反射內(nèi)存的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

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經(jīng)濟(jì)性與可用的建設(shè)時(shí)間系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員越來越需要在更短時(shí)間內(nèi)構(gòu)造出更強(qiáng)大、更復(fù)雜的系統(tǒng)。在這種情況下，硬件成本與軟件和集成硬件/軟件的成本相比微不足道，這點(diǎn)在單機(jī)系統(tǒng)與微系統(tǒng)中表現(xiàn)得更加明顯。在時(shí)間與系統(tǒng)正常運(yùn)行的低單位投資成為市場(chǎng)上的關(guān)鍵因素時(shí)，使用反射內(nèi)存便會(huì)帶來極大的利益。在這些要求苛刻的系統(tǒng)中，反射內(nèi)存簡(jiǎn)單的讀/寫通信方式大大提高了產(chǎn)品上市時(shí)間，同時(shí)提高了網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)通過量。超過標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)反射內(nèi)存提供多個(gè)超過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的特性：比如全局化內(nèi)存、高速數(shù)據(jù)傳輸以及軟件透明度，這些特性使反射內(nèi)存成為具吸引力的多機(jī)通訊解決方案。與傳統(tǒng)通訊方式的附加開發(fā)時(shí)間、測(cè)試、維護(hù)、文檔編制和附加CPU要求所產(chǎn)生的成本相比，反射內(nèi)存方案更加經(jīng)濟(jì)。發(fā)展過程和國(guó)產(chǎn)化上世紀(jì)90年代由VMIC公司設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了反射內(nèi)存，由于當(dāng)時(shí)集成電路的限制，設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，由數(shù)個(gè)FPGA和FIFO芯片，現(xiàn)在經(jīng)過多年的發(fā)展已提高了集成度，并且可靠性也提高了。國(guó)內(nèi)也有數(shù)家公司生產(chǎn)反射內(nèi)存相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。主要涉及反射內(nèi)存產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，案例分析。經(jīng)過多年的發(fā)展，反射內(nèi)存會(huì)得到越來越多的應(yīng)用。

反射內(nèi)存卡連接方式

反射內(nèi)存卡連接方式分為單向環(huán)形連接和星形連接兩種，單向環(huán)形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有先天的“無沖突”、“全負(fù)載”、自然排序和嚴(yán)格確定傳輸延遲功能。這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，所有的節(jié)點(diǎn)無論以何種方式，同時(shí)以的速率突發(fā)或持續(xù)傳送，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)都可以借助物理結(jié)構(gòu)自然的實(shí)現(xiàn)無沖突的排序和傳播，不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性能和傳輸性能構(gòu)成任何不利影響。網(wǎng)絡(luò)一旦構(gòu)成，任意兩點(diǎn)間的傳輸延遲都是嚴(yán)格確定的。不僅如此，發(fā)送方還能利用環(huán)形回路，實(shí)時(shí)可靠的計(jì)算傳輸延遲和接收確認(rèn)，具有極高的容錯(cuò)性和可靠性。但是單向環(huán)形連接方法存在一個(gè)弊病，就是傳輸時(shí)所有的板卡必須加電才可以連通工作。解決此弊病的方法是采用星形連接，通過反射內(nèi)存hub來旁路損壞或者掉電的板卡，構(gòu)成更穩(wěn)定的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)。

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反射內(nèi)存簡(jiǎn)介

豪恩科技——專業(yè)反射內(nèi)存卡供應(yīng)商，我們?yōu)槟鷰硪韵滦畔ⅰ?

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(gè)獨(dú)立計(jì)算機(jī)共享通用數(shù)據(jù)集。反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)可在每個(gè)子系統(tǒng)中保存整個(gè)共享內(nèi)存的獨(dú)立備份。每個(gè)子系統(tǒng)均享有充分且不受限制的訪問權(quán)限，還能以極高的本地內(nèi)存寫入速度修改本地?cái)?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(gè)節(jié)點(diǎn)，如圖所示。每個(gè)后續(xù)節(jié)點(diǎn)同時(shí)將這個(gè)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(gè)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)信息回到初始節(jié)點(diǎn)時(shí)便會(huì)被從網(wǎng)絡(luò)中移除，然后，根據(jù)特定硬件與節(jié)點(diǎn)數(shù)目，網(wǎng)絡(luò)上的所有計(jì)算機(jī)幾個(gè)微秒之內(nèi)便會(huì)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(shí)間讀取這些數(shù)據(jù)。通過這種方式，每臺(tái)計(jì)算機(jī)便可始終擁有共享內(nèi)存集的很新本地備份。在本例的四個(gè)節(jié)點(diǎn)中，所有計(jì)算機(jī)只需2.1μs便可接收到寫入反射內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。

假設(shè)線纜長(zhǎng)度較短、數(shù)據(jù)包規(guī)格較大且無網(wǎng)絡(luò)流量，這種延遲計(jì)算便可能成立。線纜長(zhǎng)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(huì)出現(xiàn)明顯增加。反射內(nèi)存板（節(jié)點(diǎn)）包括本地內(nèi)存、嵌入式接口以及可為主機(jī)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(jì)算機(jī)總線中，包括VME,PCI/PCI-X,CompactPCI,PCIExpress或其他能夠集成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(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)連接，無需考慮互用性。

基于反射內(nèi)存實(shí)時(shí)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制

反射內(nèi)存卡是一組雙口內(nèi)存板。當(dāng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到反射內(nèi)存卡時(shí)，板上的高速邏輯會(huì)自動(dòng)將此數(shù)據(jù)連同地址送到網(wǎng)上的其它反射內(nèi)存卡板上，數(shù)據(jù)傳遞完全由硬件驅(qū)動(dòng)，不需要CPU干預(yù)，結(jié)果網(wǎng)上下一節(jié)點(diǎn)在400納秒內(nèi)就會(huì)在相同地址處有相同數(shù)據(jù)。反射內(nèi)存卡可看成是由網(wǎng)上所有節(jié)點(diǎn)共享的單元內(nèi)存卡，不存在訪問限制與仲裁，每個(gè)節(jié)點(diǎn)就像訪問本地內(nèi)存一樣，實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)共享。

（1）數(shù)據(jù)傳輸方式

的反射內(nèi)存卡大可以連接256個(gè)互相獨(dú)立的節(jié)點(diǎn)，共享內(nèi)存的大量可以到128M字節(jié)，數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)174M/秒、節(jié)點(diǎn)間距離可以到10KM。反射內(nèi)存卡支持中斷，通過中斷機(jī)制可以實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)機(jī)之間的通訊同步。

（2）使用中斷實(shí)現(xiàn)同步

VMIC反射內(nèi)存卡支持用中斷方式通知節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)被送到某節(jié)點(diǎn)時(shí)，可以通過中斷告訴該節(jié)點(diǎn)。反射內(nèi)存卡提供了三個(gè)中斷，用戶可以定義這些中斷的優(yōu)先級(jí)、中斷相量及具體功能。

（3）錯(cuò)誤管理技術(shù)

反射內(nèi)存卡有錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)和報(bào)告的功能，通過對(duì)數(shù)據(jù)的奇偶校驗(yàn)位的檢查，可以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)是否有錯(cuò)。反射內(nèi)存卡提供冗余傳輸模式，即每次傳輸數(shù)據(jù)時(shí)都傳兩份，當(dāng)份出錯(cuò)時(shí)，使用第二份。