MicroTCA电信架构是一种能够满足紧凑型体积和成本约束条件的小型平台。MicroTCA不再使用母卡，可以充分利用针对AdvancedTCA平台开发的夹层卡(mezzanine)功能，所形成的可升级低成本平台可用于创建下一代数据包网络。
MicroTCA是PICMG为电信设备设计开发的新一代开放架构平台。第一代电信平台是AdvancedTCA，它采用可热交换、多协议、开关式矩阵背板和大尺寸卡 ，可提供较大功率。这种组合可用来创建高密度、高性能的电信系统。
2005年出现了AdvancedMC夹层模块，进一步增强了AdvancedTCA系统的模块化特性，使开发人员能够创建可根据需要集成独立可热交换接口模块、混合和匹配功能的刀片卡。
MicroTCA将这种模块化特性进一步发扬光大。它能利用AdvancedMC模块满足紧凑型低成本系统的要求，在不用母卡的情况下可以将AdvancedMC卡直接连至背板。由于去除了高级电信计算架构(ATCA)母板，因此MicroTCA可以向设计师提供更多尺寸的选择，包括用于整个系统只需少量模块的定制“微”组装。
AdvancedMC模块
将AdvancedMC模块直接连至背板意味着必须从查看AdvancedMC模块本身开始详细了解MicroTCA。这些模块采用了现场可替换的串行包接口，这种接口最多可提供20个速率高达12.5Gbits/s的I/O通道。由于这些通道对协议不敏感，因此它们能支持各种面向数据包的通信协议，包括以太网、PCIExpress和串行RapidIO(sRIO)。
AdvancedMC模块可提供多种外形尺寸，最大功率可达80W(图1)。由于是可热交换的，因此这些模块可单独进行在线现场更换。另外，它们支持集成外设管理接口(IPMI)的系统管理功能，允许子架管理系统鉴别故障，并在模块级采取纠正措施，从而进一步增强了系统的可用性和服务能力。
IPMI采用基于 I2C的物理接口，能够监视系统的健康运行参数，如电压、温度和风扇速度。它还支持自动事件提醒、遥控关机和重启，并支持各个AdvancedMC模块的动态功率分配。
在MicroTCA架构中，AdvancedMC模块(在ATCA系统中位于母卡上)无需任何修改即可直接插进背板。为了接替ATCA母卡的控制功能，MicroTCA使用了MicroTCA母卡集线器(MCH)。该模块可为整个机箱提供交换式矩阵、子架管理和可选的时钟分配。作为星形集线器，它可以为每个模块提供一个以上的高速串行通道，并为这些通道提供中心交换。一个MCH模块在一个系统中支持多达12个AdvancedMC模块。
MicroTCA系统的背板支持星形、双星形和网状拓扑结构。针对高可用性的系统设计，背板可提供冗余的IPMI接口，允许在一个机箱中使用两块MCH模块。另外，背板还支持连接冗余的电源，并支持电源模块本身提供的智能。
背板和模块不是MicroTCA系统中仅有的单元。一个MicroTCA系统至少包含一个AdvancedMC、至少一个MCH以及支持它们的全部互连、电源、冷却和机械资源(图2)。这些资源包括了子架、电源模块、背板和冷却单元。这些卡及其支撑资源共同组成一个子架，该子架可作为一个独立系统工作，可也与其它子架一起组成一个更大的系统。
MicroTCA管理
MicroTCA系统的管理有两级，即子架管理器和母卡管理器。子架管理器用于监视整个系统健康状态，并汇集来自一个或多个母卡管理器的硬件信息。它还能监测其它系统单元，鉴别异常状态并采取积极的纠正措施。它管理着冷却单元，通过母卡管理器向冷却单元传送命令以确保空气在子架中的正确流通。
