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将工业虚拟化整合在一个小箱内

将几个分散的系统整合到一台机器上提供了一个极佳的方式来降低尺寸和成本,可更快、更高效地推出新产品。 在工业领域,很多应用都需要实时性能,或需要具有非常可预测的执行能力。 确
关键词: 工业虚拟化
时间:2014-05-30 00:16 来源:英特尔 作者:企业供稿 点击:

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将几个分散的系统整合到一台机器上提供了一个极佳的方式来降低尺寸和成本,可更快、更高效地推出新产品。 在工业领域,很多应用都需要实时性能,或需要具有非常可预测的执行能力。 确保这些实时性能需要将重要工作负载安全分区到多个虚拟机上。

 

为了简化这方面的努力,英特尔最近推出了英特尔®工业解决方案系统整合系列。这是首款预集成预验证嵌入式虚拟化产品,使客户能够在一台机器上合并和管理多个分散的系统(图1)。该工具包现已通过经销商发售,包括Avnet和Arrow(英特尔®物联网解决方案联盟的Associate级成员),可以帮助开发人员显著加快虚拟化工业系统的开发。

 

图1. 英特尔®工业解决方案系统整合系列提供了一个应用就绪的虚拟化平台,可将多个工业功能整合到一个单一的系统中。

 

作为一个"现成"的系统,该工具包包含一个工业级PC(IPC),搭载了一个低功耗的四核英特尔®酷睿™ i7处理器和英特尔®虚拟化技术(英特尔®VT)。已加载了一个生产就绪的虚拟化软件堆栈,提供了三个预配置的虚拟机(VM),运行实时和嵌入式操作系统组合。开发人员可以利用两个Wind River VxWorks*实时操作系统实例运行有实时性能要求的应用程序,同时在Wind River Linux* 5.0上运行嵌入式和/或通用应用程序。

 

本文介绍了此工具包的主要优点、潜在应用及一些关键部件。 文中还提供了它在钢铁、冶金、石油化工、制造业及交通运输业的安全网关解决方案中的使用示例。 最后介绍了如何获得该开发工具包和生产工具包,以开始整合您的工业计算设备。

 

提供整合优势的工业应用

传统的嵌入式控制系统往往是由一些中小型微控制器链接到主监控系统(SCADA)组成的网络。 除了这些嵌入式控制系统外,另还使用一台运行通用桌面操作系统的工业PC来提供图形用户界面/人机界面,并连接到企业系统。 这些分散的系统导致了不同的硬件供应商、软件开发工具链和操作系统。 英特尔系统整合系列通过将这些系统整合到一个单一的平台上,可实现显著的成本节约和效率:
-通过利用多核处理器和嵌入式虚拟化减少了材料和复杂性
-通过减少攻击面和安装、提供及管理的设备数量,简化了安全和管理。
-通过减少子系统的数量,减少了故障点,更方便维护和维修,并最终减少了故障时间,提高了可靠性
开发人员可以使用该工具包:
-通过将人机界面、可编程逻辑控制器(PLC)、工业计算和远程I/O终端集成到单个系统中,可减少贴片机设计的复杂性(例如用于包装表面贴装元件 - 参见图2)。
-通过整合工业PC、人机界面、PLC、远程I/O终端,以及一个运行实时操作系统的数据汇集器,可简化管理并提高变电站的能源供应和质量监测系统的可靠性(见图3)。
-通过将控制室的工业PC、人机界面、PLC、远程I/O终端、运行实时操作系统的数据汇集器进行整合,减少了炼油厂监视系统(见图4)中需要管理的设备数。




 


 

图2.可使用该工具包进行整合的贴片机组件。

图3.可使用该工具包进行整合的能源供应和质量监视系统组件。

图4.可使用该工具包进行整合的炼油厂监视系统组件。

 

另外一个很好的整合例子是多功能打印机。高端打印机需要复杂的控制系统,集成了多个微控制器和一个中央控制器,拥有分开的图形用户界面/人机界面硬件。将这些集成在一个系统中可以降低复杂性和成本,并有助于缩小整个设备的尺寸以节约空间。

 

英特尔®工业解决方案系统整合系列

作为一个应用就绪的虚拟化平台,英特尔®工业解决方案系统整合系列包含:

  • 搭载了一个节能的四核英特尔®酷睿™ i7处理器的工业计算机
  • 英特尔虚拟化技术(英特尔VT)
  • 预装Wind River Hypervisor*、VxWorks(实时操作系统)和Linux 5.0
  • 支持工业应用通用的I/O接口
  • 生产就绪的虚拟化软件堆栈,有三个预配置的虚拟机(VM),或分区,在专用处理器内核上运行实时和嵌入式操作系统

通过在一个紧密集成的平台中提供组件、开发许可证和工具,该工具包为开发人员提供了领先优势,无需组装、验证和测试自己的硬件和软件(图5)。 这种领先优势可显著加速产品上市时间。 此外,为帮助开发人员将应用程序移植到多操作系统环境下,其还提供了一个开发工具包版本,包含Wind River Workbench*,这是一套完整的基于Eclipse框架的开发人员工具。

 

图5.该工具包包含生产就绪的软件和硬件。

 

英特尔工业解决方案系统整合系列前两个工具包包含有ADLINK MXE-5301,一台现成的工业计算机(搭载了具有英特尔VT功能的节能四核英特尔酷睿 i7处理器)。它支持工业应用的通用I/O,如RS-232/422/485、USB 2.0和3.0、以太网、VGA+DVI双屏输出(DVI-I接口),以及迷你PCI Express*插槽。该平台采用无风扇设计,坚固耐用,可在工业环境中使用,包含最小120GB的固态硬盘和16GB的DDR3内存。有关此工具包及其组件的更完整信息,可查阅本产品简介。

 

虚拟化、整合的网关解决方案 

宝信推出的iCentroGate-GAP* (ICG-GAP)产品是最先采用英特尔工业解决方案系统整合系列的解决方案之一。 该安全网关解决方案利用该系统整合系列实现了从公司内部工业网络采集数据,传输到外部网络的数据则在英特尔酷睿i7处理器的两个内核上运行的两个独立操作系统上进行检测。 该解决方案依赖虚拟化环境中的安全分区,并由Wind River Hypervisor和英特尔VT提供支持。

 

通过从内部网络向外部网络提供单向数据通信通道,并使用安全的核间通信替代传统的TCP/IP通信,ICG-GAP解决方案可确保任务的隔离,帮助用户避免网络攻击,实现高安全和准确的数据传输。 使用核间通信代替TCP/IP系统间通信还提供了更高的系统稳定性和性能。

 

据宝信软件所言,采用英特尔工业解决方案系统整合系列产品极大地降低了成本和开发时间。 他们估计节省了60%的开发时间和50%的开发成本。有关此应用及其使用该工具包的更完整信息,可参阅英特尔®案例研究。

(责任编辑:ioter)


本文链接将工业虚拟化整合在一个小箱内
http://c.iot-online.com/EMBEDDED/2014/053025415.html
 
 
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