Диссертация (1144013), страница 22
Текст из файла (страница 22)
В практической реализации задержка составляетполучается 220 наносекунд.Третья заявленная характеристика – размер буфера – является рекомендательнойхарактеристикой при проектировании сетевых контроллеров канального уровня истроится на основе анализа и системы.
Так как терять данные нельзя – буфер долженбыть больше или равен, количеству заявок. Несмотря на то, что заявки в канале не будутпотеряны из-за управления потоком – снизится пропускная способность, что мынаглядно продемонстрировали выше.Количество заявок в системе6050403020100минимально возможноеНа основе моделированиямаксимально возможноеНа основе физической реализацииРисунок 44.
Минимально возможное и максимально возможное количество заявокв системеРисунок 44 показывает количество заявок в системе, когда значение пропускнойспособности максимальное (или не более, чем на 2% отличается от него). Такимобразом – по модели было выведено, что реализация блока с меньшим количеством,чем 20 заявок в системе даст понижение пропускной способности. В реальности – числооказалось немного меньше ввиду того, что математическая модель создавалась наначальных предположительных данных, а физическая реализация подкорректировалаэти данные.
Максимальное же значение ограничено функцией кредитования.Произведем расчет процентиля размера буфера данных (рисунок 45). Оновычисляется по формуле 37, представленных в главе 2.98140120Размер буфера10080604020013579 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55Среднее количество заявок в буферахСреднее значениеПроцентиль 50Процентиль 70Процентиль 90Рисунок 45. Расчет процентиля размера буфераСреднее значение буфера соответствует примерно процентилю 65.
На основаниирассчитанных значений для каждого буфера вычисляется размеры очередей взависимости от процентиля значений, указанных в графике на рисунке 45.РезультатыРезультаты исследования SpaceWire легли в основу патента на полезную модельномер 117757 (устройство формирования DS-кода) и последующей реализацииизобретения с патентным номером 2485694 (устройство формирования DS-кода).3.3 Gigabit SpaceWireВерсия 1Перейдем к рассмотрению следующего сетевого контроллера.
Сетевойконтроллер Gigabit SpaceWire (GigaSpaceWire) первой версии является продолжениемтехнологии SpaceWire, претерпевшей ряд ключевых изменений. Вместо кодирования,которая использовалось в SpaceWire – было использовано новое кодирование 8b/10b,которое привело к изменениям действующих характеристик. Рассмотрим ключевыеизменения данного сетевого контроллера.По аналогии с прошлым сетевым контроллером рассмотрим его в соответствии стехническими характеристиками. Сетевой контроллер GigaSpaceWre передаетследующие типы символов:1.символ поддержки связи – высший приоритет – 10 бит;2.метка времени/ управляющий код (наивысший приоритет) – 20 бит;3.символ кредитования (10 бит);4.а) символ данных (10 бит);99б) символ конца пакета (10 бита);5.нуль символ (низший приоритет) – 10 бит.Если раньше символ поддержки связи был самым низшим приоритетом, то теперьон отсылается как символ с самым высоким приоритетом, однако его интенсивностьотправки постоянна и ограничена.
Следовательно, изменяется и модель, несмотря насхожесть с вышеозначенной моделью (Рисунок 46).Символподдержкисвязи, l1Символ меткивремени, l2Символкредитования,l3Конвейер S2Символ данных,l4Конвейер S4Символ концапакета, l5Конвейер S5Символ Null,l6Конвейер S6Конвейер S1Конвейер S3mS1Буфер S1mS2mS3mS4mS5Буфер S2Выборзаявок напередачуЗадержкикоммуникационной средыСортировказаявокБуфер S3Буфер S4Буфер S5Буфер S6m'S1m'S2m'S3m'S4m'S5m'S6mS6Рисунок 46.
Построенная модель контроллера канального интерфейсаGigaSpaceWireКак и в первом контроллере - символы более высокого приоритета не могутпередаваться раньше конца передачи символа. Полезной информацией для данногоконтроллера являются непосредственно метка времени/управляющий код, и символданных. Остальные типы символов являются символами канального уровня и непередаются на вышележащие уровни.В данном блоке используется относительная система кредитования для блокаGigabit SpaceWire первой версии, которая позволяет передавать одновременно неболее 56 байт данных или концов пакета. В качестве символа кредитованияиспользуется символ кредитования. Данный символ кредитует 8 слов данных иликонцов пакета, т.е. сообщает передающей стороне о том, что она может отправить 8символов данных.Отметим, что в описании данного контроллера использовалось техническоезадание и он характеризовался повышенными характеристика по сравнению спередатчиком SpaceWire – теперь передача осуществляется при частотах до 625 МГц,и длине кабеля, не превышающего 20 метров.Учитывая вышенаписанное – можно констатировать тот факт, что временаотправки для всех заявок составляет 10 битовых интервалов и только дляуправляющих кодов – 20.
