一、光纖網(wǎng)簡(jiǎn)介
在半實(shí)物仿真系統(tǒng)等實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，要求系統(tǒng)各部分之間的數(shù)據(jù)傳輸具有很高的實(shí)時(shí)性，而傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如以太網(wǎng)、FDDI等在實(shí)時(shí)應(yīng)用中存在以下缺點(diǎn)：（1）數(shù)據(jù)傳輸速率不高；（2）數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)性差，傳輸延遲較大且延遲具有不可預(yù)測(cè)性；（3）網(wǎng)絡(luò)通信需要借助多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來(lái)完成，通訊效率較低。
實(shí)時(shí)光纖反射內(nèi)存網(wǎng)（Reflective memory network簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)時(shí)光纖網(wǎng)）是一種基于高速光纖網(wǎng)絡(luò)共享存儲(chǔ)技術(shù)的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相比，它除了具有嚴(yán)格的傳輸確定性和可預(yù)測(cè)性外，還具有數(shù)據(jù)傳輸速度高、通信協(xié)議簡(jiǎn)單、宿主機(jī)負(fù)載輕、軟硬件平臺(tái)適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。
實(shí)時(shí)光纖反射內(nèi)存網(wǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)時(shí)光纖網(wǎng)）由插在計(jì)算機(jī)內(nèi)的光纖接口板通過(guò)光纖線(xiàn)連接在一起，形成一個(gè)環(huán)網(wǎng)（如圖1），每個(gè)節(jié)點(diǎn)的光纖接口板的板載存儲(chǔ)器都有其他節(jié)點(diǎn)的共享數(shù)據(jù)拷貝，在邏輯?*乃薪詰愎蠶磽豢櫬媧⑵鰨菀壞閾慈耄嗟閫備攏ü庵址絞絞迪至聳蕕母咚俅溆牘蠶懟?
二、實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)需求
為提升計(jì)算能力，人們自然地想到研發(fā)性能更強(qiáng)的計(jì)算機(jī)，如天河系列等超級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，但超級(jí)計(jì)算機(jī)研制周期長(zhǎng)、成本大、應(yīng)用**域受限。為此，提出了集群系統(tǒng)概念，計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將PC機(jī)或工作站連接起來(lái)組成高性能計(jì)算系統(tǒng)。集群系統(tǒng)將一個(gè)任務(wù)并行在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上執(zhí)行，組成一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)。
在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中，系統(tǒng)**終結(jié)果的正確性不僅依賴(lài)于每一步計(jì)算得到的邏輯結(jié)果，而且依賴(lài)于得到結(jié)果的時(shí)刻，任務(wù)的完成時(shí)間是實(shí)時(shí)系統(tǒng)的決定性特征。根據(jù)實(shí)時(shí)性能的要求程度，實(shí)時(shí)系統(tǒng)可認(rèn)為兩類(lèi)，即軟實(shí)時(shí)和硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)。對(duì)于軟實(shí)時(shí)系統(tǒng)，要求事件相應(yīng)是實(shí)時(shí)的，但并不是嚴(yán)格強(qiáng)制的。但是，對(duì)于硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)來(lái)講，每個(gè)任務(wù)都有一個(gè)處理截止事件，任務(wù)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，否則會(huì)影響全局任務(wù)的完成，給系統(tǒng)帶來(lái)不希望的破壞或者造成不可恢復(fù)的災(zāi)難性后果。目前許多實(shí)時(shí)系統(tǒng)都采用硬實(shí)時(shí)系統(tǒng)，因?yàn)榫哂懈鼜?qiáng)的實(shí)時(shí)性能。實(shí)時(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用需要實(shí)時(shí)互聯(lián)，構(gòu)建實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)，完成數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的實(shí)時(shí)傳輸。
實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)必須具備高速、可靠、可預(yù)測(cè)三個(gè)特點(diǎn)，**重要的是通信的可預(yù)測(cè)性，可預(yù)測(cè)性是指實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間是確定的。隨著實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用**域的不斷擴(kuò)展，目前已不僅僅局限于計(jì)算機(jī)集群系統(tǒng)的互聯(lián)，而是廣泛地應(yīng)用在各種具有實(shí)時(shí)需求的互聯(lián)系統(tǒng)中，如半實(shí)物仿真、高速數(shù)據(jù)獲取等。
實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過(guò)程中，出現(xiàn)過(guò)兩種設(shè)計(jì)思路：基于單一總線(xiàn)的多CPU共享全局內(nèi)存和基于網(wǎng)絡(luò)的分布式內(nèi)存：
相比基于單一總線(xiàn)的多CPU共享全局內(nèi)存系統(tǒng)，在基于網(wǎng)絡(luò)的分布式內(nèi)存體系中每個(gè)節(jié)點(diǎn)只訪(fǎng)?*約旱謀鏡嗇詿媯淮嬖諛詿嬲加諧逋唬捎謖庵址絞僥芄槐苊獯罅康淖芟咧儼每刂剖奔潿晌凳蓖緄鬧饕杓品絞健?
