光纖反射內(nèi)存網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

1）高實時性低開銷網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的設(shè)計與實現(xiàn)

目前主流公開的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,，如以太網(wǎng)所使用的TCP/IP協(xié)議雖然功能完備,、運行穩(wěn)定,，但其傳輸機制和服務(wù)方式都比較復(fù)雜冗余,，實時性較差，不適合于多實時性有較高要求的領(lǐng)域,。

光纖反射內(nèi)存網(wǎng)通訊協(xié)議要在**高實時性和穩(wěn)定性前提下,，降低協(xié)議的復(fù)雜度。在**網(wǎng)絡(luò)基本服務(wù)和傳輸穩(wěn)定性的前提下,，盡量提高系統(tǒng)的傳輸性能,、實時性及相應(yīng)速度。同時要有完整的錯誤處理機制,，在錯誤發(fā)生的情況下**錯誤不蔓延,，有良好的自愈能力,。

2）邊收邊轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)模式實現(xiàn)低延時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

在協(xié)議控制器設(shè)計上采用RFMMA(ReflectiveMemory Multiple Access)基于反射內(nèi)存的多模式存取技術(shù)，支持數(shù)據(jù),、IO,、命令、中斷等多種數(shù)據(jù)傳輸模式,。

在協(xié)議實現(xiàn)上,，即協(xié)議控制器的設(shè)計上,，要采取低延時的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)策略，將轉(zhuǎn)發(fā)延遲控制在1us以內(nèi),，這個對協(xié)議控制器實現(xiàn)提出了很高的挑戰(zhàn)。主要采用此一下方法：1）采用邊收邊轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)傳輸模式,，不采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式,，減小數(shù)據(jù)在單個節(jié)點上的轉(zhuǎn)發(fā)延遲,，提高系統(tǒng)實時性,。2）在協(xié)議設(shè)計時，優(yōu)化設(shè)計,，壓縮信息頭的長度,，并將重要信息都放在信息頭前面,，以方便轉(zhuǎn)發(fā)時進行快速判斷。3）設(shè)計了完備的數(shù)據(jù)幀回收機制,，通過節(jié)點ID,、傳輸計數(shù)器等方式**了廢數(shù)據(jù)幀的可靠回收。同時,，采用CRC校驗碼校驗數(shù)據(jù)的正確性,。

一般的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)是都采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式，轉(zhuǎn)發(fā)延遲過大,，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的延時加大,，實時性降低。采用即時收/轉(zhuǎn)（邊收邊轉(zhuǎn)發(fā)）模式,，在接收數(shù)據(jù)的同時完成處理和轉(zhuǎn)發(fā),，代替常用的存儲轉(zhuǎn)發(fā)模式，只需4個時鐘周期便可完成判斷&轉(zhuǎn)發(fā),，典型數(shù)據(jù)幀是（長度256Byte）轉(zhuǎn)發(fā)延遲比存儲轉(zhuǎn)發(fā)縮短了30倍以上,。實測延時小于0.6us,。

3）光纖HUB的換網(wǎng)動態(tài)重構(gòu)及數(shù)據(jù)監(jiān)測技術(shù)

利用高速開關(guān)陣列及FPGA集成的高速收發(fā)器，構(gòu)建一個開關(guān)陣列,，通過開關(guān)陣列的切換,，形成內(nèi)外雙環(huán)的數(shù)據(jù)傳輸通路，是光纖網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)在邏輯上形成一個環(huán)形傳輸方式,，并通過FPGA收發(fā)器實時采集數(shù)據(jù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的監(jiān)控及故障節(jié)點的自診斷自隔離,。

4）高速電路設(shè)計及仿真驗證技術(shù)

光纖反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)波特率2.5Gbps,，電信號的這個數(shù)據(jù)通訊速率下傳輸,，屬于高速電路設(shè)計。為**數(shù)據(jù)可靠傳輸,、**系統(tǒng)的電磁兼容性,、信號完整性,，對電路板PCB設(shè)計提出了較高的要求。為**設(shè)計質(zhì)量,，采用了Cadence公司的SigXplorer軟件進行電路仿真,，對仿真結(jié)果進行多輪迭代來改進設(shè)計,。