反射內(nèi)存卡的通訊區(qū)別于其它常規(guī)的通訊方式,是一種無需軟件參與而實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的通訊方式。以PCI5565為例,PCI5565在系統(tǒng)中映射一個128M的內(nèi)存空間,應(yīng)用程序?qū)⒉杉臄?shù)據(jù)寫入板載的的內(nèi)存中,而將這個內(nèi)存中的數(shù)據(jù)共享到其它節(jié)點是由硬件來完成,硬件完成將數(shù)據(jù)以幀的方式傳遞到下一個節(jié)點,由于采用2.125G的光纖通訊這個速度是非?斓,縮短了數(shù)據(jù)同步的時間,在一些系統(tǒng)中可以認(rèn)為兩個內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是完全一樣的。在實時性更高的系統(tǒng)中而且這個時間是可以預(yù)測的,因此在一些ms級或更低仿真周期的仿真系統(tǒng)中反射內(nèi)存網(wǎng)的優(yōu)勢非常明顯。
反射內(nèi)存網(wǎng)區(qū)別于通用的通訊方式,但價格和成本一直比較高,不能像傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)那樣可以將成本做到很低,這限制了反射內(nèi)存的應(yīng)用,在一些成本敏感的系統(tǒng)中,只能是與常規(guī)網(wǎng)絡(luò)互為補充。但反射內(nèi)存的易用性降低了軟件開發(fā)的成本和周期,節(jié)省了CPU開銷,易于理解和使用,減小了系統(tǒng)的復(fù)雜度,縮短了系統(tǒng)研發(fā)周期減小了風(fēng)險,這些優(yōu)點使反射內(nèi)存卡得到更多的應(yīng)用。
目前反射內(nèi)存網(wǎng)最為廣泛的應(yīng)用是在實時仿真系統(tǒng),在這種系統(tǒng)中各個功能模塊劃分得十分清楚。負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的計算機,負(fù)責(zé)模型解算的計算機,負(fù)責(zé)圖像顯示的計算機,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸出的計算機。負(fù)責(zé)系統(tǒng)綜合控制的計算機等等,可以擴充和減少節(jié)點,進行分布外理。軟件開發(fā)也可以在不同的OS中進行。這使得多個員工合作快速開發(fā)出一個健壯的系統(tǒng)成為可能。
當(dāng)然反射內(nèi)存卡有更多的應(yīng)用領(lǐng)域,這種可由設(shè)計人員自由發(fā)揮的,靈活設(shè)計系統(tǒng)。
光纖反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)硬件延時測試報告結(jié)論摘要
1)數(shù)據(jù)包在整個環(huán)網(wǎng)上的延時
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)從開始發(fā)送到在環(huán)網(wǎng)流轉(zhuǎn)一周的總延時為:總延時≈600*(節(jié)點數(shù)-1)+3*光纖線長,單位:ns。
2)通過PCI總線進行板卡反射內(nèi)存讀寫的延時
PCI總線在寫時,需要準(zhǔn)備時間為5CLK約0.125us,之后每讀取4Bytes個數(shù)據(jù)需要3個CLK約0.075us。因此,PCI寫入N個數(shù)據(jù)的延時可表示為:0.125us + (N%4 + 1) *0.075us
六、應(yīng)用舉例:基于光纖反射內(nèi)存網(wǎng)實現(xiàn)遠程多試驗室協(xié)同試驗
隨著戰(zhàn)場環(huán)境復(fù)雜度的提高,半實物仿真實驗面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。由于試驗場地面積有限,各大型仿真非標(biāo)設(shè)備常分布于不同樓宇的試驗室內(nèi),完成仿真試驗需要多樓宇、多試驗室跨域聯(lián)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(xié)同仿真技術(shù)中的數(shù)據(jù)實時交互技術(shù)是解決上述問題的關(guān)鍵。本文采用基于光纖HUB的實時光纖反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)搭建系統(tǒng)硬件平臺,實現(xiàn)多試驗室協(xié)同試驗仿真。
在多試驗任務(wù)并舉的情況下,綜合考慮不同試驗室聯(lián)合仿真的需要,兼顧數(shù)據(jù)通訊的安全性和線纜連接的方便性,本節(jié)以三個實驗室協(xié)同仿真為例,采用實時光纖反射內(nèi)存、HY-FHX8型光纖HUB搭建網(wǎng)絡(luò),通過試驗綜合控制系統(tǒng)實現(xiàn)光纖網(wǎng)絡(luò)的集中管理,設(shè)計方案如下圖所示。
各仿真設(shè)備通過實時光纖反射內(nèi)存卡及光纖HUB級聯(lián),由試驗綜合控制系統(tǒng)進行綜合管理與調(diào)度,構(gòu)成圖1所示的試驗光纖網(wǎng)絡(luò)。其中,試驗室1、2位于同一樓宇,用普通多模光纖線連接,試驗室3位于上千米的遠距離樓宇,與通過多模光纖連接,如圖6所示,構(gòu)成連接3個試驗室的三套光纖網(wǎng)絡(luò),分別為:光纖網(wǎng)A、光纖網(wǎng)B、光纖網(wǎng)C。三套光纖網(wǎng)絡(luò)可以斷開HUB間的連接,實現(xiàn)物理上的隔離,互不影響工作,滿足遠距離多試驗室并行試驗的要求。
試驗綜合控制與管理系統(tǒng)用于仿真試驗的綜合管理與調(diào)度,實現(xiàn)參試設(shè)備及狀態(tài)的統(tǒng)一管理、試驗過程中的大型非標(biāo)設(shè)備的遠程控制、試驗流程的實時控制、故障的報警及處理、試驗數(shù)據(jù)的實時記錄與監(jiān)控等功能。
該實時光纖反射內(nèi)存網(wǎng)在功能上主要有以下幾方面的優(yōu)勢:
1) 實現(xiàn)遠程互連的能力
隨著仿真實驗復(fù)雜度的提高,需要多樓宇多試驗室間設(shè)備的遠程互連,通過單模光纖及光纖HUB將遠距離的試驗室設(shè)備進行連接,單模光纖支持的傳輸距離可達20km。對于距離300m以內(nèi)的試驗室則可通過多模光纖進行近距離傳輸,達到傳輸效果與成本的最優(yōu)。
2) 實現(xiàn)并行開展多項試驗的能力
面對試驗任務(wù)緊急的情況,需要并行開展多項試驗。試驗綜合控制系統(tǒng)可以控制各個HUB,將整個網(wǎng)絡(luò)切分成幾個相互隔離的小網(wǎng)絡(luò),互不影響,可同時開展試驗,滿足多試驗室并行試驗的需求。
3) 實現(xiàn)故障的隔離排查能力
試驗綜合控制系統(tǒng)通過監(jiān)控HUB各個端口設(shè)備連接運行狀態(tài),遠程控制并旁路掉光纖網(wǎng)絡(luò)任意節(jié)點,在進行故障排查時可以方便地將某一節(jié)點接入或移出網(wǎng)絡(luò),有效的提高的故障排查的效率,同時可以快速隔離故障節(jié)點。