反射內(nèi)存卡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與使用

反射內(nèi)存卡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與使用

反射內(nèi)存卡基于 PCI 接口，是反射內(nèi)存實(shí)時(shí)光纖網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品系

列中的一個(gè)。兩個(gè)以上的 反射內(nèi)存卡，或反射內(nèi)存卡系列中的其

它板卡可以用標(biāo)準(zhǔn)光纖線連接組成反射內(nèi)存網(wǎng)，反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)中的每

個(gè)板卡被稱做一個(gè)“節(jié)點(diǎn)”。

反射內(nèi)存卡可以在使用在不同的體系結(jié)構(gòu)和不同的操作系統(tǒng)的

計(jì)算機(jī)，工作站，PLC 和其它嵌入式控制器中進(jìn)行實(shí)時(shí)共享數(shù)據(jù)。5565

系統(tǒng)反射內(nèi)存卡快速、靈活并且容易操作。一個(gè)數(shù)據(jù)寫到內(nèi)

（SDRAM）后該數(shù)據(jù)被傳輸?shù)剿械木W(wǎng)絡(luò)上板卡的內(nèi)存中。板載的

電路自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，所有其它節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)更新都不需要 CPU 的

參與。

經(jīng)典的 VMIPCI-5565 反射內(nèi)存卡包括一組在 PLX 芯片內(nèi)的控制

寄存器和一組 FPGA 內(nèi)的 RFM 控制寄存器。因?yàn)檫@兩組寄存器從物

理布在兩個(gè)立的器件上，通過兩個(gè)不同的內(nèi)存區(qū)域訪問。相反，

反射內(nèi)存卡的兩組寄存器在同一個(gè) FPGA 內(nèi)。兩組寄

存器可以被組合。但是為了軟件連續(xù)性和向后兼容，兩組寄存器

繼續(xù)像 VMIPCI-5565 中一樣保持分離。此外，個(gè)別內(nèi)部寄存器的位

功能，在適用的情況下，仍然是兼容的。

反射內(nèi)存卡反射內(nèi)存只包括一個(gè) DMA 通道。

射內(nèi)存網(wǎng)中的每個(gè)反射內(nèi)存節(jié)點(diǎn)（任何 5565 反射內(nèi)存卡）以

菊花鏈的形式用光纖線跳線互聯(lián)。塊卡的發(fā)送連接到二塊

卡的接收端，二塊卡的發(fā)送端連接到三塊卡的接收端，以此類推，

直到再連接到塊卡的接收端完成一個(gè)完整的環(huán)形連接。也可以將

所有節(jié)點(diǎn)連接到一個(gè)或多個(gè) ACC-5595 反射內(nèi)存 HUB，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的

接收和發(fā)送都連接，如果沒有檢測(cè)到光信號(hào)或失去同步反射內(nèi)存

卡 RFM-5565 將不會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)包（例如光纖線已損壞）。反射內(nèi)存網(wǎng)

中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)號(hào)為一，節(jié)點(diǎn)號(hào)通過板上的撥碼開關(guān) S2 進(jìn)行

設(shè)置，任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)不能有設(shè)置成同一個(gè)節(jié)點(diǎn)號(hào)，每個(gè)板卡的節(jié)點(diǎn)號(hào)

可以在通過 NODEID 進(jìn)行讀取顯示，節(jié)點(diǎn)號(hào)的順序并不重要。

主系統(tǒng)對(duì)反射內(nèi)存卡的板載 SDRAM 的寫操作后，反射內(nèi)內(nèi)卡的

硬件檢測(cè)電路將自動(dòng)發(fā)起一個(gè)整個(gè)反射內(nèi)存網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸動(dòng)作。這個(gè)

寫操作可以是一個(gè)簡單的 PIO 寫或是一個(gè) DMA 周期。

當(dāng)產(chǎn)生一個(gè)對(duì) SDRAM 的寫操作時(shí)，RFM-5565 反射內(nèi)存卡自動(dòng)

將數(shù)據(jù)和其它相關(guān)的信息寫入到發(fā)送緩沖器中（其它相關(guān)信息包括節(jié)