Плюс – добавлена дополнительная составляющая в видесимвола высокого порядка. Преобразуя формулы по вышеозначенному принципу, мыполучим следующие конечные условия:100отпр пост(100⎧общ = пост +++ 20 +1⎪−пост⎪отпр пост(100⎪++ 10 +⎪общ = пост + 1(1−10−⎪пост⎪отпр пост(100⎪общ = пост +++ 10 +1(1 − 10⎪−пост+ 200 + 100 + 100 + 100 + 100 )1++1(1 − 10 )(1 − 10 − 20 )−отпр+ 200 + 100 + 100 + 100 + 100 )1++1− 20 − 10 )(1 − 10 − 20 − 10 − 10 )−отпр+ 200 + 100 + 100 + 100 + 100 )1++1− 20 − 10 )(1 − 10 − 20 − 10 − 10 )−отпр общ + общ ≤ 5611 < max;пост отпр11 < max;пост отпр10 + 20 + 10 + 10 + 10 + 10 < 1 +≤7⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩Количество заявок будет рассчитывать по формуле Литта, и, соответственно,пропускная способность по формуле 41. Символ поддержки связи отправляется каждые320 битовых интервалов, о чем прямо указано в стандарте.
Частота передачи будетравна максимальному значению – 625 МГц, длина кабеля – 20 метров.Все дальнейшие расчеты будем делать, исходя из предыдущих конечных выводов.Для заявок данных ключевым параметром является пропускная способность, вторым поважности – размер буфера. Для заявок меток времени – ключевым параметром являетсязадержка.450,00400,00Задержка, bt350,00300,00250,00200,00150,00100,0050,0010,0010,2610,5310,8111,1111,4311,7612,1212,5012,9013,3313,7914,2914,8115,3816,0016,6717,3918,1819,0520,0021,0522,2223,5325,0026,6728,5730,7733,3336,3640,0044,440,00Интенсивность, 1e-3На основе моделированияна основе физической реализацииРисунок 47.
Задержка меток времени при повышении интенсивностиКак показывает рисунок 47 – задержка метки времени не изменяется так же, как впредыдущем контроллере. Это объясняется наличием заявки с более высокимприоритетом в системе, с которой происходит постоянное взаимодействие. Из-за этогопроисходит задержка метки времени в системе и как следствие – метка времени непосылается на максимальной интенсивности.
Время передачи составляет 130 битовых101интервалов, что в абсолютных числах дает 208 наносекунд, а в физической реализацииполучается 177 наносекунд.Проведем несколько тестов на пропускную способность для заявок данных.Пропускная способность в однонаправленном режиме показана на рисунке 48.500,00484450,00472Пропускная способность, Мбит/c400,00350,00300,00250,00200,00150,0025,0025,6426,3227,0327,7828,5729,4130,3031,2532,2633,3334,4835,7137,0438,4640,0041,6743,4845,4547,6250,0052,6355,5658,8262,5066,6771,4376,9283,3390,91100,00интенсивность, 1e-3На основе моделиНа основе физической реализацииРисунок 48. Пропускная способность для заявок данных при однонаправленномрежимеПропускная способность в дуплексном режиме показана на рисунке 49.Пропускная способность, Мбит/c440,00431390,00340,00413290,00240,00190,00140,0020,0020,4921,0121,5522,1222,7323,3624,0424,7525,5126,3227,1728,0929,0730,1231,2532,4733,7835,2136,7638,4640,3242,3744,6447,1750,0053,1956,8260,9865,7971,4378,1390,001e-3 физической реализацииНа основе моделирования Интенсивность,На основеРисунок 49.
Пропускная способность устройства в дуплексном режиме102Пропускная способностьНа этих графиках (49 и 50) явно видна корреляция физической реализации имодели. Из чего можно сделать вывод, что корреляция физической и поведенческоймодели практически совпадает. Так же, на основании графиков 47, 49 и 50 можносделать вывод, что основную задержку в данном тесте (если остальные блоки нетормозят обработку и сразу обрабатывают информацию, которая поступает) вносит блоквыбора, задержки которого и приводят к возрастанию времени обработки заявки и, какследует из формулы Литта и количеству заявок в системе и, как следствие, влечетувеличение размера буфера. Если же предположить, что, например, принимающаясторона оказывает дополнительную задержку, то ситуация довольно быстро изменится.Для этого рассмотрим зависимость пропускной способности от интенсивности работыприемной системы (Рисунок 50).450,005000,00400,004500,00350,004000,003500,00300,003000,00250,002500,00200,002000,00150,001500,00100,001000,0050,00500,000,00250,00138,8996,1573,5359,5250,0043,1037,8833,7830,4927,7825,5123,5821,9320,4919,2318,1217,1216,2315,4314,7114,0413,4412,8912,3811,9011,4711,0610,6810,330,00Интенсивность обработки, 1e-3Пропускная способностьСредняя задержкаРисунок 50.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
