ATCA和 MicroTCA 標準引發(fā)集成

MicroTCA 是 PICMG® 補充標準，其允許在分布式系統(tǒng)中使用 AdvancedMC 子卡模塊。MicroTCA 專門優(yōu)化用于要求更小外形尺寸和更低成本的系統(tǒng)。在 MicroTCA 中，最多可以將 16 個模塊直接插入背板，整個架構(gòu)所集成的 16 個模塊如下：12 個具備所需功能的 AdvancedMC、2 個 MicroTCA 載波集線器 (MCH) 及 2 個制冷裝置。圖 2 顯示了具有 8 個模塊的 MicroTCA 載波集線器。

圖 2 MicroTCA 模塊

熱插拔功能
PICMG® 標準針對各個 AdvancedMC 模塊的 C48V、12V 主有效負載電源及 3.3V 管理電源軌規(guī)定了熱插拔電源管理要求，其中包括浪涌電流限制、電流限制保護以及 ORing 控制。PICMG® 標準將 12V 電源軌定義為最大功率輸出為 80W 的有效負載電源 (PWR) 通道，而實際的功率輸出限制取決于個別的模塊設計。3.3V 電源軌則被定義為電流上限為 150mA 的管理電源 (MP) 通道。各個模塊都需要有電流限制的功能，以避免瑕疵的 AdvancedMC 載波卡造成系統(tǒng)的其他部分故障。

在專用系統(tǒng)中，以及在 ATCA 和 MicroTCA 被廣泛采用之前，這些要求依系統(tǒng)而異，并且一般都是針對各個電源軌使用分立熱插拔控制器和 ORing FET 控制器。由于各個解決方案都各不相同，因此要想創(chuàng)建通用的熱插拔控制架構(gòu)來簡化整體解決方案是一大難題。下面將舉例說明該標準如何協(xié)助簡化熱插拔及 ORing 控制。由于 MicroTCA 系統(tǒng)設計旨在容納 12 個 AdvancedMC、2 個 MCH 以及 2 個制冷裝置，因此總共需要 32 個獨立的熱插拔控制器，或具有電流限制的 16 個 12V 熱插拔通道和 16 個 3.3V 熱插拔通道。在冗余系統(tǒng)中，ORing MOSFET 控制系統(tǒng)可用來取代 ORing 二極管，以降低高電流 12V 有效負載電源通道的功耗。這些系統(tǒng)另外還需要 16 個 ORing FET 控制器，因此總共需要 64 個集成電路才能發(fā)揮所需的功能。在加入外部熱插拔 MOSFET、ORing 二極管以及用來設定熱插拔控制器的電流限制、定時器、欠壓鎖定和其他參數(shù)的無源組件之后，實施所必備的組件超過 465 個以上，而支持這 16 個插槽所需的組件空間則需要占用 3000 mm2 以上的板級空間。

標準化能夠開發(fā)出簡化的解決方案來控制熱插拔、ORing 控制以及電流限制。在 ATCA/MicroTCA 標準問世以前，各種要求和工作條件使得集成的熱插拔電源管理器的設計顯得效率低下且不實用。為了滿足電路板以及極為不同的工作要求，過去一直都采用一般性的解決方案來滿足系統(tǒng)要求，以至于犧牲了性能和成本效益。因此，設計這些分立式熱插拔系統(tǒng)給系統(tǒng)設計人員帶來了的巨大挑戰(zhàn)和壓力。

在迅速地擴大采用 ATCA 及 MicroTCA 之后，設計人員則面臨智能型集成在嚴格的要求與時機方面的挑戰(zhàn)。如圖 3 所示，TPS2359 是一款雙插槽 AdvancedMC 熱插拔控制器，這類器件都是通過一個集成電路進行多個通道的控制和熱插拔功能的。