反射內存卡系統結構與使用

反射內存卡系統結構與使用

反射內存卡基于 PCI 接口，是反射內存實時光纖網絡產品系

列中的一個。兩個以上的 反射內存卡，或反射內存卡系列中的其

它板卡可以用標準光纖線連接組成反射內存網，反射內存網絡中的每

個板卡被稱做一個“節點”。

反射內存卡可以在使用在不同的體系結構和不同的操作系統的

計算機，工作站，PLC 和其它嵌入式控制器中進行實時共享數據。5565

系統反射內存卡快速、靈活并且容易操作。一個數據寫到內

（SDRAM）后該數據被傳輸到所有的網絡上板卡的內存中。板載的

電路自動進行數據傳輸，所有其它節點的數據更新都不需要 CPU 的

參與。

經典的 VMIPCI-5565 反射內存卡包括一組在 PLX 芯片內的控制

寄存器和一組 FPGA 內的 RFM 控制寄存器。因為這兩組寄存器從物

理布在兩個立的器件上，通過兩個不同的內存區域訪問。相反，

反射內存卡的兩組寄存器在同一個 FPGA 內。兩組寄

存器可以被組合。但是為了軟件連續性和向后兼容，兩組寄存器

繼續像 VMIPCI-5565 中一樣保持分離。此外，個別內部寄存器的位

功能，在適用的情況下，仍然是兼容的。

反射內存卡反射內存只包括一個 DMA 通道。

射內存網中的每個反射內存節點（任何 5565 反射內存卡）以

菊花鏈的形式用光纖線跳線互聯。塊卡的發送連接到二塊

卡的接收端，二塊卡的發送端連接到三塊卡的接收端，以此類推，

直到再連接到塊卡的接收端完成一個完整的環形連接。也可以將

所有節點連接到一個或多個 ACC-5595 反射內存 HUB，每個節點的

接收和發送都連接，如果沒有檢測到光信號或失去同步反射內存

卡 RFM-5565 將不會發送數據包（例如光纖線已損壞）。反射內存網

中每個節點的節點號為一，節點號通過板上的撥碼開關 S2 進行

設置，任何兩個節點不能有設置成同一個節點號，每個板卡的節點號

可以在通過 NODEID 進行讀取顯示，節點號的順序并不重要。

主系統對反射內存卡的板載 SDRAM 的寫操作后，反射內內卡的

硬件檢測電路將自動發起一個整個反射內存網的數據傳輸動作。這個

寫操作可以是一個簡單的 PIO 寫或是一個 DMA 周期。

當產生一個對 SDRAM 的寫操作時，RFM-5565 反射內存卡自動

將數據和其它相關的信息寫入到發送緩沖器中（其它相關信息包括節

點號，數據地址等信息），在發送緩沖器中，發送電路檢測數據，并

且將數據變成一個 4 到 64 字節長度可變的數據包。通過光纖接口發

送到下一個板卡的接收端口。

接收電路檢查數據包是否有錯誤，當無錯誤發生時數據被接收。

接收電路解開數據包并且將數據存儲到板載的接收緩沖器。在接收緩

沖器中，另一個電路將數據寫入到本地的 SDRAM 的和源節點相同的

地址中。同時，該電路將數據同時發送到發送 FIFO 中，重復這個處

理過程直到這個數據返回到源節點的接收端，在源節點中，接收電路

檢測到數據包的 NODEID 和源節點的 NODEID 相同，因此將數據包

從網絡中移除，這樣所有的節點數據都被更新了。

反射內存卡的通訊區別于其它常規的通訊方式，是一種無需軟件參與而實現數據共享的通訊方式。以PCI5565為例，PCI5565在系統中映射一個128M的內存空間，應用程序將采集的數據寫入板載的的內存中，而將這個內存中的數據共享到其它節點是由硬件來完成，硬件完成將數據以幀的方式傳遞到下一個節點，由于采用2.125G的光纖通訊這個速度是非常快的，縮短了數據同步的時間，在一些系統中可以認為兩個內存中的數據是完全一樣的。在實時性更高的系統中而且這個時間是可以預測的，因此在一些ms級或更低仿-真周期的仿-真系統中反射內存網的優勢非常明顯。

反射內存網區別于通用的通訊方式，但價格和成本一直比較高，不能像傳統網絡那樣可以將成本做到很低，這限制了反射內存的應用，在一些成本敏感的系統中，只能是與常規網絡互為補充。但反射內存的易用性降低了軟件開發的成本和周期，節省了CPU開銷，易于理解和使用，減小了系統的復雜度，縮短了系統研發周期減小了風險，這些優點使反射內存卡得到更多的應用。

目前反射內存網為廣泛的應用是在實時仿-真系統，在這種系統中各個功能模塊劃分得十分清楚。負責采集數據的計算機，負責模型解算的計算機，負責圖像顯示的計算機，負責數據輸出的計算機。負責系統綜合控制的計算機等等，可以擴充和減少節點，進行分布外理。軟件開發也可以在不同的OS中進行。這使得多個員工合作快速開發出一個健壯的系統成為可能。

當然反射內存卡有更多的應用領域，這種可由設計人員自由發揮的，靈活設計系統

審核編輯 黃宇