反射內(nèi)存實時網(wǎng)的特點

反射內(nèi)存是一種通過局域網(wǎng)在互連的計算機(jī)間提供高效的數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，強(qiáng)實時網(wǎng)絡(luò)設(shè)計人員已經(jīng)越來越多地采用這種技術(shù)。反射內(nèi)存實時局域網(wǎng)的概念十分簡單，就是設(shè)計一種網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存板，在分布系統(tǒng)中實現(xiàn)內(nèi)存至內(nèi)存的通信，并且沒有軟件開銷。每臺結(jié)點機(jī)上插一塊反射內(nèi)存卡，卡上帶有雙口內(nèi)存，各層軟件既可以讀也可以寫這些內(nèi)存，當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入一臺機(jī)器的反射內(nèi)存卡的內(nèi)存中后，反射內(nèi)存卡自動地通過光纖傳輸?shù)狡渌B在網(wǎng)絡(luò)上的反射內(nèi)存卡的內(nèi)存里，通常，只需幾百納秒的時間延遲，所有的反射內(nèi)存卡上的內(nèi)存將寫入同樣的內(nèi)容。而各成員在訪問數(shù)據(jù)時，只要訪問本地的反射內(nèi)存卡中的內(nèi)存即可。VMIC反射內(nèi)存具有以下主要特點：

（1）高速度和高性能

，傳輸速度達(dá)到174M字節(jié)/秒。使用光纖，可以連接更多節(jié)點（到256個節(jié)點），具有很高的抗*能力。測試結(jié)果表明，從數(shù)據(jù)寫入RAM到傳到另一個結(jié)點的反射內(nèi)存卡上，只有不到400納秒的時延。

（2）使用方便?

反射內(nèi)存卡通過向每個節(jié)點機(jī)提供一套相同的數(shù)據(jù)備份使得各節(jié)點可以并發(fā)的訪問相同的內(nèi)容在訪問反射內(nèi)存卡的內(nèi)存時與訪問自身的內(nèi)存沒有差別。各節(jié)點間數(shù)據(jù)一致性是由反射內(nèi)存卡保證，對應(yīng)用軟件是透明的。安裝簡單，將反射內(nèi)存卡插在主板一個可用槽口上，再將各臺主機(jī)通過光纖網(wǎng)或扁平數(shù)據(jù)線連在一起即可。

（3）獨立于操作系統(tǒng)和處理機(jī)

反射內(nèi)存卡可以VME、PCI、PMC、Compact?PCI、Multibus?I等多種總線上使用，可以將ALPHA、Power?PC、Macintosh、奔騰等計算機(jī)通過反射內(nèi)存卡實時網(wǎng)絡(luò)連接在一起，組成一個集群系統(tǒng)。

（4）確定的數(shù)據(jù)傳輸時間

在反射內(nèi)存卡中，當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入本地的反射內(nèi)存卡板的內(nèi)存中時，就被同時傳輸?shù)狡渌噙B的計算機(jī)上，沒有軟件延遲，硬件延遲也非常小。光纖反射內(nèi)存卡在節(jié)點間傳輸數(shù)據(jù)時只需400納秒。這種確定的時間延遲為設(shè)計實時應(yīng)用提供了有效的保證。

（5）經(jīng)濟(jì)、高效

反射內(nèi)存卡的數(shù)據(jù)傳輸速率大，沒有以太網(wǎng)那樣要多層協(xié)議。其次，反射內(nèi)存卡使用簡單，不需要開發(fā)額外通訊軟件，利于提高系統(tǒng)的可靠性，也節(jié)省了軟件的開發(fā)費用。

