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英特尔® 工业解决方案系统整合系列

 2009-01-01
英特尔® 工业解决方案系统整合系列

产品概述

工业自动化的一个发展趋势是使用虚拟化技术,将以前独立的子系统整合为单一系统。英特尔® 工业解决方案系统整合系列通过预先整合关键的软件和硬件组件,极大地简化这项工作,进而说明原始设备制造商 (OEM) 缩短开发时间。基于此整合解决方案的系统应说明产品制造商降低成本和复杂性,因为它通过整合多项工厂函数,减少营运费用、工厂占地、能源消耗,以及整合和支持工作。系统整合套件包含一台工业计算机,它采用节能、四核英特尔® 酷睿™ i7处理器和英特尔® 虚拟化技术,并支持常用 I/O 以执行工业应用,例如RS-232/422/485、USB 2.0 及 3.0、以太网、通过 DVI-I 接口的 VGA+DVI双显示器输出,以及 mini-PCI Express*插槽。平台采用无风扇及加固设计,特别适合在工业环境下使用,并包括一个最小 120 GB 固态硬盘和 16 GB DDR3内存。解决方案将生产就绪虚拟化软件栈和运行实时及内嵌式操作系统组合的3 台预配置虚拟机 (VM) 进行整合。开发者可利用 2 个 Wind River* VxWorks* RTOS运行具有实时性能要求的应用程序,同时在 Wind River Linux* 5.0 上运行内嵌式和/或通用应用程序。为说明开发者将其应用程序接入多操作系统环境,开发工具包提供 Wind RiverWorkbench* 开发环境。


系统整合系列包括 2 种套件:
  • 开发工具包:提供硬件、软件、文文件和Wind River Workbench 开发环境,帮助工程师加快并简化他们的系统开发过程。
  • 生产套件:包含预先验证的硬件和关键软件组件,这些是 OEM 制造整合式工业运算装置的基础。


通过虚拟化整合工业系统

某些工业控制系统采用多板卡设计,因为它们支持不同的应用,例如控制台、数据采集、可编程逻辑控制器 (PLC)、运动控制以及机器视觉 - 每种应用均有不同的要求集合。PLC 和运动控制是时间关键应用, 最适合使用可提供固定性能的实时操作系统 (RTOS)。相反,控制台和数据采集应用的开发者可能更愿意采用内嵌式操作系统,以实现总体易用性。

图 1 显示英特尔工业解决方案系统整合系列和虚拟化技术如何满足所有这些要求。多核心英特尔® 酷睿™ 处理器及英特尔虚拟化技术允许系统同时运行多个RTOS 和内嵌式 OS,并在专用处理器核心上运行每个操作系统。此配置可实现时间关键应用的确定性特性,允许它们在运行时不受非实时任务妨碍,在非虚拟化系统上,这些任务可能占用 CPU 资源。开发者可通过同时运行于所有 OS 的应用程序建立系统,或根据他们的需求,选择仅将应用程序与 OS 的一个子集对接。 
 

图 1:使用英特尔® 工业解决方案系统整合系列的解决方案范例


简化虚拟化技术应用

系统整合系列允许 OEM 发掘新的多核心机会,并提供虚拟化、实时系统。由于套件随附虚拟化软件组件,开发者不需要花时间寻找合适的软件组件,并与所有不同的软件提供商协商许可条款。开发套件经过预先整合、验证、和测试,可实现开箱即用,并通过包括开发工具、管理程序和操作系统,消除通常情况下较高的前期工程成本。1通过提供充分的预整合和验证,系统整合套件可显着降低前期成本,以及将整合式工业解决方案推向市场的复杂性,允许OEM 专注于迅速实现差异化价值。


