OPAL-RT 在使用多个仿真器、远程目标或需要集群机器以提高 I/O 或其他功能时，改善了用户体验。 这种高速链接被称为 称为 MuSE（多系统 扩展链路）。
最近，MuSE 的 OPAL-RT 产品负责人 Irène Pérès 与我们一起探讨了这款特殊附加组件的强大功能、灵活性、多功能性和用户友好性。
采访者（IV）：感谢您接受我们的采访，伊蕾娜！我的部分理解是，MuSE 是一种硬件扩展套件，允许多台机器集群，常用于增强可用的 I/O。你是这样描述它的吗？
Irène Pérès(IP)："MuSE确实涉及到一些硬件组件：光纤和SFP（Small联系表 Pluggable）收发器。然而，硬件只是冰山一角，MuSE 的精髓在于我们开发的软件层。我们需要解决的问题是：当用户需要的 I/O 通道超过一个机箱的可用通道时，我们如何才能方便地与其他机箱连接，以增加额外的 I/O 容量？
四：MuSE 已被用于往往使用大量输入/输出的行业仿真 如航空和航天--是吗？
IP："是的！我们最初开发该链接时考虑到了这些行业。但实际上，我们看到一种新的趋势，即在非常多样化的应用中，甚至在较小的系统中使用 MuSE。系统模块化连接的用户友好性是其可用性的一个非常有说服力的卖点。它让事情变得更加简单。举例来说，如果您有一个拥有 128 个 I/O 通道的 OP4510 模拟器，但需要更多的 I/O，您可以通过 PCIe 增加一个 OP4520 扩展机箱，将容量增加一倍，达到 256 个 I/O，但如果您需要更多呢？OP4510 是一个相当小的机箱，因此无法使用一个以上的 PCIe 卡。但现在，利用机箱前部的四个 SFP 端口，我们可以将四个 I/O 扩展机箱连接到 OP4510 上，这些机箱可以是任何类型的，甚至是更大的机箱，如具有 256 个 I/O 通道的 OP5607，从而成倍地提高 I/O 能力。
IV： 所以你的意思是可以将任何类型的 OPAL-RT 机箱与 MuSE 混合使用？
IP："的确如此！正如我提到的，我们使用 SFP 连接第三方设备（放大器、MMC 控制器），而且我们所有较新的系统上都已经有了 SFP 端口。因此，我们开发的软件与所有系统兼容，用户可以根据自己的要求和预算，建立由不同类型的仿真器 和扩展机箱组成的网络。例如，在我们的 OP5707 仿真器上，我们有 16 个 SFP 端口，因此可以连接 16 个 OP5607 机箱，每个机箱最多可有 256 个 I/O 接口。我们最近甚至升级了 OP5600 系列，增加了 MuSE 功能，新发布的 OP5650 配备了 Artix-7 FPGA 和 4 个 SFP 端口。
四：那么真的是：多达 4,096 个输入/输出连接？据你所知，我们做过类似的事情吗？
IP："好吧，让我们通过一些非常特殊的仿真 挑战，让你了解我们可以提供的灵活性和可扩展性。像这样的配置，PCIe 根本无法以用户友好的方式实现：
- 我们的一个客户需要扩展其 OP4510 模拟器（使用 RT-LAB），以便在测试台上对电力电子设备和电机进行实时控制。在这种情况下，增加四个 OP4200 集群后，他们就可以在 OP4510 的实时计算器上运行控制，同时试运行逆变器并收集 OP4200 上的测量数据；
- 另一个客户有两个设置，一个是装有四个 OP4520 的 OP5707，另一个是装有四个 OP4200 的 OP5707，均与HYPERSIM 一起运行。在这种情况下，远程设备距离模拟器约 100 米，客户需要使用预装在其建筑物内的光纤。我们无法像以前那样在设备之间添加实时同步电缆，考虑到这种设置，我们将实时同步信号集成到了 MuSE 链路中，因此现在所有通信都通过一条链路进行。
