反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存原理與應(yīng)用.pdf

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1、創(chuàng)造領(lǐng)域新顛峰——“spider”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存產(chǎn)品簡(jiǎn)介“spider”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存是用于需要較高實(shí)時(shí)性要求應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，采用創(chuàng)新設(shè)計(jì)的總線公共存儲(chǔ)策略，它除了具有嚴(yán)格的傳輸確定性和可預(yù)測(cè)性外，還具有速度高、通信協(xié)議簡(jiǎn)單、宿主機(jī)負(fù)載輕、軟硬件平臺(tái)適應(yīng)性強(qiáng)、可靠的傳輸糾錯(cuò)能力、支持中斷信號(hào)的傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。在PCI、PMC、CPCI及VME平臺(tái)間數(shù)據(jù)可自由進(jìn)行交換，支持單模和多模，其中單?？芍С謧鬏斁嚯x達(dá)10KM，多模最遠(yuǎn)傳輸距離為300M。可采用節(jié)省成本的環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和高可靠的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?！皊pider”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存的概念計(jì)算機(jī)A計(jì)算機(jī)C128M全局共享spider網(wǎng)絡(luò)

2、內(nèi)存計(jì)算機(jī)B計(jì)算機(jī)D計(jì)算機(jī)n“spider”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存網(wǎng)的原理“spider”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存網(wǎng)主要是由網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡通過(guò)光纖連接而成的，網(wǎng)絡(luò)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)插入一塊。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡形成各個(gè)節(jié)點(diǎn)，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡上的存儲(chǔ)器中都有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn)的共享數(shù)據(jù)拷貝。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡可以插在多種總線的主板上，如VME、PCI、CompactPCI、PMC接口等。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡都占有一段內(nèi)存地址，網(wǎng)上任何計(jì)算機(jī)向本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，該數(shù)據(jù)和相應(yīng)內(nèi)存地址被廣播到網(wǎng)上所有其他網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡并存儲(chǔ)在相同的位置。所以計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入其本地網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡后的，極短時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)上所有計(jì)算機(jī)都可以訪問(wèn)這個(gè)新數(shù)據(jù)。

3、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡使用簡(jiǎn)單的讀寫(xiě)方式，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸是純硬件操作，不需要考慮網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議，軟件上只需要幾行代碼就可完成對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡的讀、寫(xiě)操作，因此它與以太網(wǎng)等其他傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比具有更低的數(shù)據(jù)傳輸延遲、更快的傳輸速度，更簡(jiǎn)單靈活的使用操作，可以滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)快速反應(yīng)周期的要求，而采用其他網(wǎng)絡(luò)就很難滿足這種要求。以單口“spider”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存卡為例，首先它是一個(gè)PCI設(shè)備，提供給用戶128MB的讀寫(xiě)空間。當(dāng)一節(jié)點(diǎn)有寫(xiě)入操作時(shí)，自動(dòng)通過(guò)光纖鏈路將數(shù)據(jù)同步到所有節(jié)點(diǎn)。這一系列傳輸寫(xiě)入操作由硬件完成。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間更新的延時(shí)為100ns級(jí)。延時(shí)：Sdram時(shí)鐘：66MHZFIFO時(shí)

4、鐘：106MHZNode1采集計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算機(jī)Node2Node3Node4圖形工作站?主控計(jì)算機(jī)Noden?每個(gè)計(jì)算機(jī)都有一個(gè)128MB的內(nèi)存卡，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都能夠讀/寫(xiě)全部的128MB的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存空間,軟件內(nèi)存分配可以限制確定節(jié)點(diǎn)訪問(wèn)內(nèi)存空間的指定區(qū)域。?當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)絡(luò)中寫(xiě)入一個(gè)數(shù)據(jù)塊時(shí)，數(shù)據(jù)將跟隨中斷命令發(fā)向指定的節(jié)點(diǎn)，那些收到中斷的節(jié)點(diǎn)可以讀取接收的數(shù)據(jù)并發(fā)一個(gè)響應(yīng)中斷返回到發(fā)送節(jié)點(diǎn)。(p2p)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)：一種為星型結(jié)構(gòu)；另一種為環(huán)型結(jié)構(gòu)（如下圖）。環(huán)型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為不需要光纖Hub、光纖使用量少、節(jié)省經(jīng)費(fèi)；缺點(diǎn)是每個(gè)節(jié)點(diǎn)有延時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中某一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備故障或掉

