當(dāng)數(shù)據(jù)寫入本地反射內(nèi)存備份,高速邏輯同步將其傳輸至環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)的下一個節(jié)點(diǎn)。每個后續(xù)節(jié)點(diǎn)同時將這個新數(shù)據(jù)寫入本地備份,然后將其發(fā)送至環(huán)網(wǎng)的下一個節(jié)點(diǎn)。當(dāng)信息回到初始節(jié)點(diǎn)時便會被從網(wǎng)絡(luò)中移除,然后,根據(jù)特定硬件與節(jié)點(diǎn)數(shù)目,網(wǎng)絡(luò)上的所有計(jì)算機(jī)幾個微秒之內(nèi)便會在同一地址擁有相同數(shù)據(jù)。本地處理器無需接入網(wǎng)絡(luò)便能在任意時間讀取這些數(shù)據(jù)。通過這種方式,每臺計(jì)算機(jī)便可始終擁有共享內(nèi)存集的最新本地備份。在本例的四個節(jié)點(diǎn)中,所有計(jì)算機(jī)只需2.1 μs便可接收到寫入反射內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。

假設(shè)線纜長度較短、數(shù)據(jù)包規(guī)格最大且無網(wǎng)絡(luò)流量,這種延遲計(jì)算便可能成立。線纜長度與網(wǎng)絡(luò)流量能夠增加延遲,但只要網(wǎng)絡(luò)帶寬沒有超限,延遲就不會出現(xiàn)明顯增加。反射內(nèi)存板(節(jié)點(diǎn))包括本地內(nèi)存、嵌入式接口以及可為主機(jī)與反射內(nèi)存提供訪問通道的仲裁邏輯。反射內(nèi)存板可物理安裝或連接至各種計(jì)算機(jī)總線中,包括VME, PCI/PCI-X, ComPACtPCI, PCI Express或其他能夠集成PMC槽的標(biāo)準(zhǔn)/專用系統(tǒng)。這就使得熱門工作站可通過反射內(nèi)存與單板計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)連接,無需考慮互用性。

反射內(nèi)存可用于所有使用以太網(wǎng)、光纖通道或其他串行網(wǎng)絡(luò)將計(jì)算機(jī)或可編程邏輯控制器連接在一起的應(yīng)用場合,但并非適用于所有應(yīng)用場合。反射內(nèi)存與以實(shí)時交互作用為首要關(guān)注因素的系統(tǒng)關(guān)系最為緊密。在需要低延遲與高度通信的系統(tǒng)中,雖然反射內(nèi)存板價格高于性能較低的硬件,但卻能在性能方面,通過極高的易用性帶來豐厚回報。

沒有任何高性能局域網(wǎng)能像反射內(nèi)存這樣易于安裝和操作。理想的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該允許所有計(jì)算機(jī)同時訪問彼此的內(nèi)存。反射內(nèi)存通過在幾微妙內(nèi)賦予網(wǎng)絡(luò)上每臺計(jì)算機(jī)其他計(jì)算機(jī)內(nèi)存有效副本的方式接近了這個構(gòu)想,最多可連接多達(dá)256臺計(jì)算機(jī)。由于內(nèi)存的全局屬性,可能會有多臺計(jì)算機(jī)同時進(jìn)行訪問。所有CPU寫入該公共內(nèi)存空間的訪問都將被復(fù)制到網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)上。反射內(nèi)存透明地監(jiān)測、復(fù)制這個數(shù)據(jù),這樣應(yīng)用便能在無軟件開銷懲罰的情況下共享該數(shù)據(jù)。操作系統(tǒng)與獨(dú)立處理器現(xiàn)在,反射內(nèi)存硬件可用于VME、PCI/PCI-X、PMC、PCI Express和其他各種格式。這樣便允許單獨(dú)的反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)連接不同總線。附帶PMC槽的嵌入式單板計(jì)算機(jī)(VME or CompactPCI)使用反射內(nèi)存PMC板在主機(jī)底板上卸載流量。用戶可對高速網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行配置,在該網(wǎng)絡(luò)上,所有臺式工作站、單板電腦或服務(wù)器均可直接通過任何帶有可用CompactPCI, PCI/PCI-X, PCI Express,VMEbus槽,或PMC槽的計(jì)算機(jī)共享信息。即使連接使用不同字節(jié)格式(大端和小端類型)的計(jì)算機(jī),字節(jié)交換在反射內(nèi)存系統(tǒng)中也不是問題。基于PCI的反射內(nèi)存板含有為字節(jié)交換專門設(shè)計(jì)的硬件。該硬件提供快速、高效、可重復(fù)的雙向轉(zhuǎn)換。此外,大端與小端類型的轉(zhuǎn)換也不會發(fā)生協(xié)議開銷或時間損失。反射內(nèi)存還有易用性,且無需考慮操作系統(tǒng)及其使用的設(shè)備。

經(jīng)濟(jì)性與可用的建設(shè)時間系統(tǒng)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員越來越需要在更短時間內(nèi)構(gòu)造出更強(qiáng)大、更復(fù)雜的系統(tǒng)。在這種情況下,硬件成本與軟件和集成硬件/軟件的成本相比微不足道,這點(diǎn)在單機(jī)系統(tǒng)與微系統(tǒng)中表現(xiàn)得更加明顯。在時間與系統(tǒng)正常運(yùn)行的低單位投資成為市場上的關(guān)鍵因素時,使用反射內(nèi)存便會帶來極大的利益。在這些要求苛刻的系統(tǒng)中,反射內(nèi)存簡單的讀/寫通信方式大大提高了產(chǎn)品上市時間,同時提高了網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)通過量。

超過標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)的技術(shù)優(yōu)勢

反射內(nèi)存提供多個超過標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的特性:比如全局化內(nèi)存、高速數(shù)據(jù)傳輸以及軟件透明度,這些特性使反射內(nèi)存成為最具吸引力的多機(jī)通訊解決方案。與傳統(tǒng)通訊方式的附加開發(fā)時間、測試、維護(hù)、文檔編制和附加CPU要求所產(chǎn)生的成本相比,反射內(nèi)存方案更加經(jīng)濟(jì)高效。

上世紀(jì)90年代由VMIC公司設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了反射內(nèi)存,由于當(dāng)時集成電路的限制,設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,由數(shù)個FPGA和FIFO芯片,現(xiàn)在經(jīng)過多年的發(fā)展已提高了集成度,并且可靠性也提高了。國內(nèi)也有數(shù)家公司生產(chǎn)反射內(nèi)存相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。主要涉及反射內(nèi)存產(chǎn)品的設(shè)計(jì),案例分析。經(jīng)過多年的發(fā)展,反射內(nèi)存會得到越來越多的應(yīng)用。