客戶操作系統(tǒng)在主節(jié)點訪向設備處理器進人根模式

客戶操作系統(tǒng)在主節(jié)點訪向設備處理器進人根模式，經(jīng)過虛擬機退出模塊和指令解析模塊將需要模擬執(zhí)行的指令保存在ioreq 結(jié)構(gòu)中，然后主節(jié)點的1/0設備模型模塊對這個IO指令ioreq 結(jié)構(gòu)進行模擬執(zhí)行，并且將指令返回的信息更新到ioreq結(jié)構(gòu)中，然后虛擬機進人模塊將ioreq結(jié)構(gòu)中的信息更新客戶操作操作系統(tǒng)中，處理器進人非根模式，客戶操作系統(tǒng)繼續(xù)運行。 客戶操作系統(tǒng)在從節(jié)點發(fā)起設備訪問請求，系統(tǒng)分成二類設備請求進行處理: 非訪存類10指令，訪存類1/O指令,DMA指令，下面介紹這三類指令的實現(xiàn)方式： 1.非訪存類I/O 指令訪問模式 非訪存類I/O 指令訪問模式采用指令傳輸、遠程執(zhí)行、結(jié)果返回這種方式實現(xiàn)從節(jié)點對主節(jié)點虛擬設備I/O端口的訪問。 主節(jié)點接受到來自從節(jié)點的ioreq 請求，調(diào)用IO設備模型對此ioreg 進行模擬執(zhí)行，將返回的數(shù)據(jù)寫到ioreq結(jié)構(gòu)中，同時將此ioreg 結(jié)構(gòu)發(fā)回請求節(jié)點，請求節(jié)點接受到此ioreq結(jié)構(gòu)后，將此ioreq 結(jié)構(gòu)信息更新到客戶操作系統(tǒng)中，然后引起虛擬機進人，此次從節(jié)點發(fā)起的非訪存類1O指令就執(zhí)行完成。 2. 訪存類1/O 指令訪問模式 因為系統(tǒng)中所有對于內(nèi)存的訪問均由DSM 統(tǒng)籌處理，所以訪存類1/O指令執(zhí)行時必須經(jīng)過DSM.從節(jié)點解析此訪存類I/O指令。發(fā)送DSM 請求，此請求主要是讓DSM將所要訪問的頁面定住(pin)，防止DSM 將此頁面遷往其他節(jié)點，或者其他節(jié)點的程序訪問此頁面。當DSM 模塊pin住此頁面之后，就可以像主節(jié)點那樣訪問此MMIO內(nèi)存區(qū)域訪問完成之后需要unpin 此內(nèi)存區(qū)域。 3.DMA 指令訪問模式I/O指令 從節(jié)點發(fā)起一個IDE DMA 指令，主節(jié)點的跨節(jié)點1/0請求服務例程接收到這個DMA ioreq之后，調(diào)用主節(jié)點處理DMA ioreq 模塊進行處理，然后IDE DMA 處理模塊被調(diào)用執(zhí)行。

分布式遠程IO模塊的技術特點

1、減少控制盤臺的數(shù)量

采用分布式遠程IO模塊對鍋爐、汽機、發(fā)電機等設備的金屬溫度進行監(jiān)測可以減少控制盤臺的數(shù)量，縮小控制室面積和空間使控制室整齊美觀，而且可有效提高視點的可靠性、測量精度。

2、減少了安裝費用

分布式遠程IO模塊比DCS更節(jié)約硬件設備，使用分布式遠程IO模塊，可以大量的減少安全柵、隔離器、遠程IO模塊、現(xiàn)場電纜和接線端子，這樣就節(jié)省了IO裝置以及安裝這些裝置的機柜和空間，減少了安裝費用。

遠程IO模塊

3、可靠性

分布式遠程IO模塊的安全柵、隔離器、端子柜、IO模件、現(xiàn)場電纜和接線端子的數(shù)量大大減少?，F(xiàn)場信號采用數(shù)字傳輸，大大提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。這些因素均使分布式遠程IO模塊可靠性得到了提高！

4、維修性

由于現(xiàn)場級徹底分散，同時大量的減少安全柵、隔離器、I/O模件、現(xiàn)場電纜和接線端子。因此分布式遠程IO模塊大大提高其維護性能。

5、分散性

與傳統(tǒng)的DCS相比較，分布式遠程智能I/O體現(xiàn)了更徹底的分散性，它每20通道的數(shù)據(jù)采集處理都才用獨立的電源、CPU，因此故障也被分散。即使任何一個前端的故障也不影響其他前端的正常運行。

6、環(huán)境適應能力

分布式遠程IO模塊環(huán)境溫度為-20℃—70℃，防護等級為IP56，因此適用于鍋爐頂部等溫度環(huán)境比較惡劣的場所。

工業(yè)以太網(wǎng)分為三個類型

根據(jù)從站設備的實現(xiàn)方式，可將工業(yè)以太網(wǎng)分為三個類型：

　　1：采用通用硬件和標準TCP/IP協(xié)議。Modbus/TCP、PROFInet/CbA、Ethernet/IP均采用這種方式。使用標準TCP/IP協(xié)議和通用以太網(wǎng)控制器，所有的實時數(shù)據(jù)（如過程數(shù)據(jù)）和非實時數(shù)據(jù)（如參數(shù)配置數(shù)據(jù)）均通過TCP/IP協(xié)議傳輸。其優(yōu)點是成本低廉，實現(xiàn)方便，完全兼容標準以太網(wǎng)。在具體實現(xiàn)中某些產(chǎn)品可能通過更改或優(yōu)化TCP/IP協(xié)議以獲得更好的性能，但實時性始終受到底層結(jié)構(gòu)的限制。

　　2：采用通用硬件和定義實時數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。EthernetPowerlink、PROFInet/RT采用這種方式。采用通用以太網(wǎng)控制器但不使用TCP/IP協(xié)議來傳輸實時數(shù)據(jù)，而是定義了一種專用的包含實時層的實時數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，用來傳輸對實時性要求很高的數(shù)據(jù)，TCP/IP協(xié)議棧可能依然存在，用來傳輸非實時數(shù)據(jù)，但是其對以太網(wǎng)的讀取受到實時層的限制，以提高實時性能。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是實時性較強，硬件與通用以太網(wǎng)兼容。

　　3：采用專用硬件和自定義實時數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。EtherCAT、PROFInet/IRT、SERCOS-III采用這種方式。這種方式在第二類的基礎上使用專有以太網(wǎng)控制器以進一步優(yōu)化性能。其優(yōu)點是實時性強，缺點是成本較高，需使用專有協(xié)議芯片、交換機等。