(SCI) - Technologie und Leistungsanalysen.pdf

7.5 Leistungsanalyse bei multiplen Sendern
In der Praxis wird man oft Systeme haben, die nicht aus elementaren SCI-Ringen
aufgebaut sind. Beispielsweise bietet es sich bei Datenerfassungen an, mehrere
Sensoren wegen der hohen Übertragungsrate von SCI in einem Ring
zusammenzuschalten und die zur Verfügung stehende Ringbandbreite aufzuteilen.
Die nachfolgende Leistungsanalyse untersucht dabei, wie stark sich die einzelnen
Sensoren, d.h. Sender gegenseitig beeinflussen.
Es wird der einfachste Fall von zwei Sendern S1, S2 und zwei Empfängern
E1, E2 in einem Ringe betrachtet, bei dem stationär S1 mit E1 und S2 mit E2
kommuniziert. Weiterhin soll S1 exemplarisch eine konstant niedrige Datenrate
von 10 MB/s aufweisen, während die Rate von S2 von Null bis zum Ringlimit
von 500 MB/s variiert wird. Bild 7.5.1 zeigt die Konfiguration von S1 und E1
bzw. S2 und E2, die untersucht wird (S1 ist der Sender mit der konstanten Datenrate).
S1 S2 E1 E2
Bild 7.5.1: Beispiel für multiple Sender (S1 und S2) in einem SCI-Ring.
Die Frage ist, welchen Durchsatz der zum zweiten Sender gehörende Empfänger
(E2) erzielen kann, während gleichzeitig eine andere Kommunikation (S1-
>E1) auf dem Ring stattfindet. Die Geschwindigkeit, mit denen beide Empfänger
Pakete aufnehmen können, wird zunächst so hoch gewählt, daß kein Retry-
Verkehr auftreten kann. Die Konfiguration zeigt dann das in Bild 7.5.2 dargestellte
Verhalten. Der Durchsatz von E2 steigt linear bis auf den Spitzenwert
von 267 MB/s an, der bei 350 MB/s Eingangsdatenrate erreicht wird, und fällt
dann auf einen konstanten Sättigungswert von 229 MB/s ab. Ab 350 MB/s Eingangsrate
treten Paketverluste auf. Zum Vergleich: beim elementaren SCI-Ring
wurde bei 450 MB/s ein Durchsatz von 333 MB/s erreicht. 267 MB/s bedeuten
eine Abnahme um 66 MB/s bzw. um 20%.
Das bedeutet, daß durch die Anwesenheit des ersten Senders (S1) der Durchsatz
der nebenläufigen Kommunikation (S2->E2) signifikant reduziert wird,
obwohl S1 mit 10 MB/s nur wenig Bandbreite benötigt. Der Grund dafür ist, neben
erhöhtem Aufwand bei den Bandbreiteallozierungsprotokollen, daß sich
die Umlaufzeit im Ring durch die Bypass-Fifos von S2 und E2 und deren Leitungslängen
um 2*(48+2)ns = 100 ns erhöht hat. Das ist eine Wert, der bereits
in derselben Größenordnung liegt wie Zeit, die nötig ist, ein Paket über eine
SCI-Link auszusenden (168 ns).
Die Latenzen verhalten sich bis zur Erreichen der Sättigung mit 2147 ns im
wesentlichen deterministisch. Die Latenz ist gegenüber der Einzelkommunika-
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