反射內存網在遠距離分布式系統(tǒng)中的應用

1、反射內存網在遠距離分布式系統(tǒng)中的應用反射內存網作為一種成熟技術，經過多年發(fā)展，目前在半實物實時仿真、飛 行器模擬器、自動檢測系統(tǒng)、發(fā)動機試驗臺，電站模擬器，高速數(shù)據(jù)采集，超視 距雷達等應用領域得到廣泛的應用。反射內存獨特的硬件結構，最大程度的簡化了大量數(shù)據(jù)的實時傳輸問題。軟件開 發(fā)人員不需要理解復雜的數(shù)據(jù)傳輸過程，重發(fā)機制。只讀進行本機的內存讀寫操 作，由硬件自動完成與反射內存網中其它節(jié)點的數(shù)據(jù)同步。這種機制使得數(shù)據(jù)傳 輸簡單迅速，其極高的易用性簡化了系統(tǒng)設計。反射內存網中節(jié)點網絡的全局化 內存、高速數(shù)據(jù)傳輸以及軟件透明，使得反射內存卡在多機通訊方案中具有無可 比擬的優(yōu)勢。反射內存卡的系統(tǒng)框圖

2、如圖1所示。該系統(tǒng)主要由SFF光模塊、FPGA控制模 塊、SDRAM存儲模塊、電源與時鐘模塊、串行解串器組成。其中，SFF光模 塊實現(xiàn)FPGA控制模塊與網絡中其它反射內存卡之間的高速通信互聯(lián)，提供 2.125Gbps光纖通道連接；FPGA控制模塊選用高性能的FPGA芯片，實現(xiàn) 整個數(shù)據(jù)發(fā)送與接收邏輯；板載128M或256M SDRAM，用于暫存網絡中各 反射內存卡的共享數(shù)據(jù)；電源與時鐘模塊為系統(tǒng)提供所需的電源與時鐘。FPGA 模塊將內存中發(fā)生改變的數(shù)據(jù)通過通過串行解串器和SFF光模塊傳輸至網絡中 其它反射內存節(jié)點；同時，如果網絡中其它反射內存卡內存中的數(shù)據(jù)發(fā)生改變， FPGA模塊也將通過專用的

3、串行通信模塊接收SFF光模塊傳輸?shù)母淖償?shù)據(jù)，并 寫入板載內存中，以實現(xiàn)局域網中計算機間的高帶寬數(shù)據(jù)的交互共享。圖1:反射內存卡硬件原理框圖圖2：環(huán)形拓撲結構反射內存網提供了一個通過多模或單模光纜以2.12Gbaud速率運行的數(shù)據(jù)插 入環(huán)形架構網絡。與以太網系統(tǒng)不同，任意節(jié)點間傳輸不會影響到其它節(jié)點間的 通訊，反射內存網可避免列隊與檢查數(shù)據(jù)包所需的復雜性、確保合適的連通性， 不存在附加負載限制或終端規(guī)則。節(jié)點間的距離長達10KM。這些特性允許反射 內存的數(shù)據(jù)傳輸速率高達170 MB/s，遠高于千兆以太網100MB/S的效率。反射內存允許所有網絡節(jié)點中斷其他或所有的節(jié)點。最多可分配多達4個中斷 并

4、可供用戶用于功能、優(yōu)先級和向量等原因進行自定義的中斷。這些中斷可用于 任何功能，比如郵箱或網絡數(shù)據(jù)同步。啟用后，中斷通常用于數(shù)據(jù)傳輸后中斷某 個或所有的網絡節(jié)點。反射內存實時仿真網站分享了大量的技術資料和使用案例 可供下載。在一些分布式系統(tǒng)中，節(jié)點間的距離較遠，反射內存卡使用單模光纖，節(jié)點距離 可達10KM，例如在某系統(tǒng)中設備與監(jiān)視中心必須與其保持最少3KM的距離。 通過分配執(zhí)行過程，設計人員能夠在測試臺安裝能夠進行數(shù)字化與預處理操作的 計算機。這樣，在控制室中，就僅需高速反射內存網絡連接將數(shù)據(jù)發(fā)送回主計算 機，從而取代長達3KM數(shù)以百計的離散布線。這個遠距離計算機接著分析、存 檔、格式化并將

5、數(shù)據(jù)顯示在測試人員的數(shù)據(jù)監(jiān)視器上。通過使用高速反射內存連 接，操作者可以觀察并在發(fā)生改變時對其做出反應，在連接時會產生輕微延遲。 通過安排控制人員和核心處理計算機至遠離易變測試的安全位置，操作員可將對 人員和設備的危險降至最低，并且不會影響到測試效果。如下圖，中電八所與實 時仿真技術網進行10KM單模光纖大批量數(shù)據(jù)傳輸測試。圖3： 10公里多模光纖圖4： 10公里單模光纖傳輸測試現(xiàn)場在實時通訊系統(tǒng)中，反射內存卡逐漸成為標配。其原理易于理解，使用方法簡單， 抗干擾能力強，實時性高，支持中斷傳輸，中斷，軟件開發(fā)代碼少，擴展能力強， 應用案例多，縮短了系統(tǒng)的研發(fā)周期，節(jié)省了人員支出，增強了系統(tǒng)健壯性，將 軟件開發(fā)人員從復雜的通訊協(xié)議中解放出來，