反射內存實時網的特點

反射內存是一種通過局域網在互連的計算機間提供高效的數據傳輸的技術，強實時網絡設計人員已經越來越多地采用這種技術。反射內存實時局域網的概念十分簡單，就是設計一種網絡內存板，在分布系統中實現內存至內存的通信，并且沒有軟件開銷。每臺結點機上插一塊反射內存卡，卡上帶有雙口內存，各層軟件既可以讀也可以寫這些內存，當數據被寫入一臺機器的反射內存卡的內存中后，反射內存卡自動地通過光纖傳輸到其他連在網絡上的反射內存卡的內存里，通常，只需幾百納秒的時間延遲，所有的反射內存卡上的內存將寫入同樣的內容。而各成員在訪問數據時，只要訪問本地的反射內存卡中的內存即可。VMIC反射內存具有以下主要特點：

（1）高速度和高性能

，傳輸速度達到174M字節/秒。使用光纖，可以連接更多節點（到256個節點），具有很高的抗干擾能力。測試結果表明，從數據寫入RAM到傳到另一個結點的反射內存卡上，只有不到400納秒的時延。

（2）使用方便?

反射內存卡通過向每個節點機提供一套相同的數據備份使得各節點可以并發的訪問相同的內容在訪問反射內存卡的內存時與訪問自身的內存沒有差別。各節點間數據一致性是由反射內存卡保證，對應用軟件是透明的。安裝簡單，將反射內存卡插在主板一個可用槽口上，再將各臺主機通過光纖網或扁平數據線連在一起即可。

（3）獨立于操作系統和處理機

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

（4）確定的數據傳輸時間

在反射內存卡中，當數據被寫入本地的反射內存卡板的內存中時，就被同時傳輸到其他相連的計算機上，沒有軟件延遲，硬件延遲也非常小。光纖反射內存卡在節點間傳輸數據時只需400納秒。這種確定的時間延遲為設計實時應用提供了有效的保證。

（5）經濟、高效

反射內存卡的數據傳輸速率大，沒有以太網那樣要多層協議。其次，反射內存卡使用簡單，不需要開發額外通訊軟件，利于提高系統的可靠性，也節省了軟件的開發費用。

基于反射內存實時網的實現機制

反射內存卡是一組雙口內存板。當數據存儲到反射內存卡時，板上的高速邏輯會自動將此數據連同地址送到網上的其它反射內存卡板上，數據傳遞完全由硬件驅動，不需要CPU干預，結果網上下一結點在400納秒內就會在相同地址處有相同數據。反射內存卡可看成是由網上所有結點共享的單元內存卡，不存在訪問限制與仲裁，每個結點就像訪問本地內存一樣，實現了結點間的數據共享。

（1）數據傳輸方式

的反射內存卡可以連接256個互相獨立的節點，共享內存的量可以到128M字節，數據傳輸速度可達174M/秒、節點間距離可以到10KM。反射內存卡支持中斷，通過中斷機制可以實現節點機之間的通訊同步。

（2）使用中斷實現同步

VMIC反射內存卡支持用中斷方式通知節點接收數據，當數據被送到某節點時，可以通過中斷告訴該節點。反射內存卡提供了三個中斷，用戶可以定義這些中斷的優先級、中斷相量及具體功能。

（3）錯誤管理技術

反射內存卡有錯誤監測和報告的功能，通過對數據的奇偶校驗位的檢查，可以發現數據是否有錯。反射內存卡提供冗余傳輸模式，即每次傳輸數據時都傳兩份，當份出錯時，使用第二份。

光纖反射內存網絡硬件延時測試報告結論摘要

1）數據包在整個環網上的延時

網絡數據從開始發送到在環網流轉一周的總延時為：總延時≈600*（節點數-1）+3*光纖線長,單位：ns。

2）通過PCI總線進行板卡反射內存讀寫的延時

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

六、應用舉例：基于光纖反射內存網實現遠程多試驗室協同試驗

隨著戰場環境復雜度的提高，半實物仿真實驗面臨更嚴峻的挑戰。由于試驗場地面積有限，各大型仿真非標設備常分布于不同樓宇的試驗室內，完成仿真試驗需要多樓宇、多試驗室跨域聯合進行。同時，面臨試驗資源緊的問題，需要多項試驗并行進行。這對多試驗室遠程互連及并行試驗提出了迫切的需求，而遠程協同仿真技術中的數據實時交互技術是解決上述問題的關鍵。本文采用基于光纖HUB的實時光纖反射內存網絡搭建系統硬件平臺，實現多試驗室協同試驗仿真。

在多試驗任務并舉的情況下，綜合考慮不同試驗室聯合仿真的需要，兼顧數據通訊的安全性和線纜連接的方便性，本節以三個實驗室協同仿真為例，采用實時光纖反射內存、HY-FHX8型光纖HUB搭建網絡，通過試驗綜合控制系統實現光纖網絡的集中管理，設計方案如下圖所示