5、電都將影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常工作。星型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)的光纖Hub、消除了單點(diǎn)失效、實(shí)現(xiàn)了故障隔離，與環(huán)型結(jié)構(gòu)相比具有更小的延時(shí)；缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中的Hub一旦發(fā)生故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)癱瘓，另外光纖使用量多。環(huán)形拓?fù)湫切瓮負(fù)洵h(huán)形拓?fù)渑c雙環(huán)拓?fù)浔容^余度系統(tǒng)中，使用雙口“spider”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存。雙環(huán)結(jié)構(gòu)。任一節(jié)點(diǎn)失效不影響其它節(jié)點(diǎn)正常通訊。PCI“spider”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存雙口“spider”網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存應(yīng)用領(lǐng)域l模擬仿真領(lǐng)域應(yīng)用：在飛行器（導(dǎo)彈、飛機(jī)等）、傳感器（雷達(dá)、紅外、微波等）以及自動(dòng)控制部件（飛控、慣導(dǎo)等）的分布式仿真實(shí)驗(yàn)中，用于系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)的高帶寬、高速、實(shí)時(shí)的互連。在

6、飛行仿真系統(tǒng)中，為了盡量縮短整套系統(tǒng)的響應(yīng)延時(shí)，避免網(wǎng)絡(luò)通信的不可預(yù)測(cè)性，提高飛行仿真系統(tǒng)的逼真度，現(xiàn)在有許多飛行仿真系統(tǒng)中都采用了先進(jìn)的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。由實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建起來(lái)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)是一種能夠在確定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行計(jì)算或處理功能并對(duì)外部的異步事件做出響應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)最重要的特點(diǎn)就是其通信的確定性和可預(yù)測(cè)性，就是說(shuō)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間是確定的，即可預(yù)測(cè)的。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存網(wǎng)就是一種高速.實(shí)時(shí)、確定性的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，可以較好地解決飛行仿真實(shí)時(shí)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性問(wèn)題，提高網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速率及糾錯(cuò)能力。目前在我國(guó)某研究所自行研制的某新型戰(zhàn)機(jī)的飛行仿真模擬系統(tǒng)中已經(jīng)

7、得到應(yīng)用。l工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用：1.用于自動(dòng)生產(chǎn)線的控制單元間的底層鏈路，確保周期數(shù)據(jù)的高速、實(shí)時(shí)的采集和傳輸2.高速過(guò)程控制（軋鋼廠和制鋁廠）3.高速測(cè)試和測(cè)量l航空航天領(lǐng)域應(yīng)用：用于機(jī)載設(shè)備間的航電總線系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)傳輸吞吐量大、命令傳輸實(shí)時(shí)、錯(cuò)誤自動(dòng)糾正、雙冗余高可靠性等特點(diǎn)。也可用于機(jī)載設(shè)備內(nèi)的多冗余內(nèi)總線，如：飛控計(jì)算機(jī)，余度任務(wù)計(jì)算機(jī)等。l軌道交通領(lǐng)域應(yīng)用：用于高速列車(chē)調(diào)度數(shù)據(jù)和行駛監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的高速、實(shí)時(shí)傳輸。也用于高速列車(chē)內(nèi)控制設(shè)備間的總線系統(tǒng)。性能指標(biāo)：傳輸速率10Gbaud、2.5Gbaud、2.12Gbaud拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型或星型節(jié)點(diǎn)數(shù)2