反射內(nèi)存網(wǎng)的原理

反射內(nèi)存網(wǎng)(RMN，ReflectiveMemoryNetwork)是一種高速的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，它允許采用不同的

總線結(jié)構(gòu)和不同的操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)以確定的速率分享實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。反射內(nèi)存網(wǎng)不僅具有嚴(yán)格的傳

輸確定性和可預(yù)測性，而且具有高速、主機(jī)負(fù)載輕、軟硬件兼容性強(qiáng)、易于使用、可靠的傳輸糾錯(cuò)

能力、支持中斷信號傳輸?shù)忍攸c(diǎn)?，F(xiàn)在有很多該類型的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。如Systran公司的SCRAMNet、

VMIC公司的RTNet和早期DEC的MemoryChannel都是流行一時(shí)的反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。由于現(xiàn)有的許

多飛行仿真系統(tǒng)中采用的大多是VMIC公司的產(chǎn)品，所以本文主要以VMIC公司的反射內(nèi)存板為主進(jìn)

行研究討論。

反射內(nèi)存網(wǎng)主要是由反射內(nèi)存板通過光纖等傳輸介質(zhì)連接而成的，網(wǎng)上的每臺計(jì)算機(jī)插入一塊

反射內(nèi)存板形成各個(gè)節(jié)點(diǎn)，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)的反射內(nèi)存板上的存儲(chǔ)器中都有反射內(nèi)存網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn)的共

享數(shù)據(jù)拷貝。反射內(nèi)存板可以插在多種總線的主板上，如VME、PCI、CompactPCI等。每個(gè)反射內(nèi)存

板都占有一段內(nèi)存地址，網(wǎng)上任何計(jì)算機(jī)向本地反射內(nèi)存板寫數(shù)據(jù)時(shí)，該數(shù)據(jù)和相應(yīng)內(nèi)存地址被廣

播到網(wǎng)上所有其他反射內(nèi)存板并存儲(chǔ)在相同的位置。所以計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)寫入其本地反射內(nèi)存板后的

極短時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)上所有計(jì)算機(jī)都可以訪問這個(gè)新數(shù)據(jù)。反射內(nèi)存板使用簡單的讀寫方式，反射內(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(luò)的通信協(xié)議，軟件上只需要幾行代碼就可完成對反

射內(nèi)存板的讀、寫操作，因此它與以太網(wǎng)等其他傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(shí)時(shí)系統(tǒng)快速反應(yīng)周期的要求，而采用其他網(wǎng)絡(luò)就很難

滿足這種要求。

反射內(nèi)存網(wǎng)的物理拓樸結(jié)構(gòu)主要有兩種：一種為星型結(jié)構(gòu)（如圖1）；另一種為環(huán)型結(jié)構(gòu)（如圖

2）。環(huán)型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為不需要光纖Hub、光纖使用量少、節(jié)省經(jīng)費(fèi)；缺點(diǎn)是每個(gè)節(jié)點(diǎn)有，網(wǎng)絡(luò)

中某一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備故障或掉電都將影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常工作。星型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是需要一個(gè)專門的光

纖Hub、消除了單點(diǎn)失效、實(shí)現(xiàn)了故障隔離，與環(huán)型結(jié)構(gòu)相比具有更小的；缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中的Hub

一旦發(fā)生故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)癱瘓，另外光纖使用量多，所需經(jīng)費(fèi)較多。

為了便于研究討論，下面就以某新型飛機(jī)仿真模擬系統(tǒng)其中一個(gè)子系統(tǒng)的高速反射內(nèi)存網(wǎng)的構(gòu)

建為例，對反射內(nèi)存網(wǎng)實(shí)時(shí)通信技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究。該系統(tǒng)中由若干個(gè)VMICPCI－5588、VMICVME－

5588的反射內(nèi)存板建成一個(gè)環(huán)型反射內(nèi)存網(wǎng)，大量的數(shù)據(jù)通過反射內(nèi)存網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新、傳輸。

VMICPCI－5588和VMICVME－5588是VMC公司的反射內(nèi)存網(wǎng)的主流產(chǎn)品，提供了ST的光纖接口，

光纖傳輸帶寬為1.2Gbaud，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸率為29.5MBps，支持256個(gè)節(jié)點(diǎn)，兩節(jié)點(diǎn)間距離

