1、反射内存卡原理与应用,-彭学节,产品简介“spider”网络内存是用于需要较高实时性要求应用领域的实时网络通讯技术，采用创新设计的总线公共存储策略，它除了具有严格的传输确定性和可预测性外，还具有速度高、通信协议简单、宿主机负载轻、软硬件平台适应性强、可靠的传输纠错能力、支持中断信号的传输等特点。在PCI、PMC、CPCI及VME平台间数据可自由进行交换，支持单模和多模，其中单模可支持传输距离达10KM，多模最远传输距离为300M。可采用节省成本的环形拓扑结构和高可靠的星形拓扑结构。,“spider”网络内存的概念,计算机A,计算机B,计算机C,计算机D,128M全局共享 spider网络内存,
2、计算机 n,“spider”网络内存网的原理,“spider”网络内存网主要是由网络内存卡通过光纤连接而成的，网络上的每台计算机插入一块。网络内存卡形成各个节点，而每个节点的网络内存卡上的存储器中都有网络内存网上其它节点的共享数据拷贝。网络内存卡可以插在多种总线的主板上，如VME、PCI、CompactPCI、PMC接口等。每个网络内存卡都占有一段内存地址，网上任何计算机向本地网络内存卡写数据时，该数据和相应内存地址被广播到网上所有其他网络内存卡并存储在相同的位置。所以计算机将数据写入其本地网络内存卡后的，极短时间内，网上所有计算机都可以访问这个新数据。网络内存卡使用简单的读写方式，网络内存网
3、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网络内存卡的读、写操作，因此它与以太网等其他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，而采用其他网络就很难满足这种要求。,以单口“spider”网络内存卡为例，首先它是一个PCI设备，提供给用户128MB的读写空间。当一节点有写入操作时，自动通过光纤链路将数据同步到所有节点。这一系列传输写入操作由硬件完成。两个节点间更新的延时为100ns级。延时： Sdram时钟：66MHZ FIFO时钟：106MHZ,内存管理,采集计算机,仿真计算机,图形工作
4、站,主控计算机,Node 2,Node 1,Node 3,Node n,Node 4,每个计算机都有一个128MB的内存卡，每个节点都能够 读/写全部的128MB的网络内存空间,软件内存分配可以 限制确定节点访问内存空间的指定区域。 当一个节点向网络中写入一个数据块时，数据将跟随中 断命令发向指定的节点，那些收到中断的节点可以读取接 收的数据并发一个响应中断返回到发送节点。(p2p),网络内存网拓朴结构：一种为星型结构；另一种为环型结构（如下图 ）。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
5、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。,环形拓扑,星形拓扑,余度系统中，使用双口“spider”网络内存。双环结构。任一节点失效不影响其它节点正常通讯。,环形拓扑与双环拓扑比较,应用领域,模拟仿真领域应用：在飞行器（导弹、飞机等）、传感器（雷达、红外、微波等）以及自动控制部件（飞控、惯导等）的分布式仿真实验中，用于系统节点间数据的高带宽、高速、实时的互连。,在飞行仿真系统中，为了尽量缩短整套系统的响应延时，避免网络通信的不可预测性，提高飞行仿真系统的逼真度，现在有许多
6、飞行仿真系统中都采用了先进的实时网络技术。由实时网络技术构建起来的实时系统是一种能够在确定的时间内执行计算或处理功能并对外部的异步事件做出响应的计算机系统。实时网络最重要的特点就是其通信的确定性和可预测性，就是说实时网络中各节点间数据传输的时间是确定的，即可预测的。网络内存网就是一种高速.实时、确定性的实时网络，可以较好地解决飞行仿真实时系统中数 据传输的实时性问题，提高网络数据的传输速率及纠错能力。目前在我国某研究所自行研制的某新型战机的飞行仿真模拟系统中已经得到应用。,工业控制领域应用：1.用于自动生产线的控制单元间的底层链路，确保周期数据的高速、实时的采集和传输 2.高速过程控制（轧钢厂
7、和制铝厂） 3.高速测试和测量,航空航天领域应用：用于机载设备间的航电总线系统，具有数据传输吞吐量大、命令传输实时、错误自动纠正、双冗余高可靠性等特点。也可用于机载设备内的多冗余内总线，如：飞控计算机，余度任务计算机等。,轨道交通领域应用：用于高速列车调度数据和行驶监控数据的高速、实时传输。也用于高速列车内控制设备间的总线系统。,性能指标：,技术特点： 独立于操作系统和处理机 ；不需要开发额外通讯软件，利于提高系统的可靠性； 传输速率优势明显； 网络传输延迟小，适合于多节点大量数据的实时传输； 节点数可达256个； 完全国内自主研发，自主产权，如果所建立的系统需要扩展，能够得到有效的保证； 系
8、统集成简单，系统扩展空间大。,优点总结： 高速的、基于nGbaud的网络； 简单易用； 可扩充性强，可无缝升级到多余度模式； 与操作系统和处理器无关； 彻底省去软件开发开销和周期； 可以实现实时连接的稳定的数据传输； 可以与通用的计算机和总线连接； 比标准通信和技术更为优越； 极短的数据传输延迟； 较低的管理费用和较高的抗干扰能力； 节点间距离可达10公里（单模）300米（多模）,开发支持,提供VXWORKS ，IRIX ，SOLARIS , LINUX， WINDOWS 2000, XP AND SERVER 2003等系统驱动程序 根据客户实际需求设计解决方案 为客户提供工程实例参考 为客户定制软硬件 参与客户项目的全流程，如：开发、测试、实验和分析 丰富的API 库 所有的驱动使用相同的API接口 命令行解释器 示例代码 可靠性测试代码,谢谢!技术支持： 联系电话：15801458851,
