微型TCA看起来将产生军事影响

icroTCA有望成为弥合电信和军事市场之间差距的第一个重要竞争者，并可能为基于标准的嵌入式计算进入军事通信基础设施提供突破，这些基础设施将成为数字战场和GIG的支柱。

军事嵌入式计算应用倾向于回避电信设备标准，为嵌入式计算制造商创造了两个主要市场。电信标准适用于静态、温控环境，使用大尺寸的模块，特别是对于增值服务提供商而言，采用快速的技术变动来实现其服务的逐年成本效益。在这种快速的技术发展中，以高级电信计算架构（AdvancedTCA）及其高级夹层卡（AdvancedMC）的相关标准的形式出现了面向电信的嵌入式计算的新标准。MicroTCA使 AdvancedMC 更进一步，从它创建了一个外形小巧、基于结构的嵌入式计算架构，该架构将比其电信先驱（包括许多传统和新的军事应用）在更多的市场中具有广泛的吸引力。

AdvancedMC可以生产两种基本尺寸，并有宽度选项：约3“ x 7”的单模块和约6“ x 7”的双尺寸模块。它们安装在使用高速串行连接（如 PCI Express 或以太网）插入高级 TCA 机架系统的托架上，以便与机架中的高级 TCA 模块互连。高级MC通常用于提供电信系统中的众多外部连接和协议，从而提供一种非常灵活的方式来混合和匹配AdverdTCA系统以满足用户的要求。

MicroTCA摒弃了笨重的先进TCA设备实践，而是将AdwardMC模块直接插入安装在300 mm实践机架系统中的背板中，该系统支持从一个或两个单尺寸高级MC到单尺寸和双尺寸模块的大型混合配置。如果没有 AdvancedTCA 的支持环境，微 TCA 需要自己的电源和系统管理形式，以及由微 TCA 运营商集线器 （MCH） 提供的高速交换矩阵交换机。一个 MCH 占用一个背板插槽，最多支持 12 个微型 TCA 背板插槽。MicroTCA成功的关键包括其尺寸、性能、可扩展性、对不同结构（PCI Express、以太网和串行快速IO）的支持以及高可用性功能，例如具有模块、电源和冷却热插拔功能的多重冗余。图 1 说明了微型 TCA 的主要架构特性。

到目前为止，对军事虚拟机的重要性，以及在较小程度上CompactPCI产品在嵌入式计算的COTS时代占据主导地位。其中许多已经进入了主战坦克，装甲车，战斗机，直升机，无人机（UAV）和许多类型的武器系统的高调，非常坚固的应用。经验表明，VME 和 CompactPCI 的 6U 外形尺寸为许多军事应用提供了尺寸、功率容量、性能、功能和耐用性的理想平衡，使得双倍尺寸的 MicroTCA 格式对这些应用具有潜在的吸引力。新面料的引入以及对更高性能和连接性的需求将当前标准推向了极限，迎来了重新评估和技术阶跃变化以保持领先地位的时期。就VME而言，出现了两种新标准：VITA 41（VXS）和VITA 46（VPX），用于更坚固耐用的应用。这些新标准为类似于MicroTCA的VME产品引入了以结构为中心的功能，使VME能够在未来相当长的一段时间内继续为加固型军用市场提供所需的性能和专用连接。

3U CompactPCI最近在坚固耐用的军事应用中取得的成功突显了对空间和重量至关重要的更小外形尺寸日益增长的需求。为现有武器平台增加额外功能以及开发更小、更轻的无人机是3U CompactPCI目前的主要应用领域。但是，VME 和 CompactPCI 擅长的这些应用领域在环境领域非常坚固耐用。开发MicroTCA以满足这些苛刻的条件将是非常昂贵的，其关键优势可能不会增加任何感知的运营价值。外形尺寸和架构对坚固耐用的嵌入式计算机的价格影响最小;磅对磅或立方英尺对立方英尺，如果需要相同级别的性能，功能和功率耗散，则经常性购买价格将相同。

