光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*长,单位：ns。
2）通过PCI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。
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：
1) 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最优。
2) 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。
3) 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。
反射内存网络是一种特殊类型的共享内存系统，旨在使多个独立计算机共享通用数据集。反射内存网络可在每个子系统中保存整个共享内存的独立备份。每个子系统均享有充分且不受限制的访问权限，还能以极高的本地内存写入速度修改本地数据集。当数据写入本地反射内存备份，高速逻辑同步将其传输至环状网络的下一个节点。每个后续节点同时将这个新数据写入本地备份，然后将其发送至环网的下一个节点。当信息回到初始节点时便会被从网络中移除，然后，根据特定硬件与节点数目，网络上的所有计算机几个微妙之内便会在同一地址拥有相同数据。本地处理器无需接入网络便能在任意时间读取这些数据。通过这种方式，每台计算机便可始终拥有共享内存集的最新本地备份。在本例的四个节点中，所有计算机只需2.1 μs便可接收到写入反射内存中的数据。
假设线缆长度较短、数据包规格最大且无网络流量，这种延迟计算便可能成立。线缆长度与网络流量能够增加延迟，但只要网络带宽没有超限，延迟就不会出现明显增加。反射内存板（节点）包括本地内存、嵌入式接口以及可为主机与反射内存提供访问通道的仲裁逻辑。反射内存板可物理安装或连接至各种计算机总线中，包括VME, PCI/PCI-X, CompactPCI, PCI Express或其他能够集成PMC槽的标准/专用系统。这就使得热门工作站可通过反射内存与单板计算机实现连接，无需考虑互用性。
反射内存可用于所有使用以太网、光纤通道或其他串行网络将计算机或可编程逻辑控制器连接在一起的应用场合，但并非适用于所有应用场合。反射内存与以实时交互作用为首要关注因素的系统关系最为紧密。在需要低延迟与高度通信的系统中，虽然反射内存板价格高于性能较低的硬件，但却能在性能方面，通过极高的易用性带来丰厚回报。
没有任何高性能局域网能像反射内存这样易于安装和操作。理想的网络应该允许所有计算机同时访问彼此的内存。反射内存通过在几微妙内赋予网络上每台计算机其他计算机内存有效副本的方式接近了这个构想，最多可连接多达256台计算机。由于内存的全局属性，可能会有多台计算机同时进行访问。所有CPU写入该公共内存空间的访问都将被复制到网络中的其他节点上。反射内存透明地监测、复制这个数据，这样应用便能在无软件开销惩罚的情况下共享该数据。操作系统与独立处理器现在，反射内存硬件可用于VME、PCI/PCI-X、PMC、PCI Express和其他各种格式。这样便允许单独的反射内存网络连接不同总线。附带PMC槽的嵌入式单板计算机（VME or CompactPCI）使用反射内存PMC板在主机底板上卸载流量。用户可对高速网络进行配置，在该网络上，所有台式工作站、单板电脑或服务器均可直接通过任何带有可用CompactPCI, PCI/PCI-X, PCI Express,VMEbus槽,或PMC槽的计算机共享信息。即使连接使用不同字节格式（大端和小端类型）的计算机，字节交换在反射内存系统中也不是问题。基于PCI的反射内存板含有为字节交换专门设计的硬件。该硬件提供快速、高效、可重复的双向转换。此外，大端与小端类型的转换也不会发生协议开销或时间损失。反射内存还有易用性，且无需考虑操作系统及其使用的设备。