此外，子架管理器还用作到任何设计所需的更高层系统管理功能的接口，并提供整个系统健康信息用于指示状态或触发告警等目的。因此子架管理器可以在系统中自身的AdvancedMC模块上作为一个应用软件或MCH的一个功能来实现。
母卡管理器是MicroTCA系统的管理主力，位于MicroTCA母卡管理控制器(MCMC)中的MCH上。母卡管理器控制AdvancedMC卡、电源模块和冷却单元。它收集状态信息并发送给子架控制器。它还管理单个模块的活动。母卡管理器还要与AdvancedMC卡中的模块管理控制器(MMC)以及电源模块上的增强型模块管理控制器(EMMC)交互，以实现对系统电源分配和热交换功能的管理。
母卡管理器的一个重要功能是防止不兼容设备损害MicroTCA系统中其它设备或干扰相互间的通信。被称为电子钥匙(E-Keying)的这一功能使用来自AdvancedMC模块并指示模块实现的每个端口的功能信息以及母卡管理器中的信息来管理背板连接。
通过协调来自这些资源的信息，母卡管理器就可判断每个AdvancedMC交换矩阵上哪个端口需要激活或关闭。然后与模块交流这些信息，确保在模块上电时只有兼容的接口被激活和控制。
另外一个母卡管理器功能是确保模块正确的上电和断电。MicroTCA系统中的电源模块提供两个输出：3.3V管理电源和12V负载电源，两者均受母卡管理器的控制。AdvancedMC模块使用管理电源输出给与母卡管理器交互所需的电路供电。
然后在完成E-Keying过程后用负载电源输出供给模块的其余部分，包括矩阵接口。母卡管理器向电源模块发送命令来接通或切断负载电源到每个单独AdvancedMC模块的输出。
管理系统电源
分离电源方案方便母卡管理器实现热交换功能，并能在模块故障时防止AdvancedMC模块访问矩阵通道。当某个模块上电时，不管是在初始系统启动还是系统插入情况，母卡管理器都能首先激活模块的管理电源输出。这样，模块就能与母卡管理器通信，并将它的I/O接口初始化为与背板矩阵通道兼容的状态。一旦模块被完全配置，母卡管理器就能激活负载电源。
同样，要使冗余模块在线，只需激活它的负载电源。反之亦然，只需断开想要拨出的模块电源。如果有故障，母卡管理器将简单地断开模块的负载电源，阻止它与背板矩阵进行交互。
母卡管理器还能管理设计中存在的任何电源冗余。MicroTCA系统中的冗余电源通过电源开关(无源器件)连接到“线或”连接(图3)。正常情况下两组电源都是激活的。但在电源发生故障时，母卡管理器可以关闭相应的无源器件来断开故障电源与系统的连接。线或连接可以确保故障时电流的连续，并确保故障电源不会加重电源系统负担。
然而，为了使MicroTCA母卡管理器正确控制系统电源，确保AMC模块设计时能完全实现IPMI控制结构很重要。一些早期的ATCA架构使用者对他们的定制AMC模块开发进行了简化，省略了母板上不需要的IPMI单元。结果是AMC模块无法在MicroTCA环境中正常工作。为了确保在MicroTCA中正常工作，定制AMC模块的开发人员应完全实现AMC规范单元。
灵活的系统尺寸
MicroTCA提供的一大优势是它允许ATCA功能可以被调整到非常小的配置。AdvancedMC模块的物理定义被证明足够健壮，可以在单个模块中实现完整的电信功能，而且足够小，允许实现高性价比的设计分割。设计师可以无需母卡直接使用这些模块，因此MicroTCA架构在设计复用方面提供了相当大的灵活性。
例如ATCA刀片服务器可以使用通过串行ATA(SATA)或串行附属SCSI(SAS)连接至硬盘AMC或通过sRIO连接至E1/T1接口AMC的处理器AMC。母板提供模块互连，整个组件形成的刀片服务器再通过千兆以太网(GbE)连接其它刀片，最终可建成大型网络服务器系统供中央办公室安装使用。