基于反射內(nèi)存實時網(wǎng)的實現(xiàn)機(jī)制

反射內(nèi)存卡是一組雙口內(nèi)存板。當(dāng)數(shù)據(jù)存儲到反射內(nèi)存卡時，板上的高速邏輯會自動將此數(shù)據(jù)連同地址送到網(wǎng)上的其它反射內(nèi)存卡板上，數(shù)據(jù)傳遞完全由硬件驅(qū)動，不需要CPU干預(yù)，結(jié)果網(wǎng)上下一結(jié)點在400納秒內(nèi)就會在相同地址處有相同數(shù)據(jù)。反射內(nèi)存卡可看成是由網(wǎng)上所有結(jié)點共享的單元內(nèi)存卡，不存在訪問限制與仲裁，每個結(jié)點就像訪問本地內(nèi)存一樣，實現(xiàn)了結(jié)點間的數(shù)據(jù)共享。

（1）數(shù)據(jù)傳輸方式

的反射內(nèi)存卡可以連接256個互相獨立的節(jié)點，共享內(nèi)存的量可以到128M字節(jié)，數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)174M/秒、節(jié)點間距離可以到10KM。反射內(nèi)存卡支持中斷，通過中斷機(jī)制可以實現(xiàn)節(jié)點機(jī)之間的通訊同步。

（2）使用中斷實現(xiàn)同步

VMIC反射內(nèi)存卡支持用中斷方式通知節(jié)點接收數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)被送到某節(jié)點時，可以通過中斷告訴該節(jié)點。反射內(nèi)存卡提供了三個中斷，用戶可以定義這些中斷的優(yōu)先級、中斷相量及具體功能。

（3）錯誤管理技術(shù)

反射內(nèi)存卡有錯誤監(jiān)測和報告的功能，通過對數(shù)據(jù)的奇偶校驗位的檢查，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)是否有錯。反射內(nèi)存卡提供冗余傳輸模式，即每次傳輸數(shù)據(jù)時都傳兩份，當(dāng)份出錯時，使用第二份。

光纖反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)硬件延時測試報告結(jié)論摘要

1）數(shù)據(jù)包在整個環(huán)網(wǎng)上的延時

網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)從開始發(fā)送到在環(huán)網(wǎng)流轉(zhuǎn)一周的總延時為：總延時≈600*（節(jié)點數(shù)-1）+3*光纖線長,單位：ns。

2）通過PCI總線進(jìn)行板卡反射內(nèi)存讀寫的延時

PCI總線在寫時，需要準(zhǔn)備時間為5CLK約0.125us，之后每讀取4Bytes個數(shù)據(jù)需要3個CLK約0.075us。因此，PCI寫入N個數(shù)據(jù)的延時可表示為：0.125us+?(N％4?+?1)?*0.075us

六、應(yīng)用舉例：基于光纖反射內(nèi)存網(wǎng)實現(xiàn)遠(yuǎn)程多試驗室協(xié)同試驗

隨著戰(zhàn)場環(huán)境復(fù)雜度的提高，半實物仿真實驗面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于試驗場地面積有限，各大型仿真非標(biāo)設(shè)備常分布于不同樓宇的試驗室內(nèi)，完成仿真試驗需要多樓宇、多試驗室跨域聯(lián)合進(jìn)行。同時，面臨試驗資源緊的問題，需要多項試驗并行進(jìn)行。這對多試驗室遠(yuǎn)程互連及并行試驗提出了迫切的需求，而遠(yuǎn)程協(xié)同仿真技術(shù)中的數(shù)據(jù)實時交互技術(shù)是解決上述問題的關(guān)鍵。本文采用基于光纖HUB的實時光纖反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)搭建系統(tǒng)硬件平臺，實現(xiàn)多試驗室協(xié)同試驗仿真。

在多試驗任務(wù)并舉的情況下，綜合考慮不同試驗室聯(lián)合仿真的需要，兼顧數(shù)據(jù)通訊的安全性和線纜連接的方便性，本節(jié)以三個實驗室協(xié)同仿真為例，采用實時光纖反射內(nèi)存、HY-FHX8型光纖HUB搭建網(wǎng)絡(luò)，通過試驗綜合控制系統(tǒng)實現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)的集中管理，設(shè)計方案如下圖所示