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反射内存网的原理

反射内存网 (RMN,Reflective Memory Network) 是一种高速的实时网络,它允许采用不同的

总线结构和不同的操作系统的计算机以确定的速率分享实时的数据.反射内存网不仅具有严格的传

输确定性和可预测性,而且具有高速、主机负载轻、软硬件兼容性强、易于使用、可靠的传输纠错

能力、支持中断信号传输等特点.现在有很多该类型的实时网络产品.如 Systran 公司的 SCRAMNet、

VMIC 公司的 RTNet 和早期 DEC 的 MemoryChannel 都是流行一时的反射内存网络产品.由于现有的许

多飞行仿真系统中采用的大多是 VMIC 公司的产品,所以本文主要以 VMIC 公司的反射内存板为主进

行研究讨论.

反射内存网主要是由反射内存板通过光纤等传输介质连接而成的,网上的每台计算机插入一块

反射内存板形成各个节点,而每个节点的反射内存板上的存储器中都有反射内存网上其它节点的共

享数据拷贝.反射内存板可以插在多种总线的主板上,如 VME、PCI、ComPACtPCI 等.每个反射内存

板都占有一段内存地址,网上任何计算机向本地反射内存板写数据时,该数据和相应内存地址被广

播到网上所有-反射内存板并存储在相同的位置.所以计算机将数据写入其本地反射内存板后的

极短时间内,网上所有计算机都可以访问这个新数据.反射内存板使用简单的读写方式,反射内存

网上的数据传输是纯硬件操作,不需要考虑网络的通信协议,软件上只需要几行代码就可完成对反

射内存板的读、写操作,因此它与以太网等-传统网络相比具有更低的数据传输延迟、更快的传

输速度,更简单灵活的使用操作,可以满足实时系统快速反应周期的要求,而采用-网络就很难

满足这种要求.

反射内存网的物理拓朴结构主要有两种:一种为星型结构(如图 1);另一种为环型结构(如图

2).环型结构的优点为不需要光纤 Hub、光纤使用量少、节省经费;缺点是每个节点有延时,网络

中某一个节点设备故障或掉电都将影响整个网络的正常工作.星型结构的优点是需要一个专门的光

纤 Hub、消除了单点失效、实现了故障隔离,与环型结构相比具有更小的延时;缺点是网络中的 Hub

一旦发生故障,整个网络将会瘫痪,另外光纤使用量多,所需经费较多.

为了便于研究讨论,下面就以某新型飞机仿真模拟系统其中一个子系统的高速反射内存网的构

建为例,对反射内存网实时通信技术进行应用研究.该系统中由若干个 VMICPCI-5588、VMICVME-

5588 的反射内存板建成一个环型反射内存网,大量的数据通过反射内存网进行实时更新、传输.

VMICPCI-5588 和 VMICVME-5588 是 VMC 公司的反射内存网的主流产品,提供了 ST 的光纤接口,

光纤传输带宽为 ,实际网络数据传输率为 ,支持 256 个节点,两节点间距离

***长支持 1000 英尺( 米),板上存储器大小为1MB(***多可达到 16MB).该仿真模拟系统除了

航电系统计算机支持 VME 总线外,-计算机都支持 PCI 总线,把反射内存板插入相应的计算机后,

可通过光纤把它们连成一个完整的整体.整个环型反射内存网的结构示意图如图 2 所示.

构建一个环型反射内存网主要是设置反射内存板和光纤连接.在反射内存板中有许多跳线可以

设置,一般只须使用缺省设置即可.需要设置的主要有以下两个:在 E1跳线中设置板卡的 ID 号,

不同节点的反射内存板要有不同的 ID 号,特别是当某节点的反射内存板出现故障需更换时,新反射

内存板上的 ID 号设置必须与旧反射内存板一致,否则将无-常使用;E3 的跳线中设置是否为冗

余传输,冗余传输可以防止传输出错,保证传输的可靠性.VMICPCI-5588 反射内存板插入机器的

任意一个 PCI 槽即可,作为典型的 PCI 产品,系统可以自动识别,其驱动程序根据提示一步步安装

即可.VMICVME-5588 反射内存板的安装可根据说明进行安装.进行环型连接时,光纤须按收发顺

序接好.由于 VMIC--5588 系列不支持星型连接,所以如果需要进行星型连接的话,可采用 VMIC-

-5565 等其它系列的反射内存网产品.当进行星型连接时,除了要设置 ID 号外,只要将光纤连接

到光纤 Hub 上即可.在进行星型连接时,还要注意一点,就是光纤Hub 的波特率必须与反射内存板

匹配,否则将无法进行通信.

在分布式交互仿真日益发展的今天,要求把不同用途的仿真平台集成在一起.那么两个采用不

同反射内存网拓朴结构的仿真系统如何进行集联呢?由于环型连接采用的反射内存板与星型连接的

反射内存板是不同的,所以它们之间的分布交互式连接是不能直接用光纤简单进行连接的,而是需

要一座"桥梁"在中间帮助它们进行"沟通".这座"桥梁"的作用可通过一台计算机来实现.假设

环型连接采用的是 VMIC--5588 系列的反射内存板,而星型连接采用的是 VMIC--5565 系列的

新的主流半实物实时仿真系统都是基于5565系列反射内存网.PCI-5565PIORC,PMC-5565PIORC,PCIE-5565,VME5565这一系列板卡支持多种硬件平台和多种操作系统,经过多年的验证,5565PIORC系列反射内存卡提供了更高的集成度和更高的可靠性.
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