反射內(nèi)存網(wǎng)的原理 
 
反射內(nèi)存網(wǎng)  (RMN，Reflective  Memory  Network) 是一種高速的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，它允許采用不同的 
 
總線結(jié)構(gòu)和不同的操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)以確定的速率分享實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。反射內(nèi)存網(wǎng)不僅具有嚴(yán)格的傳 
 
輸確定性和可預(yù)測(cè)性，而且具有高速、主機(jī)負(fù)載輕、軟硬件兼容性強(qiáng)、易于使用、可靠的傳輸糾錯(cuò) 
能力、支持中斷信號(hào)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。現(xiàn)在有很多該類(lèi)型的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。如 Systran 公司的 SCRAMNet、 
VMIC 公司的 RTNet 和早期 DEC 的 MemoryChannel 都是流行一時(shí)的反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。由于現(xiàn)有的許 
多飛行仿真系統(tǒng)中采用的大多是 VMIC 公司的產(chǎn)品，所以本文主要以 VMIC 公司的反射內(nèi)存板為主進(jìn) 
行研究討論。 
反射內(nèi)存網(wǎng)主要是由反射內(nèi)存板通過(guò)光纖等傳輸介質(zhì)連接而成的，網(wǎng)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)插入一塊 
反射內(nèi)存板形成各個(gè)節(jié)點(diǎn)，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)的反射內(nèi)存板上的存儲(chǔ)器中都有反射內(nèi)存網(wǎng)上其它節(jié)點(diǎn)的共 
享數(shù)據(jù)拷貝。反射內(nèi)存板可以插在多種總線的主板上，如 VME、PCI、CompactPCI 等。每個(gè)反射內(nèi)存 
板都占有一段內(nèi)存地址，網(wǎng)上任何計(jì)算機(jī)向本地反射內(nèi)存板寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，該數(shù)據(jù)和相應(yīng)內(nèi)存地址被廣 
播到網(wǎng)上所有其他反射內(nèi)存板并存儲(chǔ)在相同的位置。所以計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入其本地反射內(nèi)存板后的 
極短時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)上所有計(jì)算機(jī)都可以訪問(wèn)這個(gè)新數(shù)據(jù)。反射內(nèi)存板使用簡(jiǎn)單的讀寫(xiě)方式，反射內(nèi)存 
網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸是純硬件操作，不需要考慮網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議，軟件上只需要幾行代碼就可完成對(duì)反
射內(nèi)存板的讀、寫(xiě)操作，因此它與以太網(wǎng)等其他傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相比具有更低的數(shù)據(jù)傳輸延遲、更快的傳
輸速度，更簡(jiǎn)單靈活的使用操作，可以滿足實(shí)時(shí)系統(tǒng)快速反應(yīng)周期的要求，而采用其他網(wǎng)絡(luò)就很難
滿足這種要求。
反射內(nèi)存網(wǎng)的物理拓樸結(jié)構(gòu)主要有兩種：一種為星型結(jié)構(gòu)（如圖 1）；另一種為環(huán)型結(jié)構(gòu)（如圖
2）。環(huán)型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)為不需要光纖  Hub、光纖使用量少、節(jié)省經(jīng)費(fèi)；缺點(diǎn)是每個(gè)節(jié)點(diǎn)有延時(shí)，網(wǎng)絡(luò)
中某一個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備故障或掉電都將影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常工作。星型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是需要一個(gè)專門(mén)的光
纖 Hub、消除了單點(diǎn)失效、實(shí)現(xiàn)了故障隔離，與環(huán)型結(jié)構(gòu)相比具有更小的延時(shí)；缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)中的 Hub 
一旦發(fā)生故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)癱瘓，另外光纖使用量多，所需經(jīng)費(fèi)較多。
為了便于研究討論，下面就以某新型飛機(jī)仿真模擬系統(tǒng)其中一個(gè)子系統(tǒng)的高速反射內(nèi)存網(wǎng)的構(gòu)
建為例，對(duì)反射內(nèi)存網(wǎng)實(shí)時(shí)通信技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究。該系統(tǒng)中由若干個(gè) VMICPCI－5588、VMICVME－
5588 的反射內(nèi)存板建成一個(gè)環(huán)型反射內(nèi)存網(wǎng)，大量的數(shù)據(jù)通過(guò)反射內(nèi)存網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)更新、傳輸。
VMICPCI－5588 和 VMICVME－5588 是 VMC 公司的反射內(nèi)存網(wǎng)的主流產(chǎn)品，提供了 ST 的光纖接口，
光纖傳輸帶寬為 1.2Gbaud，實(shí)際網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸率為 29.5MBps，支持 256 個(gè)節(jié)點(diǎn)，兩節(jié)點(diǎn)間距離
***長(zhǎng)支持 1000 英尺（304.8 米），板上存儲(chǔ)器大小為１MB（***多可達(dá)到 16MB）。該仿真模擬系統(tǒng)除了
航電系統(tǒng)計(jì)算機(jī)支持 VME 總線外，其他計(jì)算機(jī)都支持 PCI 總線，把反射內(nèi)存板插入相應(yīng)的計(jì)算機(jī)后，
可通過(guò)光纖把它們連成一個(gè)完整的整體。整個(gè)環(huán)型反射內(nèi)存網(wǎng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2 所示。
構(gòu)建一個(gè)環(huán)型反射內(nèi)存網(wǎng)主要是設(shè)置反射內(nèi)存板和光纖連接。在反射內(nèi)存板中有許多跳線可以
設(shè)置，一般只須使用缺省設(shè)置即可。需要設(shè)置的主要有以下兩個(gè)：在 E１跳線中設(shè)置板卡的 ID 號(hào)，
不同節(jié)點(diǎn)的反射內(nèi)存板要有不同的 ID 號(hào)，特別是當(dāng)某節(jié)點(diǎn)的反射內(nèi)存板出現(xiàn)故障需更換時(shí)，新反射
內(nèi)存板上的  ID 號(hào)設(shè)置必須與舊反射內(nèi)存板一致，否則將無(wú)法正常使用；E3  的跳線中設(shè)置是否為冗
余傳輸，冗余傳輸可以防止傳輸出錯(cuò)，保證傳輸?shù)目煽啃浴MICPCI－5588  反射內(nèi)存板插入機(jī)器的
任意一個(gè) PCI 槽即可，作為典型的 PCI 產(chǎn)品，系統(tǒng)可以自動(dòng)識(shí)別，其驅(qū)動(dòng)程序根據(jù)提示一步步安裝
即可。VMICVME－5588  反射內(nèi)存板的安裝可根據(jù)說(shuō)明進(jìn)行安裝。進(jìn)行環(huán)型連接時(shí)，光纖須按收發(fā)順
序接好。由于 VMICXXX－5588 系列不支持星型連接，所以如果需要進(jìn)行星型連接的話，可采用 VMICXXX 
－5565  等其它系列的反射內(nèi)存網(wǎng)產(chǎn)品。當(dāng)進(jìn)行星型連接時(shí)，除了要設(shè)置  ID 號(hào)外，只要將光纖連接
 
