在冷軋、熱軋等一些工業自動化應用領域，對于壓力、轉速有著極為嚴苛的規定要求，必須在極短的時間內將數據傳輸至下一個節點控制工程網版權所有，進行實時精確的參數調節，微小的延時就會造成生產誤差和嚴重浪費。目前，現場總線、以太網的性能尚不能完全滿足此類高度確定性、高度時間性要求的應用需求。GE智能平臺針對嚴苛的仿真、過程控制和數據采集推出的反射內存技術恰恰彌補了這種不足，以其確定性、低延遲、高速內存共享等特點符合了實時性很高的環境需求。

低延遲性  反射內存是種基于2.12G波特率的高速網絡，最大傳輸速率可達174Mbyte/s。GE智能平臺嵌入式系統應用工程師邵劍鋒介紹，在反射內存光纖環網中，當數據寫入本地反射內存備份，高速邏輯同步將其傳輸至環狀網絡的下一個節點，并可以隨時在任何節點插入數據。每個節點存儲從前一個節點接收的數據，數據包解包檢查錯誤并將這個新數據寫入本地備份，然后將其發送至環網的下一個節點。當數據包完成數據流環繞返回至初始節點時便會被從網絡中移除。通過這種方式，每臺計算機便可始終擁有共享內存集的最新本地備份，沒有軟件延遲，硬件延遲微乎其微。如圖1所示，四個節點中所有計算機只需2.1μs便可接收到寫入反射內存中的數據。這種低延遲性能對于構建實時系統(例如模擬器、PLC控制器系統、試驗臺或高可用性系統)起著至關重要的作用。

作為一種特殊類型的共享內存系統，所有CPU寫入該公共內存空間的訪問都將被復制到網絡中的其他節點上，最多可連接多達256臺計算機。每個子系統均享有充分且不受限制的訪問權限。

除了環形結構，反射內存數據交互星形拓撲是一個發展方向，能使同步性更高。通過使用光纖集線器，即使節點中斷已經關閉，集線器仍會自動地繞過終止操作的任何網絡節點繼續傳輸，每臺聯網的計算機始終具有網絡共享內存集合的本地最新備份，備份節點可以通過使用與失效的系統一樣的內存來無縫地接管處理工作，以減少意外停機可能對生產率、盈利能力和性能產生的嚴重影響。

能否被取代？ GE反射內存提供了通過光纜以2.12Gbaud速率運行的數據插入環形架構網絡，節點間距離可達10公里（單模）/300米（多模）。邵劍鋒說：“相比百兆、千兆以太網，反射內存具有更高的實時性，相鄰兩個節點最長延遲不超過750納秒，而以太網、現場總線目前都無法滿足此要求，千兆以太網（包括協議報頭）的速率只有100MB/s。”（見圖2）由于IP協議費用、尋址和內存寫入次數等限制，采用以太網等其他網絡技術要達到相同的延遲也是相當困難的。

那么，工業萬兆以太網的發展是否將對反射內存網絡造成沖擊呢？邵劍鋒認為，目前工業現場應用更多的仍是百兆、千兆工業以太網，萬兆應用停留在服務器層面。萬兆工業以太網在工業現場大規模應用從長遠來講是可能的，但是仍需較長時間，而GE目前也正在積極研發速度可以達到10G的光纖技術，以進一步滿足實時性要求更嚴苛的環境應用。

此外CONTROLENGINEERINGChina版權所有，反射內存不依靠任何網絡協議技術www.cechina.cn，可確保合適的連通性，不存在附加負載限制或終端規則，這也是其一大優勢。“反射內存硬件可用于VME、PCI/PCI-X、PMC、PCIExpress和其他各種格式，這樣便允許單獨的反射內存網絡連接不同總線，設計和實施方案不需要考慮太多的系統兼容問題，可以組建自適應系統，方便現場系統組建和擴展。”邵劍鋒說，“另外，有協議就意味著CPU開銷，數據會在傳輸過程中有所損失，而反射內存網絡能傳輸裸數據，極低的數據延遲，傳輸數據確定性有效性更高，CPU開銷更小。”反射內存透明地監測、復制數據，這樣便能在無軟件開銷的情況下共享該數據，與傳統通訊方式的附加開發時間、測試、維護、文檔編制和附加CPU要求所產生的成本相比，更加經濟高效。

適用范圍  既然反射內存有這么多優勢，是否適用于所有的工業環境應用呢？答案是否定的。反射內存技術是GE獨特的實時網絡技術，可以和GE其他嵌入式平臺結合組建實時系統，實現遠程數據實時傳輸，用于所有使用以太網、光纖通道或其他串行網絡將計算機或可編程邏輯控制器連接在一起的應用場合，如實時的飛行仿真器、電訊、高速過程控制（軋鋼廠和制鋁廠）、高速測試和測量系統等，但并非適用于所有應用場合。“反射內存與以實時交互作用為首要關注因素的系統關系最為緊密。在需要低延遲與高度通信的系統中，雖然反射內存板價格高于性能較低的硬件，但卻能通過極高的功能性和易用性帶來豐厚回報。”當然，邵劍鋒也表示，對于一些對實時性要求并不嚴苛的工業環境應用，加上生產成本的考慮，可以采用傳統的控制方式達到預期的生產目標。所以，“反射內存尤其適用于對數據傳輸高速、實時、確定性要求極高的場合。數據環網中允許多達256個節點，完全能滿足工業環境和仿真環境的應用需求。”（PCI5565）

實時精確控制生產  反射內存憑借低延遲和確定性成為冶金、鋼鐵、交通等許多實時性嚴苛應用的最佳解決方案，比如用于提高PLC控制鋁軋的操作性能，控制軋鋼的快速流程。在3500英尺/分鐘的軋鋁機上，標準PLC控制環路的響應時間可允許在執行器響應之前能夠通過2至3英尺的鋁材，這些執行器在鋁材上施加和釋放壓力以獲得不同的鋁材厚度。通過利用反射內存，與軋機相關的數據被輸入PLC，PLC迅速將數據寫入反射內存的存儲器中，從而將數據發送至獨立的VME計算機系統以傳輸復雜的控制運算法則。系統通過簡單的反射內存寫入命令將輸出控制數據發回至PLC中，數據傳輸與計算速度極快，以至于PLC運行控制回路不會出現任何延遲。“如果出現延遲，會使鋼的薄厚尺寸無法達到既定的要求，造成部分尺寸的成本浪費。基于VME高級控制系統的反射內存可確保實時精確控制，將響應時間縮短到4英寸控制工程網版權所有，提高產品質量。”(PCI-5565)

邵劍鋒表示：“相比PLC系統，反射內存具有更好的實時性，可以實現更快的系統響應，成本比較高，但是兩者并不沖突。反射內存是對傳統PLC控制的補充，可根據生產實際要求決定選用哪種。再如系統冗余，利用反射內存在幾微秒內可將停止運作機器里的數據恢復到備份中，這在PLC控制中也大量使用。”（反射內存網）