Guide produits & solutions pour le standard MicroTCA

Officiellement lancé par PICMG en 2006 et dérivé de l’ATCA, le standard MTCA (MicroTCA ou encore µTCA) s’inscrit dans une approche MOSA (Modular Open Systems Approach). Il a été conçu pour dépasser les limites des anciens standards industriels vieillissants, tels que le VME ou le PCI, en offrant plus de modularité, de flexibilité et d’évolutivité.

Le MTCA repose sur le format de carte AMC (AdvancedTCA Mezzanine Cards) afin de répondre aux besoins de performance et d’innovation. Aujourd’hui, le MTCA s’adapte à une grande variété de marchés : aussi bien les sciences, l’industrie et les télécommunications que la vision, le quantique et la défense.

Points forts

Modularité et évolutivité

Indépendants, flexibles et faciles à ajouter, remplacer ou adapter sans remettre en cause l’architecture et la configuration, les modules permettent la redondance et le hot-swapping.

Performances

Grâce à ses interfaces ouvertes et multi-protocoles pouvant atteindre 40 Gbps par lien sur le backplane, le MTCA permet des transferts de données flexibles entre modules, répondant aux exigences strictes du temps réel en calcul et acquisition de données.

Fiabilité

Pour les systèmes critiques, le standard intègre une redondance complète (gestion, alimentation, refroidissement, signaux, horloges, données) afin d’assurer un service continu et une disponibilité proche de 100 %.

Gestion intelligente des horloges

Pour limiter la connectique externe ou pour des besoins de grande précision, le backplane offre des signaux dédiés à la distribution d’horloges et à la synchronisation via des triggers.

Contrôle et gestion à distance

Tous les éléments actifs sont interconnectés via IPMI (Intelligent Platform Management Interface) à une carte MCH (MTCA Carrier Hub) qui contrôle le système et gère ses ressources et ses signaux principaux, et qui offre une interface logicielle pour la surveillance et la gestion à distance.

Compacité et granularité

Les châssis peuvent être compacts (1U ou 2U) pour quelques cartes AMC, avec une évolution transparente vers des châssis beaucoup plus volumineux pouvant accueillir jusqu’à 12 cartes double largeur et pleine hauteur.

Interopérabilité

Le MTCA est un standard ouvert, supporté par de nombreux acteurs industriels, assurant la compatibilité électrique et mécanique entre les modules d’infrastructure et de charge utile, selon la norme MTCA.0 et ses variantes.

Faible Time to Market

L’architecture MOSA permet de composer et faire évoluer rapidement un système, du plus simple au plus performant, en s’appuyant sur des modules COTS variés ou des cartes AMC sur-mesure adaptées aux besoins spécifiques des projets.

Notions utiles pour comprendre le MTCA

Le MTCA reprend les grands principes du standard ATCA dans un format plus compact, offrant une granularité plus fine autour des modules AMC (cartes mezzanines de l’ATCA) qui sont devenus les cartes principales du MTCA. Ainsi, toute l’intelligence et les fonctions avancées de gestion et de contrôle des ressources, de distribution d’horloges, d’interconnexions flexibles à haut débit, de sécurité, etc., qui font toute la richesse de l’ATCA, se retrouvent condensées dans une carte de contrôle du châssis (shelf manager) appelée carte MCH (MTCA Carrier Hub). Celle-ci gère les cartes AMC comme si elles étaient sur une carte ATCA et leur apporte tous les mécanismes, ressources et fonctionnalités requis.

Par extension, tous les autres éléments qui composent un système MTCA (le châssis mécanique, le backplane, les modules de refroidissement, les alimentations et bien sûr la carte MCH) reproduisent un environnement idéal, fiable, performant et parfaitement contrôlé pour les cartes AMC, dans la continuité de ce que leur apporterait un châssis ATCA.

Cependant, plusieurs innovations majeures sont apparues avec la standardisation du MTCA qui a évolué de manière indépendante jusqu’à aujourd’hui pour devenir une architecture à part entière qui se positionne comme le remplaçant des standards VME et cPCI. Le MTCA a en effet su pallier certaines limitations de ces anciens standards tout en s’enrichissant des retours d’expérience et des tendances du marché pour devenir le standard industriel du futur, à l’instar du VPX pour le militaire qui fonctionne sur des principes très similaires.

Important

Les cartes AMC qui représentent la charge utile des systèmes MTCA sont définies par leur largeur (width) et leur taille/hauteur (size), lorsqu’elles sont posées à plat sur une table. La longueur des cartes AMC est fixée à 181,5 mm.

Voici quelques acronymes utiles :

• CS : Compact size ou taille compacte
• MS : Mid-Size ou taille intermédiaire
• FS : Full Size ou pleine hauteur de carte
• DW : Double width ou double largeur
• SW : Single Width ou simple largeur
• RTM : les Rear Transition Modules du MicroTCA sont des modules qui permettent d’étendre les interfaces et les fonctionnalités des cartes AMC vers l’arrière du châssis, dans certaines variantes de la norme MTCA (dite MTCA.4).