PCIMG

PICMG PICMG2.9規範作為PICMG2.0 CompactPCI核心規範的協同規範，其1.0版本發表於2000年2月。同年5月在ECR出了後續版本。核心規範中定義了系統管理的針腳（IPMB_SCI,IPMB_SDA,IPMB_PWR），但沒有規定這些針腳的電子和協定要求。PICMG2.9定義了針對CompactPCI單板管理訊息的電氣特性和協定規定。在設計CompactPCI管理方案時，設計者參考了可以借鑑的其他工業標準，最明顯的選擇是IPMI(智慧型平台管理接口)。

基本信息

IPMI規範是由Intel, Dell, HP和NEC為了提供對伺服器物理特性如溫度、電壓、風扇、電源和機箱提供監控而聯合開發的標準接口。IPMI由三部分規範組成：智慧型平台管理接口、智慧型平台管理匯流排（IPMB）、智慧型機箱管理匯流排(ICMB)。IPMI規範定義了管理軟體和機箱管理硬體的接口。IPMB規範定義了內部智慧型平台管理匯流排。ICMB規範定義了聯接另加的IPMI使能系統的外部匯流排。通過把IPMI整合進CompactPCI，PICMG能夠推動IPMI聯盟的工作完成。

2001年9月，PICMG(全球PCI工業計算機製造組織)成立了一個委員會起草滿足高吞吐量、高可靠性的下一代計算機平台標準。該委員會由代表了工業和電信設備製造商及終端用戶的105個公司組成，其目標是建立、修改並計畫在2002年底發布新的規範。經過12個月的奮戰，PICMG3.0規範---先進的通訊計算機構架（ATCA）如期發布。整個過程中，組織內的各個團隊分別負責問題的不同方面，為最終達到一個實用的解決方案的期望而努力，其中的核心團隊負責監控整個進程，發現並解決過程中出現的潛在的不兼容性和障礙。這個規範的發表無疑是工程界的快速有效合作的很好範例。PICMG 3.0規範有460頁長，整個制訂過程花費5人年的會議和電話協商的時間。

PICMG 3.0的目標

PICMG標準化組織要求任何新規範的制訂須以SOW（Statement of Work）的形式開始。SOW提供指導用以確保標準與原始目標吻合而不過分背離。PICMG 3.0的SOW是：“PICMG 3.0標準是為下一代融合通訊及數據網路套用提供一個高性價比的，基於模組化結構的、兼容的、並可擴展的硬體構架 ,同時以模組結構的形式呈現以支持符合現代傳輸需求的科技或套用。在核心標準中定義機械結構、散熱管理、電源分配和系統管理。PICMG 3.0規範的特色是專注於電信運營級需求"可靠性、可用性、適用性（RAS）”的套用，同時附帶目的則為加速在高可靠度資料中心(HA Data Center)對此技術的採用.此規範的目標更清楚針對那些未能被現存CompactPCI 標準規範或專屬架構滿足的套用，PICMG 3.0及其輔助規範將帶給這樣的套用市場提供一個良好解決方案。”。事實上，大多數PICMG 3.0 委員會成員業已根生於CompactPCI生態環境，並正在探索新的平台用以承載下一代通訊和資料套用。其間大家曾嘗試著對2.X標準的修改來滿足電信市場的需求，但只取得了有限的效果，最終不得不承認原有的CompactPCI規範不能滿足電信套用對單板空間、功耗、頻寬、系統管理的要求，新的標準則應運而生。

一系列家族式的規範：

PICMG 3.0 規範的標題為先進的通訊計算機架構,簡稱ATCA,但這會帶來一些混淆，因為 ATCA是指的一系列規範，PICMG 3.0 只是其中一個。事實上PICMG 3.0 有別於其它PICMG 規範，它是由一個核心規範-- PICMG 3.0和一系列輔助規範組成。ATCA家族中的核心規範定義了ATCA系列規範中的機構、電源、散熱、互聯、系統管理部分;輔助規範內容則定義了在核心規範中互聯的傳輸方式. 。實質上，核心規範定義了板對板通訊的點對點聯接，而輔助協定定義了這些點對點聯接的協定、規範。現今，四個輔助協定已經被確認通過,它們是：3.1 以太和光纖傳輸；3.2 InfiniBand 傳輸；3.3 星形傳輸；3.4 PCI Express傳輸。另一個輔助協定PICMG3.5---高級結構互聯/串列高速I/O傳輸正在制訂中。輔助協定的靈活性帶來了易用性;ATCA產品的整合製造商將需要更多關注熱門系統平台中板卡使用的輔助協定。一個使用PICMG3.1---以太和光纖傳輸的單板將不能和一個使用PICMG 3.2---InfiniBand傳輸的單板在架構中進行通訊。

