A mai ipari rendszerekben egyértelműen megfigyelhető az a tendencia, hogy az adatok cseréje egyre többféle csatornán keresztül történik, és egyre inkább összekapcsolódnak a PLC-ken és ipari számítógépeken futó gyári rendszerekkel. Erősebb és gyorsabb kommunikációra van szükség olyan alkalmazásokban, mint az intelligens állapotfigyelők, a gépvezérlők, az eszközkövetők, az orvosi monitorok, valamint az új, elektromos járművekkel (EV) kapcsolatos alkalmazások, ideértve az ipari önvezető járműveket (AGV) és a robotikát is.
A nagyobb összekapcsoltság iránti igény jelentős kihívások elé állította a rendszertervezőket, mert pontosan meg kell határozni a különböző alrendszerek közötti adatáramlást, és kezelni kell a különféle kommunikációs technológiákat. Ezek közé tartozhatnak az érzékelők, a vezérlőbuszok, a HMI-interfészek, a külső mobil eszközök és a felhő. Ugyanakkor a szoftvermérnököknek is meg kell küzdeniük a rendszer inicializálásával járó kihívásokkal, amelyek jelentősen bonyolultabbá váltak a protokollok és interfészek hatalmas száma miatt, amelyeket most már a célhardverhez igazodva kell megfelelően konfigurálni.
Ahhoz, hogy ezeket a kihívásokat hatékonyan kezeljék, a rendszertervezőknek és a szoftverfejlesztőknek egyre hatékonyabb eszközökre van szükségük, amelyek segítségével egyszerűsíthetik a szoftverbevezetést, így lerövidítve a piacra lépés idejét és csökkentve a fejlesztési költségeket. Mivel az elosztott, több interfésszel rendelkező rendszerek összetettsége folyamatosan növekszik, egyre fontosabbá válik, hogy olyan eszközök álljanak rendelkezésre, amelyek órákat takaríthatnak meg a szoftverfejlesztés során, miközben csökkentik a kezdeti fejlesztési költségeket és a jövőbeli projektek ráfordításait is.
Zökkenőmentesebb kommunikáció
Bármely adatkezelő rendszer alapvető követelménye a többféle interfész és protokoll közötti megbízható kommunikáció. Ide tartoznak az EtherCAT, az OPC-UA és más protokollok gyári szinten, valamint a CAN-busz, az I2C, az RS485, a helyi vezeték nélküli kapcsolatok, például a Bluetooth, és még sok más.
Ráadásul, mivel a végfelhasználói igények egyre növekednek, és a szervezetek a digitális átalakulás irányába haladnak, ezeket a rendszereket egyre inkább úgy tervezik, hogy nagyobb kiberfizikai rendszereken belül peremkészülékként működjenek. Ma már elvárás, hogy szűrjék és feldolgozzák az adatokat, időkritikus döntéseket hozzanak, valamint együttműködjenek más peremkészülékekkel és a felhőben futó alkalmazásokat tároló szolgáltatásokkal – például elemzési, gépi tanulási, digitális iker és OTA (Over-the-Air) frissítési szolgáltatásokkal. Ennek eredményeként a támogatni szükséges csatlakozási technológiák közé tartozik az Ethernet és a mobilhálózat, miközben az IoT világában általánosan használt protokollok, például az MQTT és a ZeroMQ segítségével kommunikálnak.
Ezen tendenciák folytatódásával a beágyazott rendszerek szerepe is változik: egyre inkább elosztott, több interfésszel rendelkező rendszerekké válnak, amelyek összetett és időigényes mérnöki kihívásokat jelentenek a fejlesztőcsapatok számára. A rendszertervezői szinten az olyan feladatok, mint például az adatáramlások meghatározása, jelentősen bonyolultabbá és igényesebbé váltak, és egyre nagyobb szükség van a csatlakozások gondos összehangolására a robusztusság és a megbízhatóság biztosítása érdekében.
A szoftverfejlesztés szintjén a célplatformon történő interfész-inicializálás részleteinek kidolgozása jelenleg időigényes, fáradságos és ismétlődő feladatokat jelent. Ha például jeleket kell továbbítani a CAN-ről vagy egy terepi buszról egy végponthoz – például egy HMI-kijelzőhöz vagy egy felhőalapú telemetriai átjáróhoz –, akkor ehhez bonyolult csatlakoztatásra, útválasztásra és átalakításra van szükség. Az ilyen feladatokat egyre nehezebb kezelni a hagyományos módszerekkel, amelyek gyakran több tízezer vagy százezer sor sablonos és alapvető összekötő kód írását jelentik.
Röviden: a beágyazott rendszerek fejlesztőcsapataira nehezedő követelmények gyorsan változnak, ezért egyre hatékonyabb eszközökre van szükség a kihívások leküzdéséhez és a projektek gyorsabb befejezéséhez.
