在半實物仿真系統中需要實時地傳輸、操作和分析數據,并在此基礎上作出相應的控制，實時網絡技術是半實物仿真系統中必不可少技術之一。基于反射內存的實時網絡技術目前已發展較為成熟的一種性能優異、概念新穎的實時網絡技術[1]。相對于以往基于TCP/IP或UDP/IP實時網絡技術來說，它極大的提高了系統實時通訊、數據反射和信號調試的能力，使分布式仿真系統結構的設計及實現更為簡單。本文介紹了基于VMI-5565反射內存卡組建實時網絡的方法，并就利用VC++6.0實現實時網絡通訊進行了研究。

反射內存光纖網絡采用了先進特殊的技術,具備了很強的支持分布實時系統的數據傳輸能力[2]。在每個需要實時通訊的節點上插入反射內存網卡(節點卡),每塊節點卡都有自己獨立的局部內存,它通過局部內存映射將網卡上的局部內存映射到主機內存,用戶讀寫網卡上的數據就如同讀寫主機內存上的數據一樣快速方便。另外,每塊反射內存網卡又通過網絡內存映射,將分布節點卡上的局部內存映射到一個虛擬的全局內存,即每個節點在寫入本地節點卡的數據同時也寫入所有其他節點卡的內存。這樣,用戶對本地節點內存的讀寫相當于對全局內存進行讀寫,而這個全局內存是所有分布節點都可見反射的,從而實現分布節點間的數據通訊[3]。通過這種方式,所有的節點能透明并確定地傳送中斷、消息或者數據塊到其他的節點。

1.2??VMI-5565實時網絡產品簡介

VMI-5565反射內存產品是美國VMIC公司于本世紀初推出的網絡通訊產品系列。其特點是通過驅動軟件寫到某一個節點反射內存板上某一地址單元的數據，可同時通過HUB自動映射寫到實時網絡上所有節點的反射內存板上的對應地址單元。同時，也支持直接內存訪問（DMA）方式的數據塊傳輸。每塊反射內存板通過卡上跳線設置在網絡上的唯一ID號。其技術性能指標如下：

(1).實時性能：數據傳輸率可達47.1Mbyte/s到174Mbyte/s；

(2). 負載能力：通過選用兩種不同型號的反射內存板，具有64M字節至128M字節的可選負載能力；

(3). 傳輸距離：支持10km長度的単模光纖300m長度的多模光纖；

(4). 擴展性：単個HUB支持8個節點。通過級聯HUB，最多可支持256個節點。

1.3 基于反射內存的實時網絡構建

實時網絡現行的網絡拓撲結構主要有環型、星型結構等幾種結構。一般來說，環形結構組網簡單。下面以三個節點為例，簡單說明環形結構組網過程。三個節點需要三塊VMI5565卡及3根單股光纖。首先將三塊卡進行統一編址，分別為節點0、節點1、節點2，并將其插入到對應的計算機中，具體編址方式見2.1節。將節點0的反射內存卡的RX端與將節點1的反射內存卡的TX端連接，同時將節點1的RX端與T節點2的TX端連接，節點2的RX與節點0的TX連接，如圖1所示：

圖1環形拓撲實時網絡示意圖

環形結構組網簡單，但是在使用的時候，必須將所有的節點計算機全部打開才能進行通訊，在節點較多時，使用不方便，且容易造成因人為失誤而導致仿真試驗失敗的情況。

星型實時網絡由一個實時網絡HUB和實時節點卡組成。安裝了實時網絡節點卡的計算機通過光纖連接在HUB上。HUB提供了一個共享內存空間，每個節點在本地都有一個該共享內存空間的映射。當任意一個實時處理機在本地節點卡的內存空間中操作時，HUB內共享內存空間的數據就會被更新。同時，其它節點上的共享內存映射空間中的對應數據會被立即更新。這種實時網絡具有低延遲、高傳輸率的優點，確保所有節點數據快速更新。仍以三個節點為例，說明其結構。其結構圖如圖2所示：

圖2 星型拓撲結構實時網示意圖

星型結構則使用時比較方便，只需打開需用的節點計算機并給HUB加電即可，工作穩定、可靠，但相對環形拓撲結構來說，增加了一個實時網絡HUB，相同節點數，需要的光纖也增加了一倍，增加了成本。

在具體使用中，可根據節點數量來進行實時網絡拓撲結構選擇。節點較少時選擇環形拓撲，可有效地節省成本，節點較多時，可選擇星型拓撲，使用更為方便。

筆者參與設計并投入使用的仿真系統采用了星型拓撲結構，該系統共有8個節點，分別對應控制臺計算機、視景計算機、程序解算計算機、設備控制計算機等計算機。該系統目前已經成功應與于某半實物仿真系統中。由于該半實物仿真系統不是本文重點內容，在此不做進一步說明。

2.1 反射內存編址