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Le châssis MicroTCA.4 de Pentair supporte l’Ethernet déterministe du CERN et le JTAG pour les FPGA

Publié le 23 mars 2016 à 00:04 par François Gauthier        Sous-système Schroff-Pentair

Shroff MicroTCA

Le fabricant de châssis et solutions électroniques diverses Pentair, connu aussi pour la marque Schroff, a doté un châssis à 12 emplacements, au standard MicroTCA.4, de caractéristiques propres aux exigences de la communauté des concepteurs de systèmes de mesure et d’acquisition de données mis en œuvre dans les grands centres de recherche en physique fondamentale, comme le CERN. Ces utilisateurs ont notamment besoin de transfert de données en temps réel par Ethernet afin d’acquérir, et de transporter, des mesures sensibles avec une grande précision. La technologie White Rabbit, issue d’un projet de recherche éponyme conduit par le CERN et présentée sous la forme d’une réalisation en open source (matériel et logiciel), est justement une extension du protocole Ethernet capable de fournir une synchronisation précise entre un très grand nombre de nœuds de calcul distribués.

Avec son partenaire stratégique, la société allemande N.A.T basée à Bonn, l'un des pionniers du MicroTCA, Pentair a donc perfectionné le système MicroTCA.4 de Schroff avec un module d’horloge White Rabbit inséré au sein de la carte MCH (MicroTCA Carrier Hub) de N.A.T. Dans ce MCH, deux récepteurs White Rabbit génèrent avec un verrouillage de phase divers signaux d’horloge et de déclenchement (trigger) vers des sources White Rabbit situées n’importe où sur le réseau. Ces signaux et événements sont acheminés via la carte de fond de panier du système MicroTCA vers les modules AMC (Advanced Mezzanine Card) du châssis. Ainsi, une synchronisation avec une précision de moins d’une nanoseconde est rendue possible pour environ 1 000 nœuds, sur une distance pouvant atteindre 10 km par fibre optique ou sur câblage en cuivre.

Seconde nouveauté sur cette architecture, la surveillance et la mise à jour du firmware embarqué dans des FPGA installés sur des modules AMC sont assurées par un module spécifique, le JSM (JTAG Switch Module) conçu par N.A.T. Celui-ci se présente sous la forme d’une carte AMC (en format Single Compact, Mid-Size ou Full-Size) qui s’enfiche sur le fond de panier du châssis MicroTCA. L’originalité ici est d’avoir inséré un slot JSM supplémentaire, indépendant, à l’arrière du châssis, évitant ainsi de bloquer un emplacement dans le châssis. Autre avantage de cette approche, le module JSM de N.A.T. peut être utilisé en continu, avec la possibilité de charger des mises à jour dans les FPGA sur chaque emplacement AMC pendant qu’ils fonctionnent, ou encore d’enregistrer des données en continu (par exemple des diagrammes de l’œil) sans grever l’espace dédié aux cartes AMC fonctionnelles.

 

 

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