- 最后，我们的一位长期客户购买了我们的多个机箱（OP5600、OP4520、OP5707、OP4510），并希望在他们准备的一个大型项目中重复使用这些机箱。添加 MuSE 功能后，他们就可以将 OP4510 和 OP4520 连接到 OP5707 上收集测量数据，同时还能在需要时轻松断开 OP4510，将其用作其他实验中的独立机箱。
IV：我们已经谈了很多关于硬件的问题，但你提到软件层是链接的一个重要部分。就可扩展性而言，它究竟能带来什么？
IP："在模型准备和执行仿真过程中的可用性是我们的主要目标。过去，我们开发了一个通用的 Xilinx Aurora 接口，用户可以用它为我们的机箱准备 FPGA 比特流。但是，管理数据打包/拆包和协议的时序约束非常麻烦，而且我们也了解到，相比解决这些底层问题，用户显然对开发控制算法更感兴趣。现在，我们的 RT-XSG 工具箱在生成比特流的过程中就完全解决了 Aurora 在比特流中的集成问题。
"对于 CPU 模型，我们通过 RT-LAB 和HYPERSIM 界面简化了操作：用户只需通过图形用户界面添加远程单元。如果用户以后需要使用更多的远程单元，也无需更改模拟器的比特流--一切都已安排妥当。用户界面更加友好，这是一个巨大的进步！"
四：非常特别，我们都帮了他们。好了，我们所说的 MEA多电飞机），或者电动船，不难想象我们实际上需要 4,056 个连接器！鉴于一些交通和其他电子网络及基础设施的电气/电子复杂性日益增加，这一点不难想象。
IP："通过我上面向你们介绍的安装情况，我们知道这些设置工作可靠。了解了这一点，今后在可扩展性方面，更多的是时间和延迟的问题--在一个时间步长内能传输多少数据？但你需要考虑的因素与 PCIe 相同。我们在某些时候会遇到上限，但这并不是 MuSE 独有的限制，也不是 OPAL-RT 强加的限制。
四：就性能而言，光纤是否能减少延迟？
IP："事实上，消除延迟的并不是链路本身，而是我们不再需要使用一个或多个由机箱主板管理的 PCIe 插槽，以及不同机箱的不同 PCIe 互连卡和电缆。因此，通过使用 Aurora 链接，我们获得了更好的控制，剩下的唯一 PCIe 连接就是模拟器主板和模拟器内部 FPGA 之间的连接。其余的通信则直接发生在不同机箱的 FPGA 之间。我们还控制网络枚举、检测所连接机箱的数量和类型等"。
IV：根据您的经验，这是否是针对某类用户的高度专业化配置......？
IP："完全没有，甚至可能恰恰相反。以前，当我们使用 PCIe 连接时，用户不必担心，主板才需要担心。因此，我们希望 SFP 和光纤也能有同样的易用性。一般来说，用户只需将 SFP 接上电缆，然后在 RT-LAB 或HYPERSIM 中配置模拟器及其远程机箱即可。用户在模型中的交互方式与其他机箱相同，没有什么特别的编程。
四：据我所知，这不仅增加了机器的 I/O，还允许许多其他连接方案。因此，这不仅仅是线性的使用改进，而是指数级的改进。还会有其他发展吗？
IP：当然！我们实现了 CPU 模型和比特流准备的易用性。但我们现在正在处理用户所需的 FPGA 与 FPGA 通信的其他方面：分布在多个 FPGA 上的模型、与功率放大器和 MMC 控制器的通信等。我认为我们只是处于 MuSE 项目的第一阶段，还有很多有趣的功能等着我们去开发！
关于受访者
Irène Pérès 于 2001 年加入 OPAL-RT，一直参与 OPAL-RT仿真器开发工作，包括软件驱动程序、固件和硬件管理等方面。
她现在是产品经理和技术研究员，主要负责 OPAL-RT 多 FPGA 平台的发展。
从她早年的职业生涯（1990 年获得法国图卢兹保罗-萨巴蒂埃大学等离子体物理学博士学位）开始，她就对具有挑战性的复杂技术项目保持着浓厚的兴趣，并努力使这些挑战变得简单。