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光纖反射內存網關鍵技術

高實時性低開銷網絡通訊協議的設計與實現

目前主流公開的網絡協議，如以太網所使用的TCP/IP協議雖然功能完備、運行穩(wěn)定，但其傳輸機制和服務方式都比較復雜冗余，實時性較差，不適合于多實時性有較高要求的領域。

光纖反射內存網通訊協議要在保證高實時性和穩(wěn)定性前提下，降低協議的復雜度。在保證網絡基本服務和傳輸穩(wěn)定性的前提下，盡量提高系統的傳輸性能、實時性及相應速度。同時要有完整的錯誤處理機制，在錯誤發(fā)生的情況下保證錯誤不蔓延，有良好的自愈能力。

邊收邊轉的數據轉發(fā)模式實現低延時數據轉發(fā)

在協議控制器設計上采用RFMMA(Reflective Memory Multiple Access)基于反射內存的多模式存取技術，支持數據、IO、命令、中斷等多種數據傳輸模式。

在協議實現上，即協議控制器的設計上，要采取低延時的數據轉發(fā)策略，將轉發(fā)延遲控制在1us以內，這個對協議控制器實現提出了很高的挑戰(zhàn)。主要采用此一下方法：1）采用邊收邊轉發(fā)的數據傳輸模式，不采用存儲轉發(fā)模式，減小數據在單個節(jié)點上的轉發(fā)延遲，提高系統實時性。2）在協議設計時，優(yōu)化設計，壓縮信息頭的長度，并將重要信息都放在信息頭前面，以方便轉發(fā)時進行快速判斷。3）設計了完備的數據幀回收機制，通過節(jié)點ID、傳輸計數器等方式保證了廢數據幀的可靠回收。同時，采用CRC校驗碼校驗數據的正確性。

一般的網絡接口設備在轉發(fā)數據是都采用存儲轉發(fā)的方式，轉發(fā)延遲過大，導致整個系統的延時加大，實時性降低。采用即時收/轉（邊收邊轉發(fā)）模式，在接收數據的同時完成處理和轉發(fā)，代替常用的存儲轉發(fā)模式，只需4個時鐘周期便可完成判斷&轉發(fā)，典型數據幀是（長度256Byte）轉發(fā)延遲比存儲轉發(fā)縮短了30倍以上。實測延時小于0.6us。

光纖HUB的換網動態(tài)重構及數據監(jiān)測技術

利用高速開關陣列及FPGA集成的高速收發(fā)器，構建一個開關陣列，通過開關陣列的切換，形成內外雙環(huán)的數據傳輸通路，是光纖網絡數據在邏輯上形成一個環(huán)形傳輸方式，并通過FPGA收發(fā)器實時采集數據實現網絡狀態(tài)的監(jiān)控及故障節(jié)點的自診斷自隔離。

高速電路設計及仿真驗證技術

光纖反射內存網絡波特率2.5Gbps，電信號的這個數據通訊速率下傳輸，屬于高速電路設計。為保證數據可靠傳輸、保證系統的電磁兼容性、信號完整性，對電路板PCB設計提出了較高的要求。為保證設計質量，采用了Cadence公司的SigXplorer軟件進行電路仿真，對仿真結果進行多輪迭代來改進設計。

18 PCI5565 PCI-5565 PMC5565 VMIC5565 反射內存 反射內存卡 GE反射內存
反射內存可用于所有使用以太網、光纖通道或其他串行網絡將計算機或可編程邏輯控制器連接在一起的應用場合，但并非適用于所有應用場合。反射內存與以實時交互作用為首要關注因素的系統關系最為緊密。在需要低延遲與高度通信的系統中，雖然反射內存板價格高于性能較低的硬件，但卻能在性能方面，通過極高的易用性帶來豐厚回報。
沒有任何高性能局域網能像反射內存這樣易于安裝和操作。理想的網絡應該允許所有計算機同時訪問彼此的內存。反射內存通過在幾微妙內賦予網絡上每臺計算機其他計算機內存有效副本的方式接近了這個構想，最多可連接多達256臺計算機。由于內存的全局屬性，可能會有多臺計算機同時進行訪問。所有CPU寫入該公共內存空間的訪問都將被復制到網絡中的其他節(jié)點上。反射內存透明地監(jiān)測、復制這個數據，這樣應用便能在無軟件開銷懲罰的情況下共享該數據。操作系統與獨立處理器現在，反射內存硬件可用于VME、PCI/PCI-X、PMC、PCI Express和其他各種格式。