GEVMIC5565反射内存PMC-5565多模PCIE-5565

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反射内存网络（RFM网络）是基于环状/星状、高速复制的共享内存网络。它支持不同总线结构的多计算机系统，并且可以使用不同的操作系统来共享高速的，稳定速率的实时数据。
反射内存可广泛用于各种领域，例如实时的飞行仿真器、核电站仿真器、电讯、高速过程控制（轧钢厂和制铝厂）、高速测试和测量以及军事系统。
与那些需要为附加的软件开发时间，测试，维护，文档，以及额外的CPU要求提供开销的传统的连接方法相比，RFM产品的网络提供了性价比极为的的选择。
反射内存凭借低延迟和确定性成为许多严苛应用的解决方案。使用反射内存，节点与节点传输时间通常为1微秒。因此，对于拥有30个节点的系统，通过网络传输到所有节点的时间只需30微秒。由于IP协议费用、寻址和内存写入次数等限制，即使使用数据报广播，采用以太网等其他网络技术要达到相同的延迟也是相当困难的。

光纤反射内存网络硬件延时测试报告结论摘要
1）数据包在整个环网上的延时
网络数据从开始发送到在环网流转一周的总延时为：总延时≈600*（节点数-1）+3*光纤线长,单位：ns。
2）通过PCI总线进行板卡反射内存读写的延时
PCI总线在写时，需要准备时间为5CLK约0.125us，之后每读取4Bytes个数据需要3个CLK约0.075us。因此，PCI写入N个数据的延时可表示为：0.125us+ (N％4 + 1) *0.075us
六、应用举例：基于光纤反射内存网实现远程多试验室协同试验
随着战场环境复杂度的提高，半实物仿真实验面临更严峻的挑战。由于试验场地面积有限，各大型仿真非标设备常分布于不同楼宇的试验室内，完成仿真试验需要多楼宇、多试验室跨域联合进行。同时，面临试验资源紧的问题，需要多项试验并行进行。这对多试验室远程互连及并行试验提出了迫切的需求，而远程协同仿真技术中的数据实时交互技术是解决上述问题的关键。本文采用基于光纤HUB的实时光纤反射内存网络搭建系统硬件平台，实现多试验室协同试验仿真。
在多试验任务并举的情况下，综合考虑不同试验室联合仿真的需要，兼顾数据通讯的安全性和线缆连接的方便性，本节以三个实验室协同仿真为例，采用实时光纤反射内存、HY-FHX8型光纤HUB搭建网络，通过试验综合控制系统实现光纤网络的集中管理，设计方案如下图所示。
图1：仿真试验室光纤网络
各仿真设备通过实时光纤反射内存卡及光纤HUB级联，由试验综合控制系统进行综合管理与调度，构成图1所示的试验光纤网络。其中，试验室1、2位于同一楼宇，用普通多模光纤线连接，试验室3位于上千米的远距离楼宇，与通过多模光纤连接，如图6所示，构成连接3个试验室的三套光纤网络，分别为：光纤网A、光纤网B、光纤网C。三套光纤网络可以断开HUB间的连接，实现物理上的隔离，互不影响工作，满足远距离多试验室并行试验的要求。
试验综合控制与管理系统用于仿真试验的综合管理与调度，实现参试设备及状态的统一管理、试验过程中的大型非标设备的远程控制、试验流程的实时控制、故障的报警及处理、试验数据的实时记录与监控等功能。
该实时光纤反射内存网在功能上主要有以下几方面的优势：
实现远程互连的能力
随着仿真实验复杂度的提高，需要多楼宇多试验室间设备的远程互连，通过单模光纤及光纤HUB将远距离的试验室设备进行连接，单模光纤支持的传输距离可达20km。对于距离300m以内的试验室则可通过多模光纤进行近距离传输，达到传输效果与成本的***优。
实现并行开展多项试验的能力
面对试验任务紧急的情况，需要并行开展多项试验。试验综合控制系统可以控制各个HUB，将整个网络切分成几个相互隔离的小网络，互不影响，可同时开展试验，满足多试验室并行试验的需求。
实现故障的隔离排查能力
试验综合控制系统通过监控HUB各个端口设备连接运行状态，远程控制并旁路掉光纤网络任意节点，在进行故障排查时可以方便地将某一节点接入或移出网络，有效的提高的故障排查的效率，同时可以快速隔离故障节点。

反射内存网的原理

反射内存网 (RMN，Reflective Memory Network) 是一种高速的实时网络，它允许采用不同的

总线结构和不同的操作系统的计算机以确定的速率分享实时的数据。反射内存网不仅具有严格的传

输确定性和可预测性，而且具有高速、主机负载轻、软硬件兼容性强、易于使用、可靠的传输纠错

能力、支持中断信号传输等特点。现在有很多该类型的实时网络产品。如 Systran 公司的 SCRAMNet、

VMIC 公司的 RTNet 和早期 DEC 的 MemoryChannel 都是流行一时的反射内存网络产品。由于现有的许

多飞行仿真系统中采用的大多是 VMIC 公司的产品，所以本文主要以 VMIC 公司的反射内存板为主进

行研究讨论。

反射内存网主要是由反射内存板通过光纤等传输介质连接而成的，网上的每台计算机插入一块

反射内存板形成各个节点，而每个节点的反射内存板上的存储器中都有反射内存网上其它节点的共

享数据拷贝。反射内存板可以插在多种总线的主板上，如 VME、PCI、CompactPCI 等。每个反射内存

板都占有一段内存地址，网上任何计算机向本地反射内存板写数据时，该数据和相应内存地址被广

播到网上所有其他反射内存板并存储在相同的位置。所以计算机将数据写入其本地反射内存板后的

极短时间内，网上所有计算机都可以访问这个新数据。反射内存板使用简单的读写方式，反射内存
网上的数据传输是纯硬件操作，不需要考虑网络的通信协议，软件上只需要几行代码就可完成对反