使用MicroTCA后，相同设计可以调整到相当于单个刀片来满足局域网需要，无需实现整个ATCA系统。处理器AMC、E1/T1 AMC和磁盘驱动AMC可以直接插入MicroTCA背板。MCH会自动在所有模块和网络剩余部分之间建立GbE接口。
MCH还能在E1/T1 AMC和处理器AMC之间提供sRIO连接，从而使迷你服务器能连接到电信网络。最终由背板上的点到点链路提供处理器AMC和磁盘驱动AMC之间的SATA/SAS连接。但在某些情况下，也可用专用AMC控制器管理磁盘阵列。
该设计充分利用了MicroTCA的“微型”子架尺寸优势，允许在全功能子架中实现1到2个AdvancedMC模块的最小配置。微尺寸能很好地满足性能适中和可用空间最小的系统要求。包括定制设计在内的其它小型配置也可能在MicroTCA规范中实现。
此外，MicroTCA也能用于传统的机架安装式闭架安装， 并提供多种标准选项(图4)。机架安装式子架可以接受混合配置下的紧凑型、半尺寸或全尺寸单模块或倍模块。而特殊结构-立方体可提供更大的灵活性。立方体经妥善设计可占用整个机架宽度，同时余下的独立功能可提供比全机架宽子架更好的模块特性。
这些不同的系统尺寸能让设计师平衡尺寸与系统功能的关系，从而创建最适合他们应用的配置。使用MicroTCA可取得的性能等级范围正如背板带宽定义的那样，覆盖了大量应用种类，包括无线基站、数字环路载波、光分插复用器(ADM)和光纤到路边的光网络单元(图5)。
不过在系统设计时开发人员需要特别注意空气流通和散热问题。MicroTCA达到的板密度加上AMC板支持的电源等级意味着MicroTCA系统很容易产生热点。因此设计工作应包括对系统的完整热分析，包括对电路板布局的评估，因为它影响空气的流通。
另外，设计师在创建定制AMC模块时应该遵循AMC规范中建议的电源限制条件，不能为了拚命提升性能而使板子“升温”。偏离规范将很难获得MicroTCA的全部优势。
复用等于节省
MicroTCA为供应商的AdvancedMC模块增加了市场机会，因为它可以减少系统开发人员的成本。由于MicroTCA系统的母卡和子架管理功能复制了ATCA架构的管理功能，因此MicroTCA开发工作可以不加修改而直接使用AdvancedMC模块和它们的支持软件。
通过将AdvancedMC模块适应性扩展到更小更低成本的系统，MicroTCA可以帮助供应商享受更大产品批量带来的经济节约，最终降低产品价格。同样，用于自己的ATCA系统的定制AMC模块开发人员可以享受复用模块设计带来的成本下降好处，并有助于创建各种性能等级的系列产品。
MicroTCA和AdvancedTCA标准的许多方面均增强了这种复用性能。例如，这些标准允许AdvancedMC连接器有三种不同的装配类型：压缩、表面安装和压接。针对每个连接器类型都建议了公共的封装外形，目标是为背板连接器提供多种资源。这样可以增加产品在市场中的竞争力，并方便连接器制造商的更换。
尽管模块制造工艺存在个体差异，但AdvancedMC模块提供物理兼容性。因此通过提供公共接口要求，电信设备制造商(TEM)供应商就可提供类似的功能。这样就允许复合源，从而在应用模块时降低开发人员风险。作为副产品，它鼓励采用AdvancedMC。这种通用接口能力在市场中尤其重要，因为开发人员不想依赖于单个供应商。
ATCA单元的复用以及MicroTCA尺寸和性能的灵活性将使ATCA的覆盖范围进一步扩大到几乎所有电信设备。原始的ATCA规范覆盖了大型端系统的需求，而MicroTCA提供了更紧凑的架构，为更小型安装提供了相当大的设计灵活性。同时，通过利用为ATCA开发的模块化软件和硬件，MicroTCA不仅降低了开发成本，而且保持了电信应用所要求的性能和可靠性。 
