如何构建实时网络平台

gecwst@126.com

创新巅峰的“spider” 网络内存如何保证半实物仿真系统节点间的高速实时互连 , 并降低通信延迟 ?如何实现多余度系统从电源到控制器，尤其接口的全面冗余？全新的“spider”网络内存皆能做到。独家创新设计的总线公共存储策略，多达1Ｇ内存;性能优异的2.5Ｇ光纤链路 ；极低的200ns延迟 ；尤其可靠的冗余IP核。各项先进科技，将总线控制提升到一全新高度。
$ R. d/ T  C3 o6 n$ K5 T“spider”网络内存是用于需要较高实时性要求应用领域的专用网络通讯技术 ，采用创新设计的总线公共存储策略 ，它除了具有严格的传输确定性和可预测性外，还具有速度高 、通信协议简单 、宿主机负载轻、软硬件平台适应性强 、可靠的传输纠错能力、支持中断信号的传输等特点，尤其是可靠的冗余IP核设计。
一
, ^' K! `# o( T, B0 O  n网络内存作用和应用领域
网络内存的网络（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。
反射内存网就是一种高速、实时、确定性的实时网络，可以较好地解决飞行仿真实时系统中数据传输的实时性问题，提高网络数据的传输速率及纠错能力，目前在我国某研究所自行研制的某新型战机的
4 p+ o" S3 X# a+ {. g7 A  F! Q飞行仿真模拟系统中已经得到应用。
反射内存的优点：
■ 高速的、基于2.12G波特率的网络，最大传输速率可达174Mbyte/s；
) Q) X4 z# c& b) H. M6 M■ 简单易用；
■ 与操作系统和处理器无关；
■ 彻底省去软件开发开销和周期；
8 E6 k7 o) M: q3 L/ d8 U. ~■ 可以实现实时连接的稳定的数据传输；
1 }9 b. B* ?4 k: p1 A■ 可以与通用的计算机和总线连接；
■ 比标准通信和技术更为优越；
/ c, b5 T$ A7 m4 S■ 极短的数据传输延迟；
■ 简单的软件，较低的管理费用和较高的抗干扰能力；
1 E2 I0 \/ s* @+ F, G■ 节点间距离可达10公里（单模）/300米（多模）。
网络内存实时网的特点：
5 F& I3 d) K  D3 U9 B“spider”网络内存是一种通过局域网在互连的计算机间提供高效的数据传输的技术，强实时网络设计人员已经越来越多地采用这种技术。网络内存实时局域网的概念十分简单，就是设计一种网络内存板， 在分布系统中实现内存至内存的通信，并且没有软件开销。每台结点机上插一块反射内存卡，卡上带有双口内存，各层软件既可以读也可以写这些内存，当数据被写入一台机器的反射内存卡的内存中后，网络卡自动地通过光纤传输到其他连在网络上的反射内存卡的内存里，通常，只需几百纳秒的时间延迟，所有的反射内存卡上的内存将写入同样的内容。而各成员在访问数据时，只要访问本地的反射内存卡中的内存即可。反射内存具有以下主要特点：
（1）高速度和高性能
! G& q# w- c* h. D" _“spider”网络内存系列，传输速度达到174M字节/秒。使用光纤，可以连接更多节点（最大到256个节点），具有很高的抗干扰能力。测试结果表明，从数据写入RAM到传到另一个结点的反射内存卡上，只有不到400纳秒的时延。
（2）使用方便
: v- T3 B0 A' o网络内存卡通过向每个节点机提供一套相同的数据备份使得各节点可以并发的访问相同的内容在访问反射内存卡的内存时与访问自身的内存没有差别。各节点间数据一致性是由反射内存卡保证，对应用软件是透明的。安装简单，将反射内存卡插在主板一个可用槽口上，再将各台主机通过光纤网或扁平数据线连在一起即可。
6 ?3 J9 P" q2 n0 h! U0 M" g（3）独立于操作系统和处理机
1 [+ J2 a7 d8 u网络内存卡可以VME、PCI、PMC、Compact PCI、Multibus I等多种总线上使用，可以将ALPHA、Power PC、Macintosh、奔腾等计算机通过反射内存卡实时网络连接在一起，组成一个集群系统。
（4）确定的数据传输时间
在网络内存卡中，当数据被写入本地的网络内存卡板的内存中时，就被同时传输到其他相连的计算机上，没有软件延迟，硬件延迟也非常小。网络内存卡在节点间传输数据时只需400纳秒。这种确定的时间延迟为设计实时应用提供了有效的保证。
7 x  m0 d" S( r- ]% Q6 y) @* D5 P4 S（5）经济、高效
) B  S8 O& [9 T( `  b8 C5 W& O4 O网络内存卡的数据传输速率大，没有以太网那样要多层协议。其次，反射内存卡使用简单，不需要开发额外通讯软件，利于提高系统的可靠性，也节省了软件的开发费用
对比网络内存网与以太网，网络内存网更具有的优势：
网络内存网与以太网的区别首先在数据通信的实现上，以太网采用软件的方法实现 OSI 模型中各相邻层间的数据通信，整个过程要占用机器的 CPU 时间，且数据包一般较大，因此以太网的通信方式有利于提高效率和带宽，但不利于量小而突发性强的实时数据传输；而网络内存网采用硬件方法实现数据通信，通信完全不占用 CPU 时间，且数据包非常小，有利于突发性的数据传输，可以满足实时应用。网络内存网的确定性和可预测性以及支持中断信号传输是反射内存网络与以太网相比的主要优点。以太网的 CSMA/CD（载波监听多路访问／冲突检测）的传输机制决定了其很难保证传输延迟的确定性。中断信号是实时系统中非常重要的功能，可用于系统中的同步和事件响应。另外网络内存网和以太网相比具有更为可靠完善的硬件错误诊断和处理机制。
% @1 D  M/ ^5 H/ H. t# t网络内存的应用领域：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。

renxiaping

谢谢楼主，最近正在研究这个方面的课题