點(diǎn)號(hào)，數(shù)據(jù)地址等信息），在發(fā)送緩沖器中，發(fā)送電路檢測(cè)數(shù)據(jù)，并

且將數(shù)據(jù)變成一個(gè) 4 到 64 字節(jié)長度可變的數(shù)據(jù)包。通過光纖接口發(fā)

送到下一個(gè)板卡的接收端口。

接收電路檢查數(shù)據(jù)包是否有錯(cuò)誤，當(dāng)無錯(cuò)誤發(fā)生時(shí)數(shù)據(jù)被接收。

接收電路解開數(shù)據(jù)包并且將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到板載的接收緩沖器。在接收緩

沖器中，另一個(gè)電路將數(shù)據(jù)寫入到本地的 SDRAM 的和源節(jié)點(diǎn)相同的

地址中。同時(shí)，該電路將數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送到發(fā)送 FIFO 中，重復(fù)這個(gè)處

理過程直到這個(gè)數(shù)據(jù)返回到源節(jié)點(diǎn)的接收端，在源節(jié)點(diǎn)中，接收電路

檢測(cè)到數(shù)據(jù)包的 NODEID 和源節(jié)點(diǎn)的 NODEID 相同，因此將數(shù)據(jù)包

從網(wǎng)絡(luò)中移除，這樣所有的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)都被更新了。

反射內(nèi)存卡的通訊區(qū)別于其它常規(guī)的通訊方式，是一種無需軟件參與而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享的通訊方式。以PCI5565為例，PCI5565在系統(tǒng)中映射一個(gè)128M的內(nèi)存空間，應(yīng)用程序?qū)⒉杉臄?shù)據(jù)寫入板載的的內(nèi)存中，而將這個(gè)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)共享到其它節(jié)點(diǎn)是由硬件來完成，硬件完成將數(shù)據(jù)以幀的方式傳遞到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，由于采用2.125G的光纖通訊這個(gè)速度是非常快的，縮短了數(shù)據(jù)同步的時(shí)間，在一些系統(tǒng)中可以認(rèn)為兩個(gè)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)是完全一樣的。在實(shí)時(shí)性更高的系統(tǒng)中而且這個(gè)時(shí)間是可以預(yù)測(cè)的，因此在一些ms級(jí)或更低仿-真周期的仿-真系統(tǒng)中反射內(nèi)存網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)非常明顯。

反射內(nèi)存網(wǎng)區(qū)別于通用的通訊方式，但價(jià)格和成本一直比較高，不能像傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)那樣可以將成本做到很低，這限制了反射內(nèi)存的應(yīng)用，在一些成本敏感的系統(tǒng)中，只能是與常規(guī)網(wǎng)絡(luò)互為補(bǔ)充。但反射內(nèi)存的易用性降低了軟件開發(fā)的成本和周期，節(jié)省了CPU開銷，易于理解和使用，減小了系統(tǒng)的復(fù)雜度，縮短了系統(tǒng)研發(fā)周期減小了風(fēng)險(xiǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使反射內(nèi)存卡得到更多的應(yīng)用。

目前反射內(nèi)存網(wǎng)為廣泛的應(yīng)用是在實(shí)時(shí)仿-真系統(tǒng)，在這種系統(tǒng)中各個(gè)功能模塊劃分得十分清楚。負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)模型解算的計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)圖像顯示的計(jì)算機(jī)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸出的計(jì)算機(jī)。負(fù)責(zé)系統(tǒng)綜合控制的計(jì)算機(jī)等等，可以擴(kuò)充和減少節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行分布外理。軟件開發(fā)也可以在不同的OS中進(jìn)行。這使得多個(gè)員工合作快速開發(fā)出一個(gè)健壯的系統(tǒng)成為可能。

當(dāng)然反射內(nèi)存卡有更多的應(yīng)用領(lǐng)域，這種可由設(shè)計(jì)人員自由發(fā)揮的，靈活設(shè)計(jì)系統(tǒng)

審核編輯 黃宇