嵌入式處理器內(nèi)核和產(chǎn)生的費(fèi)用是兩個(gè)間接成比例的變量：更多的嵌入式處理器內(nèi)核導(dǎo)致成本降低，因?yàn)閮?nèi)核開始通過將任務(wù)分配給單個(gè)邊緣計(jì)算平臺(tái)來整合工作負(fù)載。雖然這種具有成本效益的措施成功地減少了分布式嵌入式系統(tǒng)的總數(shù)，但它只能通過準(zhǔn)確平衡計(jì)算核心及其各自的虛擬機(jī)來實(shí)現(xiàn)。這就是計(jì)算機(jī)模塊發(fā)揮作用的地方：當(dāng)與實(shí)時(shí)虛擬機(jī)配合使用時(shí)，計(jì)算機(jī)模塊 （COM） 可以幫助設(shè)計(jì)人員熟練地實(shí)現(xiàn)這種平衡。

隨著技術(shù)以越來越快的速度發(fā)展，人類比以往任何時(shí)候都更加依賴嵌入在設(shè)備、機(jī)器、機(jī)器人、車輛和機(jī)械中的系統(tǒng)，這些系統(tǒng)現(xiàn)在被信任來承擔(dān)越來越多的責(zé)任。因此，由于它們能夠以有效的方式自動(dòng)化工作負(fù)載，這些嵌入式系統(tǒng)不再像過去那樣簡單地管理給定的應(yīng)用程序；相反，它們現(xiàn)在還充當(dāng)著動(dòng)態(tài)和復(fù)雜的溝通渠道。出于這個(gè)原因，OEM 必須通過確保機(jī)密性和安全性來保護(hù)傳輸?shù)男畔?，尤其是?IP 操縱和盜竊方面。

也就是說，一個(gè)創(chuàng)新的想法是在位于主機(jī)操作系統(tǒng)上方的封閉容器中執(zhí)行各個(gè)功能，以確保明確定義對(duì)這些功能的訪問。然而，當(dāng)涉及到依賴于與其他實(shí)時(shí)通信的其他系統(tǒng)同步運(yùn)行的實(shí)時(shí)系統(tǒng)的不同行業(yè)中的眾多應(yīng)用程序時(shí)，這被證明是不完美的。事實(shí)上，這些系統(tǒng)通過時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) （TSN） 或 10BaseT1L 上的 TSN 實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)在一起，一直到分散式傳感器或執(zhí)行器，從而實(shí)現(xiàn)一致和順暢的通信。

一般來說，大型工廠，尤其是過程工業(yè)，將從基于 IP 的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)中獲益最多，因?yàn)閮删€ IP 協(xié)議已被證明有效，即使對(duì)于數(shù)公里外的設(shè)備也是如此。換句話說，一切都可以通過IP鏈接在一起，從而確保實(shí)時(shí)不間斷的傳輸。此外，lloT 邊緣服務(wù)器還可以訪問從這些系統(tǒng)中檢索到的信息，這些信息可以通過特殊容器輕松用于大數(shù)據(jù)分析。事實(shí)上，如今的分析大多在本地進(jìn)行，因?yàn)橛脩粼絹碓缴俚匾蕾囍醒朐七M(jìn)行存儲(chǔ)。然而，不應(yīng)受其他計(jì)算進(jìn)程影響的基于實(shí)時(shí)的應(yīng)用程序與此類容器不兼容。在這種情況下，需要適當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)管理程序技術(shù)，例如 Real-Time Systems 的 RTS 虛擬機(jī)管理程序——已經(jīng)在 congatec 作為特定 COM 的功能驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)選項(xiàng)提供。對(duì)于這樣的設(shè)置，多核處理器特別有利，因?yàn)榭梢酝ㄟ^多種不同方式定制多個(gè)內(nèi)核。更具體地說，每個(gè)內(nèi)核都能夠操作其虛擬機(jī)，該虛擬機(jī)由一個(gè)可以自主啟動(dòng)的操作系統(tǒng)組成。這種安排對(duì)雙核系統(tǒng)也很有效。因此，通過投資基于 COM 的設(shè)計(jì)，OEM 始終可以隨著整合的推進(jìn)調(diào)整內(nèi)核數(shù)量，并在需要更換模塊時(shí)通過替換模塊來成功運(yùn)行嵌入式系統(tǒng)。考慮到可以以多種不同方式定制多個(gè)內(nèi)核這一事實(shí)，多核處理器尤其具有優(yōu)勢(shì)。更具體地說，每個(gè)內(nèi)核都能夠操作其虛擬機(jī)，該虛擬機(jī)由一個(gè)可以自主啟動(dòng)的操作系統(tǒng)組成。這種安排對(duì)雙核系統(tǒng)也很有效。因此，通過投資基于 COM 的設(shè)計(jì)，OEM 始終可以隨著整合的推進(jìn)調(diào)整內(nèi)核數(shù)量，并在需要更換模塊時(shí)通過替換模塊來成功運(yùn)行嵌入式系統(tǒng)?？紤]到可以以多種不同方式定制多個(gè)內(nèi)核這一事實(shí)，多核處理器尤其具有優(yōu)勢(shì)。更具體地說，每個(gè)內(nèi)核都能夠操作其虛擬機(jī)，該虛擬機(jī)由一個(gè)可以自主啟動(dòng)的操作系統(tǒng)組成。這種安排對(duì)雙核系統(tǒng)也很有效。因此，通過投資基于 COM 的設(shè)計(jì)，OEM 始終可以隨著整合的推進(jìn)調(diào)整內(nèi)核數(shù)量，并在需要更換模塊時(shí)通過替換模塊來成功運(yùn)行嵌入式系統(tǒng)。

