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在EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)托卡马克实验装置中,数据通讯的实时性衡量着等离子体控制系统PCS(Plasma Control System)的控制性能,该系统的实时通讯网络依托Myrinet网络实现系统内实时处理器间数据通讯,以Myrinet网络为基础对通讯相关接口函数进行层层封装,最后为PCS控制算法提供了面向物理处理器及通讯方式透明的多CPU间实时通讯API,从而简化了算法程序中通讯部分代码的使用和维护工作。本文从以上几个角度对PCS系统的实时通讯代码结构进行层层分析,对各层的实现逻辑进行了研究。 单机版PCS利用多核技术来提高PCS数据通讯的效率,由于单机系统的数据交换可在本机内存内进行,从而摆脱对实时通讯网卡的依赖,无论是效率还是成本相较于传统的PCS集群都更为理想。单机版等离子体控制系统包括一个主节点和一个实时节点,二者之间用以太网实现信息交换;六个实时处理器全部部署在一台实时节点上,处理器在实时算法运行过程中通过共享内存方式实现数据实时交换。根据这一设计思想,本文就单机版等离子体控制系统的通讯体系结构进行了设计与实现,并对该系统进行了硬件测试。 PCS依托反射内存网络与装置中其它系统进行数据通讯,其可以实现数据在系统间低延迟、无失真地传输。为了提升PCS系统中数据通讯的效率并进一步降低该系统的通讯延迟,本文针对数据通讯延迟问题进行了理论及实际测试,根据测试结果设计并实现了利用线程并行化的方式来平衡处理器负载并提高处理器间合作协调性,从而提高系统的时效性,进一步降低了PCS的延迟。经测试,PCS可以将时钟周期降低到过去的一半,系统的延迟也降低到30微秒以下。