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。 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较优。 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。 美国进口VMIC反射内存卡GE公司测量和控制解决方案产业部在以传感器为基础的测量、检验、资产状态监测、控制和辐射测量解决方案的方面是一个良好的变革者,解决方案在广泛的行业里(包括石油和天然气、电力生产、运输和医疗)向客户提供准确性、生产力和安全性。其公司是GE能源服务的一部分,在全世界25个国家里有40多个设施基地。VMIC是GE公司的一个系列产品,GE VMIC反射内存是支持环形,星形的高速复制的共享内存网络, VMIC反射内存实时网是一个实时的,基于内存的网络系统,其所有的工作都是由硬件完成的,没有软件的开销,再加上采用光纤传输介质,因此可以达到数十兆字节的数据传输率和百纳秒级的数据传输延迟,更重要的是这种网络的传输延迟是确定和可以预期的,这是传统的网络难以达到的 美国进口VMIC反射内存卡产品范围: 美国VMIC反射内存卡、VMIC内存卡、VMIC反射内存网、VMIC、VMIC内存板、VMIC反射内存板 美国进口VMIC反射内存卡主要型号: VMIC5565,PCI5565,ACC-5595,PCIE5565,PCI-5565PIORC-110000,PCIE5565,PCIE-5565 VMIPCI5565 PCI-5565 VMIC-5565 适用范围 ????????既然反射内存有这么多优势,是否适用于所有的工业环境应用呢?答案是否定的。反射内存技术是GE*特的实时网络技术,可以和GE其他嵌入式平台结合组建实时系统,实现远程数据实时传输,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,如实时的飞行仿真器、电讯、高速过程控制(轧钢厂和制铝厂)、高速测试和测量系统等,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较为紧密。在需要低延迟与高度通信的系统中,虽然反射内存板价格**性能较低的硬件,但却能通过较高的功能性和易用性带来丰厚回报。”当然,邵剑锋也表示,对于一些对实时性要求并不严苛的工业环境应用,加上生产成本的考虑,可以采用传统的控制方式达到预期的生产目标。所以,“反射内存尤其适用于对数据传输高速、实时、确定性要求较高的场合。数据环网中允许多达256个节点,完**满足工业环境和仿真环境的应用需求。” ????????实时精确控制生产 ????????反射内存凭借低延迟和确定性成为冶金、钢铁、交通等许多实时性严苛应用的较佳解决方案,比如用于提高PLC控制铝轧的操作性能,控制轧钢的快速流程。在3500英尺/分钟的轧铝机上,标准PLC控制环路的响应时间可允许在执行器响应之前能够通过2至3英尺的铝材,这些执行器在铝材上施加和释放压力以获得不同的铝材厚度。通过利用反射内存,与轧机相关的数据被输入PLC,PLC迅速将数据写入反射内存的存储器中,从而将数据发送至独立的VME计算机系统以传输复杂的控制运算法则。系统通过简单的反射内存写入命令将输出控制数据发回至PLC中,数据传输与计算速度较快,以至于PLC运行控制回路不会出现任何延迟。“如果出现延迟,会使钢的薄厚尺寸无法达到既定的要求,造成部分尺寸的成本浪费。基于VME高级控制系统的反射内存可确保实时精确控制,将响应时间缩短到4英寸,提高产品质量。” PCI5565 PCI-5565? PMC5565 VMIC5565?反射内存?反射内存卡?GE反射内存? 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较为紧密。在需要低延迟与高度通信的系统中,虽然反射内存板价格**性能较低的硬件,但却能在性能方面,通过较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,较多可连接多达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。?