MicroTCA看起來將產(chǎn)生軍事影響

軍事嵌入式計算應用傾向于避開電信設備標準，為嵌入式計算制造商創(chuàng)造了兩個主要市場。電信標準適用于靜態(tài)、溫度受控的環(huán)境，使用大模塊尺寸，特別是在增值服務提供商的情況下，采用快速技術流失來實現(xiàn)其服務的同比成本效益。在這種快速的技術發(fā)展中，以高級電信計算架構（AdvancedTCA）及其相關高級夾層卡（AdvancedMC）標準的形式出現(xiàn)了面向電信的嵌入式計算的新標準。MicroTCA使AdvancedMC更進一步，從中創(chuàng)建了一種小型，基于結構的嵌入式計算架構，該架構將在比其電信前身更多的市場中具有廣泛的吸引力，包括許多傳統(tǒng)和新的軍事應用。

高級MC可以生產(chǎn)兩種基本尺寸，并可選擇寬度：約3“ x 7”的單個模塊和約6“ x 7”的雙尺寸模塊。它們安裝在插入 AdvancedTCA 機架系統(tǒng)的托架上，使用高速串行連接（如 PCI Express 或以太網(wǎng)）與機架中的 AdvancedTCA 模塊互連。AdvancedMC

通常用于提供電信系統(tǒng)中的大量外部連接和協(xié)議，提供了一種非常靈活的方式來混合和匹配AdvancedTCA系統(tǒng)以滿足用戶的要求。

MicroTCA省去了笨重的AdvancedTCA設備實踐，而是將AdvancedMC模塊直接插入安裝在300毫米實踐貨架系統(tǒng)中的背板中，該系統(tǒng)支持從單個或兩個單一尺寸AdvancedMC到單尺寸和雙尺寸模塊的大型混合配置的尺寸和復雜性級別。如果沒有AdvancedTCA的支持環(huán)境，MicroTCA需要自己的電源和系統(tǒng)管理形式以及由MicroTCA運營商集線器（MCH）提供的高速結構交換機。MCH 占用單個背板插槽，最多支持 12 個 MicroTCA 背板插槽。MicroTCA 成功的關鍵包括其大小、性能、可擴展性、對不同結構（PCI Express、以太網(wǎng)和串行 RapidIO）的支持以及高可用性功能，例如具有模塊、電源和冷卻熱插拔的多個冗余。圖 1 說明了 MicroTCA 的主要架構特性。

到目前為止，對軍事

VME以及CompactPCI產(chǎn)品的重要性在嵌入式計算的COTS時代占據(jù)了主導地位。其中許多已經(jīng)進入了主戰(zhàn)坦克、裝甲車、戰(zhàn)斗機、直升機、無人機 （UAV） 和多種武器系統(tǒng)中備受矚目的、非常堅固的應用。經(jīng)驗表明，VME和CompactPCI的6U外形為許多軍事應用提供了尺寸、功率容量、性能、功能和耐用性的理想平衡，這使得MicroTCA的雙尺寸格式對這些應用具有潛在的吸引力。新面料的引入以及對更高性能和連接性的需求已將當前標準推向極限，迎來了重新評估和技術逐步變革以保持領先地位的時代。就VME而言，出現(xiàn)了兩個新標準：VITA 41（VXS）和更堅固的應用，VITA 46（VPX）。這些新標準為VME產(chǎn)品引入了類似于MicroTCA的以結構為中心的功能，使VME能夠在未來相當長的一段時間內(nèi)繼續(xù)為堅固耐用的軍事市場提供所需的性能和專用連接。

3U CompactPCI 最近在堅固耐用的軍事應用中取得的成功突顯了對空間和重量至關重要的更小外形尺寸的需求不斷增長。為現(xiàn)有武器平臺增加額外功能以及開發(fā)更小、更輕的無人機是當今 3U CompactPCI 的主要應用領域。但是，VME和CompactPCI擅長的這些應用領域在環(huán)境范圍內(nèi)處于非常堅固的一端。開發(fā)MicroTCA以滿足這些苛刻的條件將非常昂貴，其主要好處可能不會增加任何可感知的運營價值。外形尺寸和架構對堅固耐用的嵌入式計算機的價格影響最小;磅對磅或立方英尺對立方英尺，如果需要相同級別的性能、功能和功耗，則經(jīng)常性購買價格將相同。