系统设计人员越来越需要在更短时间内构造出更强大、更复杂的系统。在这种情况下，硬件成本与软件和集成硬件/软件的成本相比微不足道，这点在单机系统与微系统中表现得更加明显。在时间与系统正常运行的低单位投资成为市场上的关键因素时，使用反射内存便会带来极大的利益。在这些要求苛刻的系统中，反射内存简单的读/写通信方式大大提高了产品上市时间，同时提高了网络上的数据通过量。
反射内存提供多个超过标准网络的特性：比如全局化内存、高速数据传输以及软件透明度，这些特性使反射内存成为最具吸引力的多机通讯解决方案。与传统通讯方式的附加开发时间、测试、维护、文档编制和附加CPU要求所产生的成本相比，反射内存方案更加经济高效。
反射内存作为双端内存来工作，本地主机对它的反射内存地址空间进行写操作，该地址空间是本地内存的一个端口。 RFM板自动地将这个新的数据从它的另一个端口传出去，这个端口是连接在环状体系结构的网络上的光纤，工作速率为2.1G波特率。网络中的下一个RFM板接收到这个新的数据，其本地内存将在400ns之内被更新。反射内存网络可以大大节省软件开发的费用，因为不需要编写、测试任何的应用代码，也无需编写相应的文档，更无需维护装配信息和解码信息，以及从输入信息中解析数据。软件成本是公司可以支配的独立的最为昂贵的开销。RFM产品无需软件和学习曲线，将会大大节省产品的上市时间。
反射内存网络提供许多超出标准网络的特性。诸如双端RFM，高速数据传输，以及软件透明之类的特性使得RFM产品的网络简单易用，并可为多计算机连接提供强大有力的解决方案。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优越的高性能的选择。
【反射内存强实时星型网络描述】
反射内存实时网络是唯一的高性能星型网络，专门为要求实时、稳定的多机数据传输应用开发。
反射内存星型网络结构相比环型网络，在稳定性方面，有先天性的优势，一个节点的失败仅影响它自己，其他节点正常工作。反射内存星型网络提供增强的网络可靠性和高带宽、低延时，是紧急任务应用方面的最好方案。
可以对重要节点分配高优先级，以保证最低的延时。
提供功能全面的、易于使用的软件，支持多种操作系统（Windows, Linux, Vxworks, IRIX）。软件包括API, 最大化方便代码的移植， 减小应用开发成本和时间。
【反射内存强实时星型网络工作原理】
反射内存实时网络提供一个所有节点同时共享的内存区域，且每个节点拥有该内存区域的物理反射。写入某个节点反射内存空间的数据，将被同时发送到其他所有节点。反射内存实时网络把来自不同节点的数据合并为统一的数据，并更新所有节点。反射内存实时网络保证数据同时到达所有节点，并保持一致的字节顺序。仅仅通过访问节点自己的反射内存，所有节点可透明的、稳定的使用中断、发送数据和消息。
【反射内存实时网络的优势】
? 同时接受各个节点的数据
? 没有环型网络的间隔延时问题
? “C” 语言方式的内存映射指针，方便编程
? 高吞吐量
? 低延时，高传输率(1.0625 Gbits/s) ，保证最快的速度更新所有节点
? 更新所有节点数据与节点数量无关，和环型网络有本质区别
? 易使用、维护、开发
? 易增加节点
? 减少电缆复杂性
? 全面的软件支持，提供高级的诊断软件
? 网络支持节点中断检测和通知功能。
? 一个节点的失败仅影响它自己，其他节点正常工作
? 快速隔离失败的节点和电缆
反射内存卡（PVIC）特征
? 数据同时传输到所有节点
? 1.0625 Gbits/s传输率
? 按一致字节顺序更新所有节点
? 低访问延时(20 nsec)
? 灵活的内存地址空间映射，以便直接访问远端内存
? 每个节点和电缆单独工作，如果一个节点损坏，其他节
点继续工作
? 支持最大500米光纤电缆
? 66 MHz / 64-bit PCI/CompactPCI/PMC
? 全面的错误监测和错误恢复能力
? 使用内存映射指针，配合标准的API, 以便消除编程的复
杂性
? 每个卡支持2个可编程中断，7个旗语
? 二个PCI卡可直接相连
? 在板192K字节的32-bit双口内存，支持共享，而无须访
问远端内存
? 驱动支持多种操作系统（Windows, Linux, Vxworks,
IRIX） ? 提供独家开发的Dos下驱动
