反射内存 VMIPCI5565 GE反射内存卡

 光纤反射内存网关键技术

1）高实时性低开销网络通讯协议的设计与实现

目前主流公开的网络协议，如以太网所使用的tcp/ip协议虽然功能完备、运行稳定，但其传输机制和服务方式都比较复杂冗余，实时性较差，不适合于多实时性有较高要求的领域。

光纤反射内存网通讯协议要在保证高实时性和稳定性前提下，降低协议的复杂度。在保证网络基本服务和传输稳定性的前提下，尽量提高系统的传输性能、实时性及相应速度。同时要有完整的错误处理机制，在错误发生的情况下保证错误不蔓延，有良好的自愈能力。

2）边收边转的数据转发模式实现低延时数据转发

在协议控制器设计上采用rfmma(reflectivememorymultiple access)基于反射内存的多模式存取技术，支持数据、io、命令、中断等多种数据传输模式。

在协议实现上，即协议控制器的设计上，要采取低延时的数据转发策略，将转发延迟控制在1us以内，这个对协议控制器实现提出了很高的挑战。主要采用此一下方法：1）采用边收边转发的数据传输模式，不采用存储转发模式，减小数据在单个节点上的转发延迟，提高系统实时性。2）在协议设计时，优化设计，压缩信息头的长度，并将重要信息都放在信息头前面，以方便转发时进行快速判断。3）设计了完备的数据帧回收机制，通过节点id、传输计数器等方式保证了废数据帧的可靠回收。同时，采用crc校验码校验数据的正确性。

一般的网络接口设备在转发数据是都采用存储转发的方式，转发延迟过大，导致整个系统的延时加大，实时性降低。采用即时收/转（边收边转发）模式，在接收数据的同时完成处理和转发，代替常用的存储转发模式，只需4个时钟周期便可完成判断&转发，典型数据帧是（长度256byte）转发延迟比存储转发缩短了30倍以上。实测延时小于0.6us。

3）光纤hub的换网动态重构及数据监测技术

利用高速开关阵列及fpga集成的高速收发器，构建一个开关阵列，通过开关阵列的切换，形成内外双环的数据传输通路，是光纤网络数据在逻辑上形成一个环形传输方式，并通过fpga收发器实时采集数据实现网络状态的监控及故障节点的自诊断自隔离。

4）高速电路设计及仿真验证技术

光纤反射内存网络波特率2.5gbps，电信号的这个数据通讯速率下传输，属于高速电路设计。为保证数据可靠传输、保证系统的电磁兼容性、信号完整性，对电路板pcb设计提出了较高的要求。为保证设计质量，采用了cadence公司的sigxplorer软件进行电路仿真，对仿真结果进行多轮迭代来改进设计。

随着科技的不断进步，在许多领域，为了尽量缩短整套系统的响应延时，避免网络通信的不可预测性，提高系统的逼真度，很多网络都采用了先进的实时网络技术。近年来，关于构建实时网络的核心部件反射内存卡一直受到国外技术的束缚，对于众多科研、试验项目产生了较大影响。根据近年来各大院所机构的实际需求，努力开发，成功研制出第一块真正国产反射内存产品—“spider”反射内存。

如何保证系统节点间的高速实时互连？如何实现多余度系统从电源到控制器的全面冗余？全新的"spider"反射内存皆能做到。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，各项先进技术，将总线控制提升到全新高度。“spider”反射内存一经问市，随即投入相关院所的科研项目中，取得了院所领导及员工的。在保证技术稳定的前提下，本公司继续进行产品开发。特别针对个别领域的特型板卡、定制功能推出多款系列产品来满足客户需求。

产品技术特点如下：

?  可靠的冗余ip核设计，实现多余度系统从电源到控制器，接口的全面冗余；

?  传输速率优势明显，极短的数据传输延迟，可以实现实时连接的稳定的数据传输；

?  网络传输延迟小，适合于多节点大量数据的实时传输，节点数可达128个；

?  完全国内自主研发，自主产权，如果所建立的系统需要扩展，能够得到有效的保证；

?  系统集成简单，系统扩展空间大，可扩充性强，可无缝升级到多余度模式；

?  高速的、基于2.5g波特率的总线；

?  与操作系统和处理器无关，可以与通用的计算机和总线连接；

?  彻底省去软件开发开销和周期；

?  较低的管理费用和较高的抗干扰能力，节点间距离可达10公里（单模）