MicroTCA的高可用性為許多堅固耐用的應用程序提供了很少的額外好處。例如，戰(zhàn)斗機的任務可能不超過幾個小時，但在此期間，100%的可靠性至關重要。設備必須在整個平臺的運行范圍內(nèi)始終完美運行。在這種情況下，可靠性比高可用性更重要，因為如果出現(xiàn)問題，無法停止和重新配置硬件和應用程序軟件。此外，某些類別的應用程序比其他應用程序類別更適合高可用性和冗余。硬件冗余適用于表驅(qū)動應用，如交換機、路由器、網(wǎng)關和集中器，但對于智能驅(qū)動系統(tǒng)（如任務計算機、飛行控制系統(tǒng)和人工智能應用）來說過于復雜。這些需要在操作系統(tǒng)級別重復執(zhí)行和同步，并定期比較檢查結果。

軍事應用潛力

MicroTCA不必與這些崎嶇市場中的老牌領導者競爭即可取得成功。存在或正在出現(xiàn)許多其他更直接合適的市場，VME和CompactPCI將無法有效地解決?，F(xiàn)有市場包括用于潛艇和水面艦艇的海軍作戰(zhàn)系統(tǒng)，以及帶有加壓工作區(qū)的載人監(jiān)視飛機。這些系統(tǒng)的首要產(chǎn)品選擇標準是合理的產(chǎn)品壽命、嚴格控制的配置管理和長期的演進路線圖。

海軍艦艇的任務時間可以延長到數(shù)月，在此期間必須以最小的中斷進行維護和維修活動，因此可維護性和可用性是關鍵特征。這些系統(tǒng)主要可以使用商業(yè)級產(chǎn)品，因為它們的環(huán)境受到精心控制。開放標準對于將作戰(zhàn)系統(tǒng)與這些平臺上的許多其他系統(tǒng)集成至關重要，包括傳感器、武器、電子戰(zhàn) （EW）、自衛(wèi)、通信、推進和導航。如今，VME 在這個市場上被廣泛使用，因為它與 PC 或盒裝服務器相比具有許多操作優(yōu)勢。MicroTCA可以提供這些相同的優(yōu)勢以及高可用性和預計的價格點優(yōu)勢。

隨著螺旋式開發(fā)原則的出現(xiàn)和有計劃的定期技術更新的引入，許多在受保護環(huán)境中運行的程序正在學習利用最新的商業(yè)技術來發(fā)揮自己的優(yōu)勢。國防政策旨在使技術優(yōu)勢成為最終優(yōu)勢，但運營考慮往往阻礙了最新硬件的部署。排除戰(zhàn)斗系統(tǒng)的專業(yè)顯示要求，嵌入式計算元素可以使用商業(yè)級PC和服務器來實現(xiàn)，這些PC和服務器定期更新最新的高街產(chǎn)品。成本是技術更新的一大推動力。憑借其批量電信市場所支持的高水平的功能和性能，MicroTCA預計將提供快速的技術周期和有競爭力的價格點，這將使更一致的技術更新成為必要且負擔得起的現(xiàn)實。

全球信息網(wǎng)格（GIG）的發(fā)展和未來類似互聯(lián)網(wǎng)的信息戰(zhàn)場凸顯了對現(xiàn)場更多帶寬的需求，以及整合來自所有軍種的許多不同的戰(zhàn)斗和情報收集平臺。陸軍未來的指揮結構將能夠從多種來源獲得前所未有的數(shù)字語音、數(shù)據(jù)和視頻形式的信息量。MicroTCA非常適合陸軍發(fā)展其通信基礎設施的需求，并滿足其通過衛(wèi)星網(wǎng)絡增加帶寬的渴望?？ㄜ嚒⒓b箱和悍馬（如指揮所、無人機地面站和衛(wèi)星終端）上的移動安裝都是候選應用。AdvancedMC 為電信市場提供廣泛的現(xiàn)成功能，使用經(jīng)過驗證的構建模塊和軟件即可輕松實現(xiàn)。圖2顯示了GE Fanuc Embedded Systems生產(chǎn)的一系列AdvancedMC模塊，這些模塊可用于移動軍事通信應用。MicroTCA的小尺寸意味著它可以通過作繭來保護它免受外部環(huán)境的影響，而無需完全加固，使其可以大量實施。

部署之路 當然，MicroTCA不能走出線材中心直接走向部署

。對于許多細分市場，將需要專門的接口以及環(huán)境評估和增強包裝。PCI Express和Serial RapidIO將成為應對軍用界面和圖形顯示性能挑戰(zhàn)的關鍵推動因素。MicroTCA有望成為彌合電信和軍事市場之間差距的第一個有力競爭者，并可能為基于標準的嵌入式計算提供突破，進入軍事通信基礎設施，這將成為數(shù)字戰(zhàn)場和GIG的支柱。

審核編輯：郭婷