光纖反射內(nèi)存網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1)高實時性低開銷網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)

目前主流公開的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,如以太網(wǎng)所使用的TCP/IP協(xié)議雖然功能完備,、運行穩(wěn)定,但其傳輸機制和服務(wù)方式都比較復(fù)雜冗余,實時性較差,不適合于多實時性有較高要求的領(lǐng)域.

光纖反射內(nèi)存網(wǎng)通訊協(xié)議要在保證高實時性和穩(wěn)定性前提下,降低協(xié)議的復(fù)雜度.在保證網(wǎng)絡(luò)基本服務(wù)和傳輸穩(wěn)定性的前提下,盡量提高系統(tǒng)的傳輸性能、實時性及相應(yīng)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.

2)邊收邊轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式實現(xiàn)低延時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

在協(xié)議控制器設(shè)計上采用RFMMA(ReflectiveMemory Multiple Access)基于反射內(nèi)存的多模式存取技術(shù),支持?jǐn)?shù)據(jù),、IO,、命令、中斷等多種數(shù)據(jù)傳輸模式.

在協(xié)議實現(xiàn)上,即協(xié)議控制器的設(shè)計上,要采取低延時的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略,將轉(zhuǎn)發(fā)延遲控制在1us以內(nèi),這個對協(xié)議控制器實現(xiàn)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(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸模式,不采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式,減小數(shù)據(jù)在單個節(jié)點上的轉(zhuǎn)發(fā)延遲,提高系統(tǒng)實時性.2)在協(xié)議設(shè)計時,優(yōu)化設(shè)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(zhuǎn)發(fā)時進行快速判斷.3)設(shè)計了完備的數(shù)據(jù)幀回收機制,通過節(jié)點ID,、傳輸計數(shù)器等方式保證了廢數(shù)據(jù)幀的可靠回收.同時,采用CRC校驗碼校驗數(shù)據(jù)的正確性.

一般的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)是都采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式,轉(zhuǎn)發(fā)延遲過大,導(dǎo)致整個系統(tǒng)的延時加大,實時性降低.采用即時收/轉(zhuǎn)(邊收邊轉(zhuǎn)發(fā))模式,在接收數(shù)據(jù)的同時完成處理和轉(zhuǎn)發(fā),代替常用的存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式,只需4個時鐘周期便可完成判斷&轉(zhuǎn)發(fā),典型數(shù)據(jù)幀是(長度256Byte)轉(zhuǎn)發(fā)延遲比存儲轉(zhuǎn)發(fā)縮短了30倍以上.實測延時小于.

3)光纖HUB的換網(wǎng)動態(tài)重構(gòu)及數(shù)據(jù)監(jiān)測技術(shù)

利用高速開關(guān)陣列及FPGA集成的高速收發(fā)器,構(gòu)建一個開關(guān)陣列,通過開關(guān)陣列的切換,形成內(nèi)外雙環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸通路,是光纖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控及故障節(jié)點的自診斷自隔離.

4)高速電路設(shè)計及仿真驗證技術(shù)

光纖反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)波特率,電信號的這個數(shù)據(jù)通訊速率下傳輸,屬于高速電路設(shè)計.為保證數(shù)據(jù)可靠傳輸,、保證系統(tǒng)的電磁兼容性、信號完整性,對電路板pcb設(shè)計提出了較高的要求.為保證設(shè)計質(zhì)量,采用了Cadence公司的SigXplorer軟件進行電路仿真,對仿真結(jié)果進行多輪迭代來改進設(shè)計.

PCI5565 PCI-5565  PMC5565 VMIC5565 反射內(nèi)存 反射內(nèi)存卡 GE反射內(nèi)存

反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)是一種特殊類型的共享內(nèi)存系統(tǒng),旨在使多個獨立計算機共享通用數(shù)據(jù)集.反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)可在每個子系統(tǒng)中保存整個共享內(nèi)存的獨立備份.每個子系統(tǒng)均享有充分且不受-的訪問權(quán)限,還能以極高的本地內(nèi)存寫入速度修改本地數(shù)據(jù)集.當(dāng)數(shù)據(jù)寫入本地反射內(nèi)存?zhèn)浞?高速邏輯同步將其傳輸至環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的下一個節(jié)點.每個后續(xù)節(jié)點同時將這個新數(shù)據(jù)寫入本地備份,然后將其發(fā)送至環(huán)網(wǎng)的下一個節(jié)點.當(dāng)信息回到初始節(jié)點時便會被從網(wǎng)絡(luò)中移除,然后,根據(jù)特定硬件與節(jié)點數(shù)目,網(wǎng)絡(luò)上的所有計算機幾個微妙之內(nèi)便會在同一地址擁有相同數(shù)據(jù).本地處理器無需接入網(wǎng)絡(luò)便能在任意時間讀取這些數(shù)據(jù).通過這種方式,每臺計算機便可始終擁有共享內(nèi)存集的最新本地備份.在本例的四個節(jié)點中,所有計算機只需 μs便可接收到寫入反射內(nèi)存中的數(shù)據(jù).
假設(shè)線纜長度較短,、數(shù)據(jù)包規(guī)格最大且無網(wǎng)絡(luò)流量,這種延遲計算便可能成立.線纜長度與網(wǎng)絡(luò)流量能夠增加延遲,但只要網(wǎng)絡(luò)帶寬沒有超限,延遲就不會出現(xiàn)明顯增加.反射內(nèi)存板(節(jié)點)包括本地內(nèi)存,、嵌入式接口以及可為主機與反射內(nèi)存提供訪問通道的仲裁邏輯.反射內(nèi)存板可物理安裝或連接至各種計算機總線中,包括VME, PCI/PCI-X, ComPACtPCI, PCI Express或-能夠集成PMC槽的標(biāo)準(zhǔn)/專用系統(tǒng).這就使得熱門工作站可通過反射內(nèi)存與單板計算機實現(xiàn)連接,無需考慮互用性.