icroTCA有望成為彌合電信和軍事市場(chǎng)之間差距的第一個(gè)重要競(jìng)爭(zhēng)者，并可能為基于標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式計(jì)算進(jìn)入軍事通信基礎(chǔ)設(shè)施提供突破，這些基礎(chǔ)設(shè)施將成為數(shù)字戰(zhàn)場(chǎng)和GIG的支柱。

軍事嵌入式計(jì)算應(yīng)用傾向于回避電信設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，為嵌入式計(jì)算制造商創(chuàng)造了兩個(gè)主要市場(chǎng)。電信標(biāo)準(zhǔn)適用于靜態(tài)、溫控環(huán)境，使用大尺寸的模塊，特別是對(duì)于增值服務(wù)提供商而言，采用快速的技術(shù)變動(dòng)來實(shí)現(xiàn)其服務(wù)的逐年成本效益。在這種快速的技術(shù)發(fā)展中，以高級(jí)電信計(jì)算架構(gòu)（AdvancedTCA）及其高級(jí)夾層卡（AdvancedMC）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的形式出現(xiàn)了面向電信的嵌入式計(jì)算的新標(biāo)準(zhǔn)。MicroTCA使 AdvancedMC 更進(jìn)一步，從它創(chuàng)建了一個(gè)外形小巧、基于結(jié)構(gòu)的嵌入式計(jì)算架構(gòu)，該架構(gòu)將比其電信先驅(qū)（包括許多傳統(tǒng)和新的軍事應(yīng)用）在更多的市場(chǎng)中具有廣泛的吸引力。

AdvancedMC可以生產(chǎn)兩種基本尺寸，并有寬度選項(xiàng)：約3“ x 7”的單模塊和約6“ x 7”的雙尺寸模塊。它們安裝在使用高速串行連接（如 PCI Express 或以太網(wǎng)）插入高級(jí) TCA 機(jī)架系統(tǒng)的托架上，以便與機(jī)架中的高級(jí) TCA 模塊互連。高級(jí)MC通常用于提供電信系統(tǒng)中的眾多外部連接和協(xié)議，從而提供一種非常靈活的方式來混合和匹配AdverdTCA系統(tǒng)以滿足用戶的要求。

MicroTCA摒棄了笨重的先進(jìn)TCA設(shè)備實(shí)踐，而是將AdwardMC模塊直接插入安裝在300 mm實(shí)踐機(jī)架系統(tǒng)中的背板中，該系統(tǒng)支持從一個(gè)或兩個(gè)單尺寸高級(jí)MC到單尺寸和雙尺寸模塊的大型混合配置。如果沒有 AdvancedTCA 的支持環(huán)境，微 TCA 需要自己的電源和系統(tǒng)管理形式，以及由微 TCA 運(yùn)營商集線器 （MCH） 提供的高速交換矩陣交換機(jī)。一個(gè) MCH 占用一個(gè)背板插槽，最多支持 12 個(gè)微型 TCA 背板插槽。MicroTCA成功的關(guān)鍵包括其尺寸、性能、可擴(kuò)展性、對(duì)不同結(jié)構(gòu)（PCI Express、以太網(wǎng)和串行快速IO）的支持以及高可用性功能，例如具有模塊、電源和冷卻熱插拔功能的多重冗余。圖 1 說明了微型 TCA 的主要架構(gòu)特性。