***長支持1000英尺（304.8米），板上存儲(chǔ)器大小為１MB（***多可達(dá)到16MB）。該仿真模擬系統(tǒng)除了

航電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)支持VME總線外，其他計(jì)算機(jī)都支持PCI總線，把反射內(nèi)存板插入相應(yīng)的計(jì)算機(jī)后，

可通過光纖把它們連成一個(gè)完整的整體。整個(gè)環(huán)型反射內(nèi)存網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

構(gòu)建一個(gè)環(huán)型反射內(nèi)存網(wǎng)主要是設(shè)置反射內(nèi)存板和光纖連接。在反射內(nèi)存板中有許多跳線可以

設(shè)置，一般只須使用缺省設(shè)置即可。需要設(shè)置的主要有以下兩個(gè)：在E１跳線中設(shè)置板卡的ID號，

不同節(jié)點(diǎn)的反射內(nèi)存板要有不同的ID號，特別是當(dāng)某節(jié)點(diǎn)的反射內(nèi)存板出現(xiàn)故障需更換時(shí)，新反射

內(nèi)存板上的ID號設(shè)置必須與舊反射內(nèi)存板一致，否則將無法正常使用；E3的跳線中設(shè)置是否為冗

余傳輸，冗余傳輸可以防止傳輸出錯(cuò)，保證傳輸?shù)目煽啃?。VMICPCI－5588反射內(nèi)存板插入機(jī)器的

任意一個(gè)PCI槽即可，作為典型的PCI產(chǎn)品，系統(tǒng)可以自動(dòng)識別，其驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)提示一步步安裝

即可。VMICVME－5588反射內(nèi)存板的安裝可根據(jù)說明進(jìn)行安裝。進(jìn)行環(huán)型連接時(shí)，光纖須按收發(fā)順

序接好。由于VMICXXX－5588系列不支持星型連接，所以如果需要進(jìn)行星型連接的話，可采用VMICXXX

－5565等其它系列的反射內(nèi)存網(wǎng)產(chǎn)品。當(dāng)進(jìn)行星型連接時(shí)，除了要設(shè)置ID號外，只要將光纖連接

到光纖Hub上即可。在進(jìn)行星型連接時(shí)，還要注意一點(diǎn)，就是光纖Hub的波特率必須與反射內(nèi)存板

匹配，否則將無法進(jìn)行通信。

在分布式交互仿真日益發(fā)展的今天，要求把不同用途的仿真平臺集成在一起。那么兩個(gè)采用不

同反射內(nèi)存網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)的仿真系統(tǒng)如何進(jìn)行集聯(lián)呢？由于環(huán)型連接采用的反射內(nèi)存板與星型連接的

反射內(nèi)存板是不同的，所以它們之間的分布交互式連接是不能直接用光纖簡單進(jìn)行連接的，而是需

要一座"橋梁"在中間幫助它們進(jìn)行"溝通"。這座"橋梁"的作用可通過一臺計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。假設(shè)

環(huán)型連接采用的是VMICXXX－5588系列的反射內(nèi)存板，而星型連接采用的是VMICXXX－5565系列的

新的主流半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)都是基于5565系列反射內(nèi)存網(wǎng)。PCI-5565PIORC,PMC-5565PIORC,PCIE-5565，VME5565這一系列板卡支持多種硬件平臺和多種操作系統(tǒng)，經(jīng)過多年的驗(yàn)證，5565PIORC系列反射內(nèi)存卡提供了更高的集成度和更高的可靠性。

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反射內(nèi)存卡-實(shí)時(shí)仿真技術(shù)網(wǎng)（/）的成立正是為了推動(dòng)國內(nèi)反射內(nèi)存產(chǎn)品的研究、發(fā)展與應(yīng)用。主要研究反射內(nèi)存技術(shù)，高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，接口內(nèi)存讀寫機(jī)制，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的應(yīng)用。網(wǎng)站包括經(jīng)典分布式仿真系統(tǒng)，過程控制，數(shù)據(jù)采集，半實(shí)物仿真和抗干擾遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖褂冒咐?/p>