Reflective memory speeds shared access applications

更新时间:2013.07.23 浏览次数:

虽然以太网在在许多军事项目上得到应用,包括飞行模拟器,飞机模拟器,反射内存,因为其高度的确定性和低延迟将逐渐替代共它网络。

许多国防和航空航天项目的网络应用程序的引入允许多个参与者开展合作,共享数据。使用文件服务器和网络附加存储(NAS),应用程序可以访问和更新同一数据集的地方,他们可能会在网路上找到。以太网是网络技术这种类型的军事和商业/办公应用的首选。然而,有一类应用中,以太网或其他网络/织物技术是不是快或足够的确定性。飞行模拟器,飞机模拟器,喷气发动机测试模拟器,或战争游戏/战场模拟器是复杂的系统,需要显着大量的分布式计算能力,有时遍布相当大的距离,非易失性数据共享大型阵列的典型例子许多这些应用已经转向反射内存,因为它的低延迟和高程度的确定性。

反射记忆原理

反射内存操作的基础是它有能力自主一个处理器的内存中的内容复制到所有其他网络成员的记忆节点。作为一个处理器写入内存的位置和内容是围绕着网络传播的所有其他网络存储节点相同的寻址单元。这是没有必要的处理器,该处理器将数据写入到内存中,使用任何协议,用于复制发生,但是,在系统级别上有必要对某些预先确定的存储器空间内的位置的所有权和使用权。但是,这种分配是完全由用户或应用程序的依赖。更高的层的协议,例如信号量或握手可以添加,但同样,仅在必要时由一个特定的应用程序的需要。

反射内存的一个典型的应用可能是飞机模拟器处理节点,传感器,通信子系统,飞行系统,座舱显示系统,等等。这些节点中的一些将被写入到网络上的数据,然后将数据复制到所有其他节点。例如,一个,如天气,将生成的数据流代表该特定的类型,实时变化的态度的飞机飞行模拟的场景。许多传感器类型和许多类型的子系统,喂养到这样一个分布式处理应用程序的数据,这是至关重要的延迟和系统响应仿真能真正代表反映现实世界的环境。

低延迟

反射内存成功的关键是其低延迟和确定性。使用反射内存,典型的节点到节点的传播时间是1微秒的顺序。因此,在一个系统中的30个节点,这将只需要30微秒,通过网络传播到所有节点。数据传输速率高达到可用的网络带宽,可以是170 MBps或以上。使用其他的网络技术,如以太网,实现相同的延迟是不可能的,即使使用数据报的广播,因为IP协议开销,寻址,存储器写时间。

环形拓扑结构

反射内存网络使用的高带宽,环形拓扑结构与常用2.12 Gbaud的信号动态可变的4到64个字节的数据包,移动数据。这样的环将具有它自己的数据传输协议和错误检查/恢复机制加上可选的管理集线器,如果需要的话,绕过故障节点。简单地根据需要通过添加更多的存储节点,该网络可以很容易地扩展。使用光纤作为网络媒体,节点到节点的传输距离可达300米多模光纤是可能的,或可达10公里,使用单模光纤。反射内存出现只是一个通过PCI或PCI Express解决其主机处理器的内存块,使得它被用在许多不同的主机和操作系统的组合,支持PCI或PCI Express的异构处理系统。高达256 MB的SDRAM,适合连接到主处理器通过PCI Express,这样的反射内存节点的一个例子是PCIE-5565RC从GE Fanuc智能平台(图1)。

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图1:从GE Fanuc智能平台的PCIE-5565RC反射内存节点。

两个大型航空航天/工业模拟器反射内存所提供的响应速度和更小的嵌入式模拟器整个战斗群内发现一些车辆可以从中受益。目前,还没有其他技术用于在高性能,广泛分布的,共享的数据处理中的应用提供了相同的延迟和确定性水平。