MicroTCA 的高可用性为许多坚固耐用的应用提供的额外优势不大。例如，战斗机的任务可能持续不超过几个小时，但在此期间，100%的可靠性至关重要。设备必须在整个平台的运行范围内始终完美运行。在这种情况下，可靠性比高可用性更重要，因为如果出现问题，无法停止并重新配置硬件和软件。此外，某些类别的应用程序比其他类别的应用程序更适合高可用性和冗余。硬件冗余适用于表驱动的应用程序，如交换机、路由器、网关和集中器，但对于智能驱动的系统（如任务计算机、飞行控制系统和人工智能应用程序）来说过于复杂。这需要在操作系统级别重复执行和同步，并定期比较结果。

军事应用潜力

MicroTCA 不必与这些崎岖市场中的知名领导者竞争即可取得成功。存在或正在出现许多其他更直接合适的市场，而VME和CompentPCI将无法有效地解决这些市场。现有市场包括用于潜艇和水面舰艇的海战系统，以及带有加压工作区的有人驾驶侦察机。这些系统的产品选择标准中，最重要的是合理的产品寿命、严格控制的配置管理和长期的演进路线图。

海军舰艇的任务时间可以延长到几个月，在此期间，必须以最小的中断进行维护和维修活动，因此可维护性和可用性是关键特征。这些系统可以主要使用商业级产品，因为它们的环境受到精心控制。开放标准对于将作战系统与这些平台上的许多其他系统集成至关重要，包括传感器，武器，电子战（EW），自卫，通信，推进和导航。如今，VME在这个市场上被广泛使用，因为它比PC或盒装服务器提供了许多操作优势。MicroTCA 可以提供这些相同的优势，以及高可用性和预计的价格点优势。

随着螺旋式开发原则的出现以及有计划的定期技术更新的引入，许多在受保护环境中运行的项目正在学习利用最新的商业技术来发挥自己的优势。国防政策旨在使技术优势成为最终优势，但作战方面的考虑往往会阻止最新硬件的部署。排除战斗系统的特殊显示要求，嵌入式计算元件可以使用商用级PC和服务器来实现，并定期刷新最新的高街产品。成本是技术更新的重要推动因素。凭借其高水平的功能和性能，MicroTCA预计将提供快速的技术周期和有竞争力的价格点，这将使更一致的技术更新成为必要且负担得起的现实。

军事通信

全球信息网格（GIG）的发展和未来类似互联网的信息战场凸显了该领域对更多带宽的需求，以及来自各军种的多种战斗和情报收集平台的整合。陆军未来的指挥结构将能够以数字语音、数据和视频的形式从多个来源获得前所未有的信息量。MicroTCA非常适合陆军发展其通信基础设施的需求，并通过其卫星网络满足其对增加带宽的渴望。卡车、集装箱和悍马（如指挥所、无人机地面站和卫星终端）上的移动安装都是候选应用。面向电信市场的 AdvancedMC 中提供的各种现成功能，使用久经考验的构建模块和软件，可实现简单明了的实施。图2显示了GE发那科嵌入式系统公司生产的一系列AdvancedMC模块，这些模块随时可以用于移动军事通信应用。MicroTCA的小尺寸意味着它可以通过茧式保护它免受外部环境的影响，而无需完全加固，使其易于大量实施。

当然，微TCA不能走出线中心直接走向部署。对于许多细分市场，将需要专门的接口以及环境评估和增强的包装。PCI 高速和串行快速IO 将成为满足军用接口和图形显示性能挑战的关键推动因素。MicroTCA有望成为弥合电信和军事市场之间差距的第一个重要竞争者，并可能为基于标准的嵌入式计算进入军事通信基础设施提供突破，这些基础设施将成为数字战场和GIG的支柱。

审核编辑：郭婷