光纖反射內(nèi)存網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1)高實(shí)時(shí)性低開銷網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的設(shè)計(jì)與實(shí)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(yùn)行穩(wěn)定,但其傳輸機(jī)制和服務(wù)方式都比較復(fù)雜冗余,實(shí)時(shí)性較差,不適合于多實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)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(shí)時(shí)性及相應(yīng)速度.同時(shí)要有完整的錯(cuò)誤處理機(jī)制,在錯(cuò)誤發(fā)生的情況下保證錯(cuò)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(shí)現(xiàn)低延時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

在協(xié)議控制器設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)上,即協(xié)議控制器的設(shè)計(jì)上,要采取低延時(shí)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(gè)對協(xié)議控制器實(shí)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(gè)節(jié)點(diǎn)上的轉(zhuǎn)發(fā)延遲,提高系統(tǒng)實(shí)時(shí)性.2)在協(xié)議設(shè)計(jì)時(shí),優(yōu)化設(shè)計(jì),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(shí)進(jìn)行快速判斷.3)設(shè)計(jì)了完備的數(shù)據(jù)幀回收機(jī)制,通過節(jié)點(diǎn)ID,、傳輸計(jì)數(shù)器等方式保證了廢數(shù)據(jù)幀的可靠回收.同時(shí),采用CRC校驗(yàn)碼校驗(yàn)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(gè)系統(tǒng)的延時(shí)加大,實(shí)時(shí)性降低.采用即時(shí)收/轉(zhuǎn)(邊收邊轉(zhuǎn)發(fā))模式,在接收數(shù)據(jù)的同時(shí)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(gè)時(shí)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(shí)測延時(shí)小于.

3)光纖HUB的換網(wǎng)動(dòng)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(gè)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(gè)環(huán)形傳輸方式,并通過FPGA收發(fā)器實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控及故障節(jié)點(diǎn)的自診斷自隔離.

4)高速電路設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證技術(shù)

光纖反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)波特率,電信號的這個(gè)數(shù)據(jù)通訊速率下傳輸,屬于高速電路設(shè)計(jì).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(jì)提出了較高的要求.為保證設(shè)計(jì)質(zhì)量,采用了Cadence公司的SigXplorer軟件進(jìn)行電路仿真,對仿真結(jié)果進(jìn)行多輪迭代來改進(jìn)設(shè)計(jì).