反射內(nèi)存網(wǎng)絡內(nèi)存原理與應用.pdf

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1、創(chuàng)造領域新顛峰——“spider”網(wǎng)絡內(nèi)存產(chǎn)品簡介“spider”網(wǎng)絡內(nèi)存是用于需要較高實時性要求應用領域的實時網(wǎng)絡通訊技術，采用創(chuàng)新設計的總線公共存儲策略，它除了具有嚴格的傳輸確定性和可預測性外，還具有速度高、通信協(xié)議簡單、宿主機負載輕、軟硬件平臺適應性強、可靠的傳輸糾錯能力、支持中斷信號的傳輸?shù)忍攸c。在PCI、PMC、CPCI及VME平臺間數(shù)據(jù)可自由進行交換，支持單模和多模，其中單?？芍С謧鬏斁嚯x達10KM，多模最遠傳輸距離為300M?？刹捎霉?jié)省成本的環(huán)形拓撲結構和高可靠的星形拓撲結構?！皊pider”網(wǎng)絡內(nèi)存的概念計算機A計算機C128M全局共享spider網(wǎng)絡

2、內(nèi)存計算機B計算機D計算機n“spider”網(wǎng)絡內(nèi)存網(wǎng)的原理“spider”網(wǎng)絡內(nèi)存網(wǎng)主要是由網(wǎng)絡內(nèi)存卡通過光纖連接而成的，網(wǎng)絡上的每臺計算機插入一塊。網(wǎng)絡內(nèi)存卡形成各個節(jié)點，而每個節(jié)點的網(wǎng)絡內(nèi)存卡上的存儲器中都有網(wǎng)絡內(nèi)存網(wǎng)上其它節(jié)點的共享數(shù)據(jù)拷貝。網(wǎng)絡內(nèi)存卡可以插在多種總線的主板上，如VME、PCI、CompactPCI、PMC接口等。每個網(wǎng)絡內(nèi)存卡都占有一段內(nèi)存地址，網(wǎng)上任何計算機向本地網(wǎng)絡內(nèi)存卡寫數(shù)據(jù)時，該數(shù)據(jù)和相應內(nèi)存地址被廣播到網(wǎng)上所有其他網(wǎng)絡內(nèi)存卡并存儲在相同的位置。所以計算機將數(shù)據(jù)寫入其本地網(wǎng)絡內(nèi)存卡后的，極短時間內(nèi)，網(wǎng)上所有計算機都可以訪問這個新數(shù)據(jù)。

3、網(wǎng)絡內(nèi)存卡使用簡單的讀寫方式，網(wǎng)絡內(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)絡的通信協(xié)議，軟件上只需要幾行代碼就可完成對網(wǎng)絡內(nèi)存卡的讀、寫操作，因此它與以太網(wǎng)等其他傳統(tǒng)網(wǎng)絡相比具有更低的數(shù)據(jù)傳輸延遲、更快的傳輸速度，更簡單靈活的使用操作，可以滿足實時系統(tǒng)快速反應周期的要求，而采用其他網(wǎng)絡就很難滿足這種要求。以單口“spider”網(wǎng)絡內(nèi)存卡為例，首先它是一個PCI設備，提供給用戶128MB的讀寫空間。當一節(jié)點有寫入操作時，自動通過光纖鏈路將數(shù)據(jù)同步到所有節(jié)點。這一系列傳輸寫入操作由硬件完成。兩個節(jié)點間更新的延時為100ns級。延時：Sdram時鐘：66MHZFIFO時

4、鐘：106MHZNode1采集計算機仿真計算機Node2Node3Node4圖形工作站?主控計算機Noden?每個計算機都有一個128MB的內(nèi)存卡，每個節(jié)點都能夠讀/寫全部的128MB的網(wǎng)絡內(nèi)存空間,軟件內(nèi)存分配可以限制確定節(jié)點訪問內(nèi)存空間的指定區(qū)域。?當一個節(jié)點向網(wǎng)絡中寫入一個數(shù)據(jù)塊時，數(shù)據(jù)將跟隨中斷命令發(fā)向指定的節(jié)點，那些收到中斷的節(jié)點可以讀取接收的數(shù)據(jù)并發(fā)一個響應中斷返回到發(fā)送節(jié)點。(p2p)網(wǎng)絡內(nèi)存網(wǎng)拓樸結構：一種為星型結構；另一種為環(huán)型結構（如下圖）。環(huán)型結構的優(yōu)點為不需要光纖Hub、光纖使用量少、節(jié)省經(jīng)費；缺點是每個節(jié)點有延時，網(wǎng)絡中某一個節(jié)點設備故障或掉

5、電都將影響整個網(wǎng)絡的正常工作。星型結構的優(yōu)點是需要一個專門的光纖Hub、消除了單點失效、實現(xiàn)了故障隔離，與環(huán)型結構相比具有更小的延時；缺點是網(wǎng)絡中的Hub一旦發(fā)生故障，整個網(wǎng)絡將會癱瘓，另外光纖使用量多。環(huán)形拓撲星形拓撲環(huán)形拓撲與雙環(huán)拓撲比較余度系統(tǒng)中，使用雙口“spider”網(wǎng)絡內(nèi)存。雙環(huán)結構。任一節(jié)點失效不影響其它節(jié)點正常通訊。PCI“spider”網(wǎng)絡內(nèi)存雙口“spider”網(wǎng)絡內(nèi)存應用領域l模擬仿真領域應用：在飛行器（導彈、飛機等）、傳感器（雷達、紅外、微波等）以及自動控制部件（飛控、慣導等）的分布式仿真實驗中，用于系統(tǒng)節(jié)點間數(shù)據(jù)的高帶寬、高速、實時的互連。在

6、飛行仿真系統(tǒng)中，為了盡量縮短整套系統(tǒng)的響應延時，避免網(wǎng)絡通信的不可預測性，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)中都采用了先進的實時網(wǎng)絡技術。由實時網(wǎng)絡技術構建起來的實時系統(tǒng)是一種能夠在確定的時間內(nèi)執(zhí)行計算或處理功能并對外部的異步事件做出響應的計算機系統(tǒng)。實時網(wǎng)絡最重要的特點就是其通信的確定性和可預測性，就是說實時網(wǎng)絡中各節(jié)點間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間是確定的，即可預測的。網(wǎng)絡內(nèi)存網(wǎng)就是一種高速.實時、確定性的實時網(wǎng)絡，可以較好地解決飛行仿真實時系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性問題，提高網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸速率及糾錯能力。目前在我國某研究所自行研制的某新型戰(zhàn)機的飛行仿真模擬系統(tǒng)中已經(jīng)

7、得到應用。l工業(yè)控制領域應用：1.用于自動生產(chǎn)線的控制單元間的底層鏈路，確保周期數(shù)據(jù)的高速、實時的采集和傳輸2.高速過程控制（軋鋼廠和制鋁廠）3.高速測試和測量l航空航天領域應用：用于機載設備間的航電總線系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)傳輸吞吐量大、命令傳輸實時、錯誤自動糾正、雙冗余高可靠性等特點。也可用于機載設備內(nèi)的多冗余內(nèi)總線，如：飛控計算機，余度任務計算機等。l軌道交通領域應用：用于高速列車調(diào)度數(shù)據(jù)和行駛監(jiān)控數(shù)據(jù)的高速、實時傳輸。也用于高速列車內(nèi)控制設備間的總線系統(tǒng)。性能指標：傳輸速率10Gbaud、2.5Gbaud、2.12Gbaud拓撲結構環(huán)型或星型節(jié)點數(shù)2