ЖУРНАЛ «СТА» №2/2008

ОБ ЗОР / АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А 16 третий 95 контактный соединитель для ввода вывода на задней панели (6U). Первая попытка расширения бы ла сделана Международной ассоциа цией по торговле продукцией с VME шиной (VITA) в виде стандарта VITA 41 (известного как VXS), предполагавше го замену разъёма с шагом 2 мм на вы сокочастотный разъём по требованиям новых технологий. Однако для полного удовлетворения этим требованиям не обходимы новые разъём и формат мо дулей, которые несовместимы с преды дущими системами. Совместимые расширения коммутируемой среды для систем VME Целью новых расширений и специ фикаций по стандартизации является требуемый рост производительности новых систем при их обратной совмес тимости. В 2005 году VSO (Организа ция по стандартизации VME) сформи ровала рекомендации и спецификации по увеличению пропускной способно сти модульных систем VME согласно новым требованиям. Спецификация расширения систем VME (VITA 41.x) предназначена для развития технологий последователь ной связи с коммутацией пакетов (VXS). Спецификация VXS определяет административное управление систе мой, возможность «горячей» замены модулей и установки дополнительных модулей связи с задней стороны сек ции. Ассоциация VITA подготовила се рию стандартов, например VITA 46 (VPX) и VITA 48 (VPX REDI). Базовый стандарт VITA 41.0 определяет физиче ские особенности расширения, допус кающие высокую скорость передачи по последовательным линиям связи в сис темах VME. Задняя панель включает реализацию протоколов уровня InfiniBand (VITA 41.1), RapidIO (VITA 41.2), Gigabit Ethernet (VITA 41.3) и PCIe (VITA 41.4). Ключевыми момен тами являются увеличение скорости передачи по параллельной шине 2eSST (VITA 1.5), многогигабитные коммути руемые последовательные соединения (VITA 41 и 46) и новые мезонинные модули (VITA 42). Ренессанс первой волны VME был основан на протоколе 2eSST, обеспечивающем возможность реализации шин с полосой частот до 320 Мбайт/с. На рис. 5 показан внеш ний вид одноплатного компьютера CPC600 формата VME64/VME64X 6U, разработанного и производимого фир мой Fastwel; архитектура этого компь ютера базируется на центральном про цессоре Intel Pentium M и поддержке протокола 2eSST по шине VME. Расширенные системы VME должны по возможности сохранять совмести мость с традиционными шинами, так как ряд причин (например то, что орга низация прерываний последовательных систем не лучшим образом реализуется для задач реального времени, или то, что арбитраж и обработка приоритетов в многопроцессорных системах, подоб но прерываниям, лучше реализуются в параллельных структурах) оправдывает дальнейшее применение локальных па раллельных шин. Ассоциация VITA на целена на создание более производи тельных систем VME при условии со хранения обратной совместимости. Последовательные быстрые передачи по спецификации VITA 46 привели к необходимости поддержания скорости передачи до 6,25 Гбит/с и замены соеди нителей в традиционных системах VME на более высокочастотные. В исходной конфигурации обеспечили четыре пор та коммутирующей фабрики с частотой 10 Гбит/с каждый. Конфигурация фаб рик предусматривает ёмкость до 20 пор тов. Спецификация расширяет возмож ности быстрого ввода вывода и обеспе чивает широкие возможности картогра фирования быстрых устройств или со единителей коммутирующих фабрик на мезонинных модулях (VITA 42) на зад ней панели. Высокопроизводительные системы с массовой передачей потоков данных ориентированы на задачи сбора и обработки больших объёмов инфор мации, графических и видеоизображе ний высокого разрешения, требующих многогигабитных скоростей передачи. Новая модульная система VITA 46 отве чает таким требованиям и обеспечивает совместимость с существующими сис темами VME на уровне модулей форма та 3U и 6U, но при установке нового ти па разъёма. Возможны следующие методы инте грации последовательной связи: ● централизованное размещение на двойной плате VME размером 6U со единений J0/J1, которые могут ис пользоваться как для текущей связи по Gigabit Ethernet, так и для новых соединений StarFabric (VITA 31.x); ● установка нового соединителя на месте J0/P0 для подключения после довательных (VITA 41.x) физических линий связи и создания двойных ко лец и смешанных сетей; ● установка высокочастотных соедини телей вместо 3 или 5 рядных разъ ёмов типа DIN и применение форма та модулей AMF (Advanced Module Format) для организации быстрой по следовательной связи (VITA 46). Фундаментальные аспекты расшире ния VME и их практическая реализа ция в первую очередь связаны с выбо ром соответствующей технологии со единений и связи. Рабочая группа экс пертов выделила преимущества гиб ридного подхода к выбору соединений на задней панели и шасси. Затем пред ложили адаптировать разъём MultiGig RT2 для поддержки скорости 5 Гбит/c, не уступающей скорости PCIe. Совре менные 5 рядные разъёмы VME моду лей имеют 335 контактов, а специфи кация VITA 46 предложила соединение с 463 контактами, конфигурируемое как 164 дифференциальные пары и 135 однопроводных линий, со следующим распределением контактов: ● 104 контакта для параллельной ши ны VME; ● 64 пары для модулей ввода вывода PMC; ● 32 пары для коммутирующих фаб рик, поддерживающих по 4 × 4 порта; ● 16 пар для модулей быстрого ввода вывода XMC; ● 4 пары для Gigabit Ethernet; ● 15 контактов для сигналов управле ния; ● контакты для 64 каналов (48 парных и 16 одинарных) устройств общего назначения. Расширенные мезонинные субмоду ли XMC выполняют функции несущих плат процессорных модулей VME/VXS, в которых к стандартным PMC моду лям быстрого параллельного интерфей са RapidIO добавляются последователь СТА 2/2008 www.cta.ru Рис. 5. Внешний вид одноплатного компьютера Fastwel CPC600 формата VME64/VME64X 6U