單板規格介紹：

PICMG 3.0機構要求主要來自於對600mm ETSI 和19” EIA標準機櫃空間使用的研究。PICMG 3.0委員會在考慮單板尺寸能支持下一代元器件對物理和散熱的需求的同時，機箱空間能和板子能達到最大限度的配合和利用。最初的工作是基於歐規卡的標準，繼而又提升到支持低成本的片狀金屬架構(簡單電訊封裝)。對後走線模組的支持滿足了對後I/O套用的需求。在決定可以使用的單板空間時，也充分考慮了前、後板的進深範圍以供大量電纜束綁空間。經過對不同規格尺寸的單板的優點進行討論之後，PICMG 3.0組織統一規格如下：前板 8U x 280mm，進深1.2” pitch，選配後板8U x 70mm深。基於1.2” pitch，19” EIA機框可以支持14槽，而600mm ETSI的機框可以支持16槽。

電源介紹：

PICMG 3.0 單板功耗最高 200瓦，儘管就當今的矽技術而言，200W看上並不起眼，但是一框有16個200瓦單板的機框功耗就達到3200瓦，一個機架里如果有三框其功耗就達到了10K瓦。板子功耗高於200瓦，寬度就要翻倍,而這些板子就需要藉助兩槽寬度用於散熱。當功耗是200W時，給單板引入直流低點壓（3.3V，60A）變得不可行。標準的通訊設備是48V，200W時輸出是4A。在多數電信環境，具備48V DC電源，因而不用提供電源框。在電源供給上引入雙冗餘電源用以消除電源供給異常所引發的單點故障。電源聯接頭的針腳包括用來確定PICMG3.0單板正確插入位置的調整針,以及電源管理針腳。

PICMG 3.0 Power Connector PICMG3.0 電源接頭

傳輸簡介：

PICMG 3.0包含多種傳輸，這些傳輸模式如圖由下而上依序提供系統管理層、控制層、資料層等的聯接。系統管理是基於一條與各槽位都相連的I2C 雙串列信號線, 系統管理信息則是基於IPMI規範被擴展到在PICMG3.0規範中使用。系統管理匯流排也是冗餘方式確保在一條匯流排故障情況下，管理信息仍正常傳遞。在資料層旁邊的控制層稱作Base 接口 (Base Interface)，Base接口是一個雙星型的拓撲結構具有冗餘的交換刀片和乙太網BAST-T信號,在PICMG 3.0中提供IP傳輸，這點在架構定義上非常像PICMG 2.16。PICMG 3.0單板的高速數據傳輸是通過Fabric接口 (Fabric Interface)，Fabric接口是基於3.125Gbps SERDES信號，可以在星型和全網狀結構中支持10Gb的傳輸速率。正如上面提到的，PICMG 3.0核心規範定義了Fabric接口的信號和互聯，而輔助規範定義了用於傳輸的協定。PICMG 3.0 背板的互聯支持全網狀Fabric接口，雙星型Base接口和冗餘的系統管理.

總結

PICMG 3.0規範是PCIMG組織制訂有史以來最大的規範---460頁的長度令人嘆為觀止。本文只是對PICMG3.0架構進行基本的介紹，未涉及PICMG3.0的其它部分，如震鈴(Ring) 和 測試(Test) 匯流排，更新信道 (Update Channel)，時鐘同步(Synchronization Clocks ) ，系統管理能力等等。儘管PICMG 3.0規範已經發布，委員會仍然每周舉行電話會議，回顧並解決一些未參與制訂PICMG 3.0規範的廠商參閱PICMG 3.0規範開發產品時產生的模糊認識和誤解。值得一提的是，在制定此規範時許多來自於競爭對手之間的協作: PICMG 3.0組織有最好的設計師和天才工程師，儘管他們來自相互競爭的公司，大家坐下一起來討論電信計算機設備的發展的藍圖，並最終把眾多不同的觀點和理念融合成PICMG3.0規範，這無疑是產業界合作的最佳典範