片上还包括预留通道。

3.如权利要求1所述的一种基于MicroTCA标准的AMC板卡的连接方法，其特征在于：AMC板卡在背板上通过SRIO交换芯片上的AMC板卡互联通道相互连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于MicroTCA标准的AMC板卡的连接方法，其特征在于：所述的每块AMC板卡上包括8个AMC板卡互联通道，12块AMC板卡的连接方式是每个AMC板卡通过背板与另外8个AMC板卡相连，每俩个板卡间的AMC板卡互联通道数为1。

5.根据权利要求3所述的一种基于MicroTCA标准的AMC板卡的连接方法，其特征在于：所述的每块AMC板卡上包括8个AMC板卡互联通道，12块AMC板卡的连接方式是每个AMC板卡通过背板与另外4个AMC板卡相连，每俩个板卡间的AMC板卡互联通道数为2。

6.根据权利要求3所述的一种基于MicroTCA标准的AMC板卡的连接方法，其特征在于：所述的每块AMC板卡上包括8个AMC板卡互联通道，3块AMC板卡的连接方式是每个AMC板卡通过背板与另外2个AMC板卡相连，每俩个板卡间的AMC板卡互联通道数为4。