到目前為止，對(duì)軍事虛擬機(jī)的重要性，以及在較小程度上CompactPCI產(chǎn)品在嵌入式計(jì)算的COTS時(shí)代占據(jù)主導(dǎo)地位。其中許多已經(jīng)進(jìn)入了主戰(zhàn)坦克，裝甲車，戰(zhàn)斗機(jī)，直升機(jī)，無人機(jī)（UAV）和許多類型的武器系統(tǒng)的高調(diào)，非常堅(jiān)固的應(yīng)用。經(jīng)驗(yàn)表明，VME 和 CompactPCI 的 6U 外形尺寸為許多軍事應(yīng)用提供了尺寸、功率容量、性能、功能和耐用性的理想平衡，使得雙倍尺寸的 MicroTCA 格式對(duì)這些應(yīng)用具有潛在的吸引力。新面料的引入以及對(duì)更高性能和連接性的需求將當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)推向了極限，迎來了重新評(píng)估和技術(shù)階躍變化以保持領(lǐng)先地位的時(shí)期。就VME而言，出現(xiàn)了兩種新標(biāo)準(zhǔn)：VITA 41（VXS）和VITA 46（VPX），用于更堅(jiān)固耐用的應(yīng)用。這些新標(biāo)準(zhǔn)為類似于MicroTCA的VME產(chǎn)品引入了以結(jié)構(gòu)為中心的功能，使VME能夠在未來相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)繼續(xù)為加固型軍用市場(chǎng)提供所需的性能和專用連接。

3U CompactPCI最近在堅(jiān)固耐用的軍事應(yīng)用中取得的成功突顯了對(duì)空間和重量至關(guān)重要的更小外形尺寸日益增長(zhǎng)的需求。為現(xiàn)有武器平臺(tái)增加額外功能以及開發(fā)更小、更輕的無人機(jī)是3U CompactPCI目前的主要應(yīng)用領(lǐng)域。但是，VME 和 CompactPCI 擅長(zhǎng)的這些應(yīng)用領(lǐng)域在環(huán)境領(lǐng)域非常堅(jiān)固耐用。開發(fā)MicroTCA以滿足這些苛刻的條件將是非常昂貴的，其關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)可能不會(huì)增加任何感知的運(yùn)營價(jià)值。外形尺寸和架構(gòu)對(duì)堅(jiān)固耐用的嵌入式計(jì)算機(jī)的價(jià)格影響最小;磅對(duì)磅或立方英尺對(duì)立方英尺，如果需要相同級(jí)別的性能，功能和功率耗散，則經(jīng)常性購買價(jià)格將相同。

MicroTCA 的高可用性為許多堅(jiān)固耐用的應(yīng)用提供的額外優(yōu)勢(shì)不大。例如，戰(zhàn)斗機(jī)的任務(wù)可能持續(xù)不超過幾個(gè)小時(shí)，但在此期間，100%的可靠性至關(guān)重要。設(shè)備必須在整個(gè)平臺(tái)的運(yùn)行范圍內(nèi)始終完美運(yùn)行。在這種情況下，可靠性比高可用性更重要，因?yàn)槿绻霈F(xiàn)問題，無法停止并重新配置硬件和軟件。此外，某些類別的應(yīng)用程序比其他類別的應(yīng)用程序更適合高可用性和冗余。硬件冗余適用于表驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用程序，如交換機(jī)、路由器、網(wǎng)關(guān)和集中器，但對(duì)于智能驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)（如任務(wù)計(jì)算機(jī)、飛行控制系統(tǒng)和人工智能應(yīng)用程序）來說過于復(fù)雜。這需要在操作系統(tǒng)級(jí)別重復(fù)執(zhí)行和同步，并定期比較結(jié)果。

軍事應(yīng)用潛力

MicroTCA 不必與這些崎嶇市場(chǎng)中的知名領(lǐng)導(dǎo)者競(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)，而VME和CompentPCI將無法有效地解決這些市場(chǎng)?，F(xiàn)有市場(chǎng)包括用于潛艇和水面艦艇的海戰(zhàn)系統(tǒng)，以及帶有加壓工作區(qū)的有人駕駛偵察機(jī)。這些系統(tǒng)的產(chǎn)品選擇標(biāo)準(zhǔn)中，最重要的是合理的產(chǎn)品壽命、嚴(yán)格控制的配置管理和長(zhǎng)期的演進(jìn)路線圖。

