光纤反射内存网关键技术

1)高实时性低开销网络通讯协议的设计与实现

目前主流公开的网络协议,如以太网所使用的TCP/IP协议虽然功能完备、运行稳定,但其传输机制和服务方式都比较复杂冗余,实时性较差,不适合于多实时性有较高要求的领域.

光纤反射内存网通讯协议要在保证高实时性和稳定性前提下,降低协议的复杂度.在保证网络基本服务和传输稳定性的前提下,尽量提高系统的传输性能、实时性及相应速度.同时要有完整的错误处理机制,在错误发生的情况下保证错误不蔓延,有良好的自愈能力.

2)边收边转的数据转发模式实现低延时数据转发

在协议控制器设计上采用RFMMA(ReflectiveMemory Multiple Access)基于反射内存的多模式存取技术,支持数据、IO、命令、中断等多种数据传输模式.

在协议实现上,即协议控制器的设计上,要采取低延时的数据转发策略,将转发延迟控制在1us以内,这个对协议控制器实现提出了很高的挑战.主要采用此一下方法:1)采用边收边转发的数据传输模式,不采用存储转发模式,减小数据在单个节点上的转发延迟,提高系统实时性.2)在协议设计时,优化设计,压缩信息头的长度,并将重要信息都放在信息头前面,以方便转发时进行快速判断.3)设计了完备的数据帧回收机制,通过节点ID、传输计数器等方式保证了废数据帧的可靠回收.同时,采用CRC校验码校验数据的正确性.

一般的网络接口设备在转发数据是都采用存储转发的方式,转发延迟过大,导致整个系统的延时加大,实时性降低.采用即时收/转(边收边转发)模式,在接收数据的同时完成处理和转发,代替常用的存储转发模式,只需4个时钟周期便可完成判断&转发,典型数据帧是(长度256Byte)转发延迟比存储转发缩短了30倍以上.实测延时小于.

3)光纤HUB的换网动态重构及数据监测技术

利用高速开关阵列及FPGA集成的高速收发器,构建一个开关阵列,通过开关阵列的切换,形成内外双环的数据传输通路,是光纤网络数据在逻辑上形成一个环形传输方式,并通过FPGA收发器实时采集数据实现网络状态的监控及故障节点的自诊断自隔离.

4)高速电路设计及仿真验证技术

光纤反射内存网络波特率,电信号的这个数据通讯速率下传输,属于高速电路设计.为保证数据可靠传输、保证系统的电磁兼容性、信号完整性,对电路板pcb设计提出了较高的要求.为保证设计质量,采用了Cadence公司的SigXplorer软件进行电路仿真,对仿真结果进行多轮迭代来改进设计.

PCI5565 PCI-5565  PMC5565 VMIC5565 反射内存 反射内存卡 GE反射内存

反射内存网络是一种特殊类型的共享内存系统,旨在使多个独立计算机共享通用数据集.反射内存网络可在每个子系统中保存整个共享内存的独立备份.每个子系统均享有充分且不受-的访问权限,还能以极高的本地内存写入速度修改本地数据集.当数据写入本地反射内存备份,高速逻辑同步将其传输至环状网络的下一个节点.每个后续节点同时将这个新数据写入本地备份,然后将其发送至环网的下一个节点.当信息回到初始节点时便会被从网络中移除,然后,根据特定硬件与节点数目,网络上的所有计算机几个微妙之内便会在同一地址拥有相同数据.本地处理器无需接入网络便能在任意时间读取这些数据.通过这种方式,每台计算机便可始终拥有共享内存集的最新本地备份.在本例的四个节点中,所有计算机只需 μs便可接收到写入反射内存中的数据.
假设线缆长度较短、数据包规格最大且无网络流量,这种延迟计算便可能成立.线缆长度与网络流量能够增加延迟,但只要网络带宽没有超限,延迟就不会出现明显增加.反射内存板(节点)包括本地内存、嵌入式接口以及可为主机与反射内存提供访问通道的仲裁逻辑.反射内存板可物理安装或连接至各种计算机总线中,包括VME, PCI/PCI-X, ComPACtPCI, PCI Express或-能够集成PMC槽的标准/专用系统.这就使得热门工作站可通过反射内存与单板计算机实现连接,无需考虑互用性.