射内存板的读、写操作，因此它与以太网等其他传统网络相比具有更低的数据传输延迟、更快的传

输速度，更简单灵活的使用操作，可以满足实时系统快速反应周期的要求，而采用其他网络就很难

满足这种要求。

反射内存网的物理拓朴结构主要有两种：一种为星型结构（如图 1）；另一种为环型结构（如图

2）。环型结构的优点为不需要光纤 Hub、光纤使用量少、节省经费；缺点是每个节点有延时，网络

中某一个节点设备故障或掉电都将影响整个网络的正常工作。星型结构的优点是需要一个的光

纤 Hub、消除了单点失效、实现了故障隔离，与环型结构相比具有更小的延时；缺点是网络中的 Hub

一旦发生故障，整个网络将会瘫痪，另外光纤使用量多，所需经费较多。
为了便于研究讨论，下面就以某新型飞机仿真模拟系统其中一个子系统的高速反射内存网的构

建为例，对反射内存网实时通信技术进行应用研究。该系统中由若干个 VMICPCI－5588、VMICVME－

5588 的反射内存板建成一个环型反射内存网，大量的数据通过反射内存网进行实时更新、传输。

VMICPCI－5588 和 VMICVME－5588 是 VMC 公司的反射内存网的主流产品，提供了 ST 的光纤接口，

光纤传输带宽为 1.2Gbaud，实际网络数据传输率为 29.5MBps，支持 256 个节点，两节点间距离

***长支持 1000 英尺（304.8 米），板上存储器大小为１MB（***多可达到 16MB）。该仿真模拟系统除了

航电系统计算机支持 VME 总线外，其他计算机都支持 PCI 总线，把反射内存板插入相应的计算机后，

可通过光纤把它们连成一个完整的整体。整个环型反射内存网的结构示意图如图 2 所示。

构建一个环型反射内存网主要是设置反射内存板和光纤连接。在反射内存板中有许多跳线可以

设置，一般只须使用缺省设置即可。需要设置的主要有以下两个：在 E１跳线中设置板卡的 ID 号，

不同节点的反射内存板要有不同的 ID 号，特别是当某节点的反射内存板出现故障需更换时，新反射

内存板上的 ID 号设置与旧反射内存板一致，否则将无法正常使用；E3 的跳线中设置是否为冗

余传输，冗余传输可以防止传输出错，传输的可靠性。VMICPCI－5588 反射内存板插入机器的

任意一个 PCI 槽即可，作为典型的 PCI 产品，系统可以自动识别，其驱动程序根据提示一步步安装
即可。VMICVME－5588 反射内存板的安装可根据说明进行安装。进行环型连接时，光纤须按收发顺

序接好。由于 VMICXXX－5588 系列不支持星型连接，所以如果需要进行星型连接的话，可采用 VMICXXX

－5565 等其它系列的反射内存网产品。当进行星型连接时，除了要设置 ID 号外，只要将光纤连接

到光纤 Hub 上即可。在进行星型连接时，还要注意一点，就是光纤Hub 的波特率与反射内存板

匹配，否则将无法进行通信。

在分布式交互仿真日益发展的今天，要求把不同用途的仿真平台集成在一起。那么两个采用不

同反射内存网拓朴结构的仿真系统如何进行集联呢？由于环型连接采用的反射内存板与星型连接的

反射内存板是不同的，所以它们之间的分布交互式连接是不能直接用光纤简单进行连接的，而是需

要一座"桥梁"在中间帮助它们进行"沟通"。这座"桥梁"的作用可通过一台计算机来实现。假设

环型连接采用的是 VMICXXX－5588 系列的反射内存板，而星型连接采用的是 VMICXXX－5565 系列的
反射内存卡-实时仿真技术网是一个半实物实时仿真系统的技术交流平台。主要涉及仿真平台搭建，反射内存卡通信，仿真协同软件，实时操作系统，故障注入方法等功能的实现。网站包括搭建一个仿真系统平台所需的硬件资料，操作系统平台，仿真软件开发环境，以评估仿真系统能达到的性能参数。
新的主流半实物实时仿真系统都是基于5565系列反射内存网。PCI-5565PIORC,PMC-5565PIORC,PCIE-5565，VME5565这一系列板卡支持多种硬件平台和多种操作系统，经过多年的验证，5565PIORC系列反射内存卡提供了更高的集成度和更高的可靠性。
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反射内存卡-实时仿真技术网（）的成立正是为了推动国内反射内存产品的研究、发展与应用。主要研究反射内存技术，高速数据传输技术，接口内存读写机制，实时操作系统中的应用。网站包括经典分布式仿真系统，过程控制，数据采集，半实物仿真和抗干扰远距离数据传输的使用案例。
在半实物实时仿真系统中，反射内存卡成为标配。其原理易于理解，使用方法简单，抗干扰能力强，实时性高，支持中断传输，中断，软件开发代码少，扩展能力强，应用案例多，缩短了系统的研发周期，节省了人员支出，增强了系统健壮性，将软件开发人员从复杂的通讯协议中解放出来，不再为大批量的数据传输担心带宽，不确定的时延而浪费时间。反射内存卡也应用于包括轨道交通、冶金，电力系统仿真等行业。