實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)要保證高速、可靠、可預(yù)測(cè)這三大指標(biāo)，但千兆以太網(wǎng)、光纖通道（Fiber
Channel，F(xiàn)C）協(xié)議等，在可預(yù)測(cè)性上很差，****是因?yàn)橥ㄟ^(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)和軟件網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的工作模式增加了額外的不確定開(kāi)銷(xiāo)，其次是同樣存在共享沖突和碰撞的問(wèn)題（如千兆以太網(wǎng)GBE中采用CSMA/CD載波監(jiān)聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測(cè)機(jī)制、FC協(xié)議采用令**環(huán)仲裁等）進(jìn)一步增加了傳輸時(shí)間的不確定性。光纖反射內(nèi)存網(wǎng)很好的解決了上述問(wèn)題。
反射內(nèi)存網(wǎng)是基于網(wǎng)絡(luò)的分布式內(nèi)存硬實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的一種設(shè)計(jì)思想，特點(diǎn)：1）反射內(nèi)存網(wǎng)硬件實(shí)現(xiàn)分布式RAM之間數(shù)據(jù)的傳輸、共享，整個(gè)過(guò)程具有很低的實(shí)現(xiàn)延遲；2）反射內(nèi)存網(wǎng)依靠硬件實(shí)現(xiàn)、不需要復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議控制，能夠在相同的傳輸帶寬下達(dá)到更高的有效速率；3）反射內(nèi)存網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)的各種處理是通過(guò)硬件電路實(shí)現(xiàn)，在固定的時(shí)鐘頻率下周期工作，沒(méi)有不確定的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)，確保數(shù)據(jù)處理的可預(yù)測(cè)性。
三、光纖反射內(nèi)存網(wǎng)與以太網(wǎng)比較
1）實(shí)時(shí)性
反射內(nèi)存（RFM）是基于環(huán)狀/星狀的，高速?gòu)?fù)制的共享內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)。它支持不同總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且可以使用不同操作系統(tǒng)來(lái)共享高速的、穩(wěn)定速率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)
基于反射內(nèi)存構(gòu)建的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)是一種強(qiáng)實(shí)時(shí)高帶寬局域網(wǎng)技術(shù)，在互連的計(jì)算機(jī)間提供高效的數(shù)據(jù)傳輸。反射內(nèi)存網(wǎng)在所有互連的節(jié)點(diǎn)中虛擬出一段全局共享的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存，在分布系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)內(nèi)存至內(nèi)存的通信，因此應(yīng)用程序沒(méi)有軟件開(kāi)銷(xiāo)。每臺(tái)結(jié)點(diǎn)機(jī)上插一塊反射內(nèi)存卡，卡上帶有雙端口內(nèi)存。每個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)的各層應(yīng)用軟件可以直接讀寫(xiě)反射內(nèi)存卡上內(nèi)存。當(dāng)數(shù)據(jù)
反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)（RFM網(wǎng)絡(luò)）是基于環(huán)狀/星狀、高速?gòu)?fù)制的共享內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)。它支持不同總線(xiàn)結(jié)構(gòu)的多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且可以使用不同的操作系統(tǒng)來(lái)共享高速的，穩(wěn)定速率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
反射內(nèi)存可廣泛用于各種**域，例如實(shí)時(shí)的飛行仿真器、核電站仿真器、電訊、高速過(guò)程控制（軋鋼廠和制鋁廠）、高速測(cè)試和測(cè)量以及軍事系統(tǒng)。
與那些需要為附加的軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間，測(cè)試，維護(hù)，文檔，以及額外的CPU要求提供開(kāi)銷(xiāo)的傳統(tǒng)的連接方法相比，RFM產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)提供了性?xún)r(jià)比極為**越的高性能的選擇。
反射內(nèi)存的**點(diǎn)：
■ 高速的、基于2.12G波特率的網(wǎng)絡(luò)，**大傳輸速率可達(dá)174Mbyte/s；
■ 簡(jiǎn)單易用；
■ 與操作系統(tǒng)和處理器無(wú)關(guān)；
■ 徹底省去軟件開(kāi)發(fā)開(kāi)銷(xiāo)和周期；
■ 可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連接的穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸；
■ 可以與通用的計(jì)算機(jī)和總線(xiàn)連接；
■ 比標(biāo)準(zhǔn)通信和技術(shù)更為**越；
■ 極短的數(shù)據(jù)傳輸延遲；
■ 簡(jiǎn)單的軟件，較低的管理費(fèi)用和較高的抗干擾能力；
■ 節(jié)點(diǎn)間距離可達(dá)10公里（單模）/300米（多模）。
反射內(nèi)存實(shí)時(shí)網(wǎng)的特點(diǎn)
[誠(chéng)信檔案]
