VMIC反射内存实时网络

反射内存实时网的特点

反射内存是一种通过局域网在互连的计算机间提供高效的数据传输的技术，强实时网络设计人员已经越来越多地采用这种技术。
反射内存实时局域网的概念十分简单，就是设计一种网络内存板，在分布系统中实现内存至内存的通信，并且没有软件开销。
每台结点机上插一块反射内存卡，卡上带有双口内存，各层软件既可以读也可以写这些内存，当数据被写入一台机器的反射内存卡的内存中后，反射内存卡自动地通过光纤传输到其他连在网络上的反射内存卡的内存里，通常，只需几百纳秒的时间延迟，所有的反射内存卡上的内存将写入同样的内容。
而各成员在访问数据时，只要访问本地的反射内存卡中的内存即可。
VMIC反射内存具有以下主要特点：

（1）高速度和高性能

，传输速度达到174M字节/秒。
使用光纤，可以连接更多节点（到256个节点），具有很高的抗干扰能力。
测试结果表明，从数据写入RAM到传到另一个结点的反射内存卡上，只有不到400纳秒的时延。

（2）使用方便?

反射内存卡通过向每个节点机提供一套相同的数据备份使得各节点可以并发的访问相同的内容在访问反射内存卡的内存时与访问自身的内存没有差别。
各节点间数据一致性是由反射内存卡保证，对应用软件是透明的。
安装简单，将反射内存卡插在主板一个可用槽口上，再将各台主机通过光纤网或扁平数据线连在一起即可。

（3）独立于操作系统和处理机

反射内存卡可以VME、PCI、PMC、Compact?PCI、Multibus?I等多种总线上使用，可以将ALPHA、Power?PC、Macintosh、奔腾等计算机通过反射内存卡实时网络连接在一起，组成一个集群系统。

（4）确定的数据传输时间

在反射内存卡中，当数据被写入本地的反射内存卡板的内存中时，就被同时传输到其他相连的计算机上，没有软件延迟，硬件延迟也非常小。
光纤反射内存卡在节点间传输数据时只需400纳秒。
这种确定的时间延迟为设计实时应用提供了有效的保证。

（5）经济、高效

反射内存卡的数据传输速率大，没有以太网那样要多层协议。
其次，反射内存卡使用简单，不需要开发额外通讯软件，利于提高系统的可靠性，也节省了软件的开发费用。

基于反射内存实时网的实现机制

反射内存卡是一组双口内存板。
当数据存储到反射内存卡时，板上的高速逻辑会自动将此数据连同地址送到网上的其它反射内存卡板上，数据传递完全由硬件驱动，不需要CPU干预，结果网上下一结点在400纳秒内就会在相同地址处有相同数据。
反射内存卡可看成是由网上所有结点共享的单元内存卡，不存在访问限制与仲裁，每个结点就像访问本地内存一样，实现了结点间的数据共享。

（1）数据传输方式

的反射内存卡可以连接256个互相独立的节点，共享内存的量可以到128M字节，数据传输速度可达174M/秒、节点间距离可以到10KM。
反射内存卡支持中断，通过中断机制可以实现节点机之间的通讯同步。

（2）使用中断实现同步

VMIC反射内存卡支持用中断方式通知节点接收数据，当数据被送到某节点时，可以通过中断告诉该节点。
反射内存卡提供了三个中断，用户可以定义这些中断的优先级、中断相量及具体功能。

（3）错误管理技术

反射内存卡有错误监测和报告的功能，通过对数据的奇偶校验位的检查，可以发现数据是否有错。
反射内存卡提供冗余传输模式，即每次传输数据时都传两份，当份出错时，使用第二份。

光纤反射内存网络硬件延时测试报告结论摘要

1）数据包在整个环网上的延时

网络数据从开始发送到在环网流转一周的总延时为：总延时≈600*（节点数-1）+3*光纤线长,单位：ns。

2）通过PCI总线进行板卡反射内存读写的延时

PCI总线在写时，需要准备时间为5CLK约0.125us，之后每读取4Bytes个数据需要3个CLK约0.075us。
因此，PCI写入N个数据的延时可表示为：0.125us+?(N％4?+?1)?*0.075us

六、应用举例：基于光纤反射内存网实现远程多试验室协同试验

随着战场环境复杂度的提高，半实物仿真实验面临更严峻的挑战。
由于试验场地面积有限，各大型仿真非标设备常分布于不同楼宇的试验室内，完成仿真试验需要多楼宇、多试验室跨域联合进行。
同时，面临试验资源紧的问题，需要多项试验并行进行。
这对多试验室远程互连及并行试验提出了迫切的需求，而远程协同仿真技术中的数据实时交互技术是解决上述问题的关键。
本文采用基于光纤HUB的实时光纤反射内存网络搭建系统硬件平台，实现多试验室协同试验仿真。

在多试验任务并举的情况下，综合考虑不同试验室联合仿真的需要，兼顾数据通讯的安全性和线缆连接的方便性，本节以三个实验室协同仿真为例，采用实时光纤反射内存、HY-FHX8型光纤HUB搭建网络，通过试验综合控制系统实现光纤网络的集中管理，设计方案如下图所示