硬件辅助虚拟化技术

英特尔已为其处理器增加硬件功能,提高 性能和虚拟化的安全性。此硬件辅助技术(称作英特尔虚拟化技术)可增强基于 软件的虚拟化技术的能力。它在硬件中 执行多项虚拟化任务,例如记忆体地址 转换,以减少虚拟化软件的间接成本和 足迹,并提高其性能、安全性和可靠性。 
例如,当在硬件(而非软件)中执行虚拟 至物理记忆体地址转换,将显着加快记忆 体访问速度。此外,通过使用硬件以防止运行于 1 台 VM 的软件受到运行于另一台 VM 的软件的干扰,英特尔虚拟化技术可提高虚拟化 环境的稳健性。遵循这样的路线,虚拟化 通过防止一个应用程序存取另一个应用 程序的内存空间,帮助避免应用程序之间 的意外交互。


包括软件组件

Wind River* Hypervisor*—内嵌式虚拟化 
Wind River Hypervisor 是内嵌式管理 程序,它将多个应用程序和操作系统整合 至单一多核心平台,以减少硬件尺寸、 重量、功率和成本。它提供低延迟、 确定性和实时性能,并且占用空间小。 Wind River Hypervisor 通过增加新功能及 混合安全和保安等级,对传统应用程序 进行整合。

 

Wind River* VxWorks* RTOS —实时性能 
Wind River VxWorks RTOS 通过综合的 多核心处理器支持,包括非对称多处理 (AMP) 和对称多处理 (SMP) OS 配置和硬件 优化多核心加速能力,提供可扩展性、可靠性和实时性能。VxWorks 确保实现 高性能和确定性特性。主要特点包括 可调整的内存占用、硬实时性能、先进的 内存保护、高级多核心处理器支持,以及 各种连接选项。这些特点组合在一起, 提供任务关键、连通、智能系统要求的 能力和支持。

Wind River* Linux* 5.0 — 内嵌式 Linux 
Wind River Linux 5.0 是适合内嵌式装置 开发的商用级 Linux 解决方案。Wind River Linux  整合必要的组件,以允许客户构建 并支持高度差异化的装置:经过优化的 运行时间;弹性、可扩展的构建系统; 适合特定装置类型的预整合中间软件包; 整合式开发环境;以及可适应并针对内嵌 式开发进行扩展的开源式工具套件。

 

 

通过整合工业系统来减少费用、复杂性和占地面积Intel 演示了如何将多个工业工作负载整合至一个系统上 
虚拟化技术在工业负载协调上的应用一个定制的机器人“音乐家”正在认真地弹奏古筝,而与此同时,有一个计算平台让机器人能够实时确定性地管理运动控制、HMI 和振动分析。 


透过及时系统虚拟化技术减低工业系统的复杂度同时提升工厂效率
 

案例研究
上海宝信软件股份有限公司
是中国工业自动化市场最大的系统集成商之一。宝信软件成立于 2001 年,为中国的冶金业、化工工业、设备制造业、采矿业和能源产业提供软件解决方案,同时在物联网 (IoT)、智能运输、铁路和金融等新领域中正日益壮大。

完整案例研究下载



更多资料下载
  Datasheet
Consolidating industrial systems through virtualization
  Solution Brief
Manufacturing strategies
  White Paper
Benefits of system consolidation

 

立即开始行动

系统整合系列为想要最小化成本和支持 工作,同时节省宝贵的工厂占地空间的 产品制造商提供最佳途径。遵循这样的 路线,运行于英特尔酷睿处理器的虚拟化 技术通过整合用于运动控制、PLC 、HMI、 机器视觉、数据采集、安全和其他应用 的运算装置,帮助降低成本和复杂性。 此方法允许 OEM 为其客户提供更高的 价值,并更轻松地提供能够带来更多 收入的新功能。 

系统整合系列中的解决方案可显着降低 风险,并加快使用虚拟化技术开发整合式 系统的速度。有关英特尔工业自动化解决 方案和系统整合系列的更多信息,请访问 www.intel.com/industrialconsolidation




有关用于工业自动化的英特尔解决方案的 详细信息,请访问 
世平集團Intel產品線人員 intel.cn@wpi-group.com