Automatizált kódgenerálás
Mivel a már bevált technikák és eszközök már nem bizonyulnak elegendőnek ezeknek a kihívásoknak a kezeléséhez, a TeleCANesis Inc. létrehozott egy konfigurálható futásidejű magot, amelyet olyan rendszertervezőknek és szoftvermérnököknek szánt eszközök támogatnak, amelyek segítségével a magot az adott alkalmazáshoz igazíthatják, és ezeket a jeleket könnyedén integrálhatják különböző végpontokba.
A TeleCANesis megoldás egy olyan szoftverkörnyezet, amely automatizált kódgenerálást, jelmegjelenítést és megbízható futási teljesítményt biztosít, lehetővé téve a rendszercsomópontok gyors összekapcsolását szabványosított kommunikációs interfészek és protokollok segítségével. A szoftverfejlesztés hatékonyságának növelésével a TeleCANesis beágyazott hálózati eszközkészlet a becslések szerint akár 70%-kal is csökkentheti a fejlesztési költségeket.
A TeleCANesis lean middleware platformot úgy tervezték, hogy a fejlesztők gyorsabban tudják piacra vinni termékeiket; három fő összetevőből áll:
- TeleCANesis Engine: egy konfigurálható futásidejű mag, amely biztosítja a csatlakozáshoz és a protokollkonverzióhoz szükséges összes szolgáltatást
- TeleCANesis Hub, egy rendszerarchitektúra szintre orientált webalkalmazás, amely biztosítja a gyors rendszertervezést és inicializálást. A Hub automatizált kódgenerálást használ a HMI, a szolgáltatások és az alkalmazások végpontjaihoz tartozó kapcsolódások létrehozásához. Egyszerűsíti a hardver, a busz elrendezések, a protokoll leképezés és az üzenetirányítás konfigurálásának folyamatát
- TeleCANesis Builder, egy mérnökbarát VSCode kiterjesztés, amely segít a felhasználóknak a TeleCANesis-alapú technológiát integrálni a kódbázisukba.
Lépést tartani a technikai változásokkal
Az új platform architektúrája lehetővé teszi új funkciók hozzáadását anélkül, hogy alapvető átalakításra lenne szükség; emellett olyan magasabb szintű bővítmények használatát is támogatja, amelyek hozzáadott értéket nyújtanak olyan kihívások kezelésében, mint például a mezőgazdasági és nehézipari járművekben gyakran használt J1939 és ISOBus alkalmazásszintű domain-protokollok, a hajózási rendszerekben alkalmazott NMEA 2000, valamint a szabadidős járművekben használt RVC.
A TeleCANesis által támogatott hardveres buszok között megtalálható a CAN, a GPIO és a Modbus, valamint olyan protokollok, mint az MQTT, a ZeroMQ és a REST, rugalmas adatformátumokkal (JSON, BSON, CAN, RAW és mások). A megoldás emellett zökkenőmentesen integrálható olyan HMI-környezetekbe, mint a Crank Storyboard, a DiSTI GL Studio, a Slint és a Unity. Ez azt jelenti, hogy a mérnökök mostantól megbízható módszerekkel oldhatják meg a kapcsolat létesítését (handshake) ezekkel a rendszerekkel, megkönnyítve az integrációt kódgenerálás segítségével, és megszüntetve a végpontok kézi összekapcsolásának terhét. A felhasználók biztosak lehetnek abban, hogy kódjuk megfelel a funkcionális biztonsági előírásoknak, mint például az IEC 61508, az ISO 26262 és az ISO 60601, valamint a legújabb kiberbiztonsági ajánlásoknak.
Ezen felül a TeleCANesis platform képes gyorsan alkalmazkodni más beágyazott rendszerkomponensek – például üzenetközvetítők, beágyazott szolgáltatásalkalmazások, operációs rendszer-funkciók és hardverkapcsolatok – beépítéséhez. Ez a rugalmasság azt jelenti, hogy a fejlesztők mostantól képesek lépést tartani a technikai változásokkal, és szükség szerint bővíthetik rendszerüket, hogy megfeleljenek az új piacok és alkalmazások kihívásainak. A TeleCANesis szoftverfejlesztői készlet (SDK) keretrendszert biztosít bővítmények létrehozásához, amelyekkel egyedi protokollok vagy átviteli interfészek integrálhatók.
Az adatáramlások egyértelmű meghatározása és a hálózati összeköttetés biztosítása alapvető követelménnyé vált a mai csúcstechnológiás beágyazott rendszerek tervezése során. A TeleCANesis platform alternatívát kínál a hagyományos módszerekkel történő, egyre összetettebb és egymással összekapcsolt rendszerek időigényes fejlesztéséhez. Mostantól a szoftverfejlesztő csapatok hatékonyabban dolgozhatnak, így a fejlesztők a termékeket megkülönböztető funkciókra összpontosíthatnak, és gyorsabban juttathatják piacra termékeiket.
További információk a TeleCANesisről: https://telecanesis.com/