到光纖 Hub 上即可。在進(jìn)行星型連接時(shí)，還要注意一點(diǎn)，就是光纖Hub 的波特率必須與反射內(nèi)存板
 
匹配，否則將無(wú)法進(jìn)行通信。
 
在分布式交互仿真日益發(fā)展的今天，要求把不同用途的仿真平臺(tái)集成在一起。那么兩個(gè)采用不
 
同反射內(nèi)存網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)的仿真系統(tǒng)如何進(jìn)行集聯(lián)呢？由于環(huán)型連接采用的反射內(nèi)存板與星型連接的
 
反射內(nèi)存板是不同的，所以它們之間的分布交互式連接是不能直接用光纖簡(jiǎn)單進(jìn)行連接的，而是需
 
要一座"橋梁"在中間幫助它們進(jìn)行"溝通"。這座"橋梁"的作用可通過(guò)一臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。假設(shè)
環(huán)型連接采用的是 VMICXXX－5588 系列的反射內(nèi)存板，而星型連接采用的是 VMICXXX－5565 系列的
        新的主流半實(shí)物實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)都是基于5565系列反射內(nèi)存網(wǎng)。PCI-5565PIORC,PMC-5565PIORC,PCIE-5565，VME5565這一系列板卡支持多種硬件平臺(tái)和多種操作系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)多年的驗(yàn)證，5565PIORC系列反射內(nèi)存卡提供了更高的集成度和更高的可靠性。
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        反射內(nèi)存卡-實(shí)時(shí)仿真技術(shù)網(wǎng)（http://www.vmic5565.com/）的成立正是為了推動(dòng)國(guó)內(nèi)反射內(nèi)存產(chǎn)品的研究、發(fā)展與應(yīng)用。主要研究反射內(nèi)存技術(shù)，高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，接口內(nèi)存讀寫(xiě)機(jī)制，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中的應(yīng)用。網(wǎng)站包括經(jīng)典分布式仿真系統(tǒng)，過(guò)程控制，數(shù)據(jù)采集，半實(shí)物仿真和抗干擾遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖褂冒咐?br />