摘要：高性能工业计算机（hpc）、下一代网络与通信设备（ngn）在处理能力和可靠性方面都有更高的
要求。picmg所倡导的cpci/atca技术规范，非常完好地适应和满足了这些需求。本文介绍用cpci/atca
技术构建高性能计算机/通信产品平台的方法。
关键词：hpc，ngn，cpci，atca
construct hpc/ngn system platform with cpcp/atca technologies
dintek (shanghai) electronic ltd., witt peng
abstract: high performance computer (hpc) and next generation network (ngn) equipments have more requests in process ability and reliable. cpci and atca technologies, released by picmg, give better solutions to satisfy these requests. this article introduces the system platform design methods with cpci and atca.
key words: hpc，ngn，cpci，atca
1， 高性能计算机/通信产品的特殊要求
高性能计算机，顾名思义，就是在处理能力和可靠性方面具有更高的性能。下一代网络与通信设备，由于要承担几百倍、几千倍于目前的业务数据的交换和传输，同样也需要更高性能、更先进的解决方案。更先进的高性能的处理器，更高的系统工作频率，更高的总线带宽，更优化的系统结构，是这样的高性能系统所需要的。由于承载的业务量越来越多，在可靠性方面，高性能计算机和ngn 设备比过去有更高的要求。高效的软硬件管理体制、可靠的供电系统，良好的通风散热机制，完善的emc 结构，是实现高可靠性所必须采用手段。
概括地讲，新一代的高性能计算机和网络通信设备都具有如下的要求：
1） 足够强的数据处理能力
2） 足够高的数据传输速度
3） 足够多的外部连接接口
4） 安全而高效的系统管理机制
5） 标准而可靠的系统连接方式
6） 易于维护的系统结构
7） 良好的开放性和可扩展性
8） 抗恶劣环境
9） 容错性强
2， cpci/atca的技术优势
cpci/atca 技术标准是pci 在充分吸收其他工业总线的优点的基础上，针对高性能计算机、测量和控制系统、网络和通信设备的应用而开发的。
cpci 采用33mhz/32bit~66mhz/64bit 的并行总线结构，信号传输速度高达528mbyte/s。与一般的pci总线比较，cpci在速度上虽然没有太大优势，但扩展能力很强。一段cpci总线可以连接一个系统设备和7个外围设备，通过桥接电路可以扩展到20 个外围设备。同时，在每个设备上还预留了更多的可扩展接口，这些接口可以由用户自行定义，也可以根据需求选择相应的标准扩展方式，包括：针对传统电信领域的h.110 总线，针对网络通信领域的包交换总线（psb）
图1，cpci总线结构
atca 抛弃传统的以cpu为中心的并行总线，改用双星（dual star）、双双星（dual-dualstar）、全互连（full mesh）结构，通过最多200 个3.125g 的高速串行lvds 通道，实现高达300g 的双向数据传输和处理能力。
图2，atca总线结构
cpci 和atca 的这种总线结构非常适合于分布式并行处理的高性能计算机通信系统。cpci 作为新一代工业计算机的技术标准，经过近10年的发展和遍布全球的picmg成员的共同努力，已经成为当代高可靠性系统的首选的解决方案。atca系列规范虽然发布时间不长，但是，由于它为下一代高性能计算机、通信系统提供了更先进的设计思想和更完善的实现手段，所以也正被越来越多地应用于这些领域的新产品开发。
3， 用cpci技术设计的3g utran系统平台
3g 系统是由用户设备（ue）、无线接入网（utran）和核心网（cn）三部分组成，如图3。
图3，3g网络的构成
图4，utran 结构示意图
针对这样一个特殊的系统，设计了基于cpci 技术的系统解决方案：cpci 并行总线作为系统管理与维护平面，双星psb 总线作为业务数据传输平面。采用6u10slot 的背板，4 个node board、2 个stm-1 board 分别占据6 个外围插槽，node board 采用3+1 冗余结构，stm-1board 采用1+1 冗余结构，2块system manager board 分别位于两个主备用的系统插槽，通过cpci 总线对所有外围槽上的设备进行配置和管理，2 块switch board 分别占据两个交换槽，2 个系统槽和6个外围槽同时作为业务节点，它们一起构成双星拓扑的交换结构。
图5，基
