反射內(nèi)存卡應(yīng)用案例

飛機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)半實(shí)物仿真：

在美國(guó)空軍的相關(guān)應(yīng)用中，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)模型運(yùn)行在 Redhawk Linux 軟實(shí)時(shí)環(huán)境中，而轉(zhuǎn)子模型則運(yùn)行在 Speedgoat 硬實(shí)時(shí)環(huán)境里，兩者之間通過(guò)反射內(nèi)存卡來(lái)同步數(shù)據(jù)。通過(guò)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型，用戶能夠靈活地調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)之間的功率與轉(zhuǎn)速。特別是當(dāng)有代表性的動(dòng)力系統(tǒng)需要與全尺寸的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)耦合時(shí)，這一功能顯得尤為重要。這種方式為研究調(diào)查提供了一個(gè)經(jīng)濟(jì)高效且靈活的解決方案，同時(shí)還能保持現(xiàn)實(shí)的硬件接口。

同步輻射裝置：

同步輻射光作為一種在次納米層面先進(jìn)實(shí)驗(yàn)科學(xué)中的關(guān)鍵技術(shù)，在蛋白晶體學(xué)、X 線斷層照相術(shù)、照相平版印刷、X 光技術(shù)、殘余應(yīng)力測(cè)定等眾多科研與工業(yè)領(lǐng)域都是理想的工具，被廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、醫(yī)藥、材料學(xué)、分子環(huán)境科學(xué)、石油化學(xué)等領(lǐng)域。反射內(nèi)存卡被應(yīng)用于同步加速器中，用于控制粒子抖動(dòng)。當(dāng)粒子在軌道上的運(yùn)動(dòng)由于受到磁場(chǎng)力的作用而發(fā)生微小改變時(shí)，它們便會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。反射內(nèi)存卡應(yīng)用于控制抖動(dòng)的系統(tǒng)中，可確保粒子始終沿著軌道運(yùn)行。由于顆粒高速運(yùn)動(dòng)，系統(tǒng)必須能夠?qū)崟r(shí)且快速地做出反應(yīng)，而反射內(nèi)存卡正好能滿足這一需求。

工控 DCS 系統(tǒng)：

例如 VMIPCI-5565反射內(nèi)存卡可應(yīng)用于工控 DCS 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸。在系統(tǒng)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)放置反射內(nèi)存卡的獨(dú)立拷貝，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有寫入數(shù)據(jù)訪問(wèn)和讀取本地內(nèi)存的權(quán)限。當(dāng)數(shù)據(jù)寫入本地內(nèi)存時(shí)，會(huì)通過(guò)特定硬件和網(wǎng)絡(luò)快速更新到所有節(jié)點(diǎn)。

具體來(lái)說(shuō)，實(shí)時(shí)反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)是一種為使多個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享而特別設(shè)計(jì)的共享內(nèi)存系統(tǒng)。其工作原理如下：當(dāng)數(shù)據(jù)寫入本地內(nèi)存，FPGA 捕獲并發(fā)送數(shù)據(jù)到實(shí)時(shí)反射內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)中，然后數(shù)據(jù)寫入本地內(nèi)存并送到下一節(jié)點(diǎn)，如此循環(huán)，直到數(shù)據(jù)回到源發(fā)送的節(jié)點(diǎn)才將網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)移除。由于這種特別的硬件和一系列的節(jié)點(diǎn)設(shè)置，在極短的時(shí)間內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)中所有的節(jié)點(diǎn)都能被更新，在同樣的地址擁有同樣的數(shù)據(jù)。本地處理器可以隨時(shí)訪問(wèn)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)，而不需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訪問(wèn)，由此每個(gè)計(jì)算機(jī)都有了最新的內(nèi)存數(shù)據(jù)拷貝。在 4 節(jié)點(diǎn)的實(shí)例中，僅需要 2.1 微秒，所有的計(jì)算機(jī)都會(huì)收到寫入實(shí)時(shí)反射內(nèi)存的數(shù)據(jù)。 反射內(nèi)存卡（節(jié)點(diǎn)）由本地內(nèi)存、PCI（或 PCIE、VME）接口，以及提供計(jì)算機(jī)訪問(wèn)和實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存網(wǎng)絡(luò)更新的仲裁邏輯組成。它可以與計(jì)算機(jī)總線連接，安裝在 VME、PCI/PCI-X、CPCI、PCIE 和其它標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中，這使得大多數(shù)工作站和單板計(jì)算機(jī)能夠通過(guò)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存連接，而不用考慮與背板接口的互通性。

飛機(jī)相關(guān)仿真：

- 空中客車公司將其用于基于 MATLAB/Simulink 的柔性飛行器半實(shí)物仿真，負(fù)責(zé)運(yùn)行飛行動(dòng)力學(xué)模型；

- 灣流宇航公司則將其應(yīng)用于飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)硬件在環(huán)仿真，Speedgoat 負(fù)責(zé)運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)模型；

- 賽斯納飛行器公司把它用于飛機(jī)剎車系統(tǒng)硬件在環(huán)仿真。

在這些案例中，反射內(nèi)存卡的高速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、主機(jī)負(fù)載輕、使用簡(jiǎn)單等特點(diǎn)得到了充分發(fā)揮，能夠滿足各種對(duì)實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)共享有高要求的系統(tǒng)需求，有效縮短了系統(tǒng)的研發(fā)周期，節(jié)省了人員支出，并增強(qiáng)了系統(tǒng)的健壯性。同時(shí)，它將軟件開(kāi)發(fā)人員從復(fù)雜的通訊協(xié)議中解放出來(lái)，使其不再為大批量的數(shù)據(jù)傳輸擔(dān)心帶寬和不確定的時(shí)延等問(wèn)題。