用于工作負(fù)載整合的開發(fā)套件

由 Congatec 和 Real-Time Systems 開發(fā)的用戶友好型工作負(fù)載整合套件可幫助用戶避免在首次使用模塊化邊緣服務(wù)器時(shí)遇到困難。這些可立即投入生產(chǎn)的英特爾認(rèn)證套件經(jīng)過定制，可滿足最新的多任務(wù)自動(dòng)駕駛汽車和基于視覺的協(xié)作機(jī)器人和自動(dòng)化控制的需求。當(dāng)與由 Intel? Xeon? E2 處理器和三個(gè)虛擬機(jī)組成的 congatec COM Express Type 6 模塊一起使用時(shí)，即用型平臺(tái)能夠重新加載系統(tǒng)應(yīng)用程序，同時(shí)允許實(shí)時(shí)應(yīng)用程序繼續(xù)運(yùn)行另一個(gè)不受影響的虛擬機(jī)。請(qǐng)放心：在 Windows 托管的虛擬機(jī)管理程序或容器上，您永遠(yuǎn)無法擺脫這樣的壯舉！

與時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)的兼容性

由于 5G 技術(shù)和 10+ GbE 網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)處理在觸覺互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中變得越來越重要，因此開發(fā)人員也一直在努力確保該套件支持時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)。時(shí)間感知整形 （TAS）、以太網(wǎng)上的虛擬 LAN （IEEE 802.1q） 以及通過精確時(shí)間協(xié)議 （PTP） 進(jìn)行的實(shí)時(shí)同步只是 TSN 技術(shù)遵循的眾多標(biāo)準(zhǔn)中的一部分。精確時(shí)間協(xié)議負(fù)責(zé)管理節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)調(diào)，基于主節(jié)點(diǎn)確定的時(shí)間設(shè)置。每個(gè)從機(jī)的時(shí)鐘保證在兩位數(shù)納秒間隔內(nèi)定義良好的高精度同步。然后根據(jù)這些時(shí)鐘上的讀數(shù)發(fā)出帶有時(shí)間戳的數(shù)據(jù)包。因此，這允許 PTP 網(wǎng)絡(luò)調(diào)整到相同的精度水平。因此，在 1219 Intel 以太網(wǎng)接口的情況下，不需要補(bǔ)充專用硬件或?qū)Ｓ袘?yīng)用程序，因?yàn)闀r(shí)鐘同步僅取決于這個(gè)基本元素?，F(xiàn)在可以從 congatec 或英特爾市場購買實(shí)時(shí)工作負(fù)載整合入門套件。

審核編輯：郭婷