海軍艦艇的任務(wù)時(shí)間可以延長(zhǎng)到幾個(gè)月，在此期間，必須以最小的中斷進(jìn)行維護(hù)和維修活動(dòng)，因此可維護(hù)性和可用性是關(guān)鍵特征。這些系統(tǒng)可以主要使用商業(yè)級(jí)產(chǎn)品，因?yàn)樗鼈兊沫h(huán)境受到精心控制。開放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于將作戰(zhàn)系統(tǒng)與這些平臺(tái)上的許多其他系統(tǒng)集成至關(guān)重要，包括傳感器，武器，電子戰(zhàn)（EW），自衛(wèi)，通信，推進(jìn)和導(dǎo)航。如今，VME在這個(gè)市場(chǎng)上被廣泛使用，因?yàn)樗萈C或盒裝服務(wù)器提供了許多操作優(yōu)勢(shì)。MicroTCA 可以提供這些相同的優(yōu)勢(shì)，以及高可用性和預(yù)計(jì)的價(jià)格點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

隨著螺旋式開發(fā)原則的出現(xiàn)以及有計(jì)劃的定期技術(shù)更新的引入，許多在受保護(hù)環(huán)境中運(yùn)行的項(xiàng)目正在學(xué)習(xí)利用最新的商業(yè)技術(shù)來發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。國防政策旨在使技術(shù)優(yōu)勢(shì)成為最終優(yōu)勢(shì)，但作戰(zhàn)方面的考慮往往會(huì)阻止最新硬件的部署。排除戰(zhàn)斗系統(tǒng)的特殊顯示要求，嵌入式計(jì)算元件可以使用商用級(jí)PC和服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)，并定期刷新最新的高街產(chǎn)品。成本是技術(shù)更新的重要推動(dòng)因素。憑借其高水平的功能和性能，MicroTCA預(yù)計(jì)將提供快速的技術(shù)周期和有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格點(diǎn)，這將使更一致的技術(shù)更新成為必要且負(fù)擔(dān)得起的現(xiàn)實(shí)。

軍事通信

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(chǎng)凸顯了該領(lǐng)域?qū)Ω鄮挼男枨?，以及來自各軍種的多種戰(zhàn)斗和情報(bào)收集平臺(tái)的整合。陸軍未來的指揮結(jié)構(gòu)將能夠以數(shù)字語音、數(shù)據(jù)和視頻的形式從多個(gè)來源獲得前所未有的信息量。MicroTCA非常適合陸軍發(fā)展其通信基礎(chǔ)設(shè)施的需求，并通過其衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)滿足其對(duì)增加帶寬的渴望?？ㄜ?、集裝箱和悍馬（如指揮所、無人機(jī)地面站和衛(wèi)星終端）上的移動(dòng)安裝都是候選應(yīng)用。面向電信市場(chǎng)的 AdvancedMC 中提供的各種現(xiàn)成功能，使用久經(jīng)考驗(yàn)的構(gòu)建模塊和軟件，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單明了的實(shí)施。圖2顯示了GE發(fā)那科嵌入式系統(tǒng)公司生產(chǎn)的一系列AdvancedMC模塊，這些模塊隨時(shí)可以用于移動(dòng)軍事通信應(yīng)用。MicroTCA的小尺寸意味著它可以通過繭式保護(hù)它免受外部環(huán)境的影響，而無需完全加固，使其易于大量實(shí)施。

當(dāng)然，微TCA不能走出線中心直接走向部署。對(duì)于許多細(xì)分市場(chǎng)，將需要專門的接口以及環(huán)境評(píng)估和增強(qiáng)的包裝。PCI 高速和串行快速IO 將成為滿足軍用接口和圖形顯示性能挑戰(zhàn)的關(guān)鍵推動(dòng)因素。MicroTCA有望成為彌合電信和軍事市場(chǎng)之間差距的第一個(gè)重要競(jìng)爭(zhēng)者，并可能為基于標(biāo)準(zhǔn)的嵌入式計(jì)算進(jìn)入軍事通信基礎(chǔ)設(shè)施提供突破，這些基礎(chǔ)設(shè)施將成為數(shù)字戰(zhàn)場(chǎng)和GIG的支柱。

審核編輯：郭婷