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4-2016

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Fachzeitschrift für Industrielle Automation, Mess-, Steuer- und Regeltechnik

Lüfterlose embedded PCs

Lüfterlose embedded PCs & Server für IoT- und Automationsanwendungen V2201 Produktfamilie Robuster ultra-kompakter X86 Box-PC n Intel Atom E3815/3826/3845 CPU, bis zu 8 GB RAM n -40...+85°C Betriebstemperatur n 2 mini-PCIe Steckplätze für z.B. Wireless-Module n 2 RS232/422/485 Ports, 2 GbE Ports, 4 DIs, 4 DOs, 1 SDHC/SDXC Steckplatz, 2 USB Ports, 1 HDMI Port n Bis zu 5Grms Vibrations- und 100G Schockfestigkeit n Stromversorgung: 9...36 VDC / 18 Watt n Abmessungen: 150 x 49 x 120 mm*, Gewicht: 940g UC-8100 Produktfamilie Embedded ARM Mini-Box-PC für IoT- und M2M-Anwendungen n ARMv7 Cortex-A8 300/600/1000 MHz, 256/512MB RAM n 2 Fast Ethernet Ports, 1 SDHC/SDXC Steckplatz, 1 USB Port, integriertes TPM-Modul n Programmierbare Taste und LEDs n Mini-PCIe Steckplatz für z.B. Wireless-Modul n Debian LINUX mit „Self-Hosted“ Entwicklungsumgebung n Stromversorgung: 12...24 VDC / 5,4 Watt n Abmessungen: 101 x 27 x 128 mm*, Gewicht: 224 g DA-820 Produktfamilie 19" Intel Core i7 Computer - IEC 61850 konform n Intel Core i7 dual/quad core CPU, QM77 Express Chipsatz n Bis zu 16 GB DDR3 1333/1600 RAM mit ECC n 2 VGA, 4 GbE, 2 RS232/422/485 und 4 USB 2.0 Ports n 1 PCIe x16, 3 PCIe x1 und 2 PCI Slots n High Availability Design n Optionen: PRP/HSR und IRIG-B Karten, redundantes Netzteil, RAID 0/1/5/10 n Zulassungen: IEC 61850-3, IEEE 1613 und IEC 60255 n Stromversorgung: 100-240 VAC oder 24-110 VDC / 60W n Abmessungen: 361 x 440 x 133 mm*, Gewicht: 14 Kg *) Alle Maße ohne Flansche/Einbauwinkel (C)2016 Copyright systerra computer GmbH. MOXA ist ein eingetragenes Warenzeichen von MOXA, Inc. alle anderen Markennamen, Produktnamen und Bildmarken sind eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Markeninhaber systerra computer GmbH Kreuzberger Ring 22 • 65205 Wiesbaden T: 0611 44889-400 • E: info@systerra.de http://www.systerra.de

Herausforderung Embedded Software Unsichtbar und trotzdem omnipräsent Editorial Parallel zu Klassikern wir Windows, Linux & Co gewinnt inzwischen eine ganz andere, nach außen hin weitestgehend unsichtbare Art von Software rasant an Bedeutung: Die sogenannte Embedded Software. Ohne sie wären Internet of Things (IoT) oder Industrie 4.0 nur leere Worthülsen, die intelligente Vernetzung hunderter Sensoren, Aktoren und Steuerungen zu komplexen eingebetteten Systemen schlichtweg undenkbar. Die Erstellung von Embedded Software für komplexe Embedded Systeme birgt allerdings weit mehr Herausforderungen als die Programmierung herkömmlicher Anwendungssoftware. Heiko Riessland, pls Programmierbare Logik & Systeme Zu den elementaren Grundvoraussetzungen zählt eine genaue Kenntnis der zugrundeliegenden Hardware. Nur sprechen wir hier heutzutage inzwischen nicht mehr von einfachen klassischen Mikrocontrollern, sondern extrem leistungsfähigen Systemson-chip (SoCs), die neben mehreren Rechnerkernen auch noch weitere komplexe Peripherieeinheiten für die direkte Steuerung und Datenauswertung der angeschlossenen Sensoren und Aktoren beinhalten. Anders als bei typischer PC-Software werden sequentielle Programmabläufe hier viel häufiger und in viel kürzeren Zeitabständen durch Anforderungen der Peripherie unterbrochen. Erschwerend kommt hinzu, dass von Embedded Software in der Regel ein streng deterministisches Zeitverhalten erwartet wird. Darüber hinaus müssen für die Programmierung Cross-Umgebungen verwendet werden, d.h. Entwicklungs- und Testwerkzeuge laufen auf einer anderen Rechnerplattform als die gewünschte Applikation. Dies verlangt eine Ankopplung des eigentlichen Systems an die Entwicklungsplattform über Debug-Schnittstellen und On-Chip Debug-Hardware. Selbstredend, dass die Systeme darüber hinaus natürlich auch noch zuverlässig, verbrauchsarm und sicher sein sollen. Bei letzterem Thema geht es nicht nur um den Schutz vor Manipulation und Datenklau, sondern auch um größtmögliche Sicherheit für die Anwender und die Umgebung. Um all diese Anforderungen erfüllen zu können, bedarf es neben hochqualifizierten Spezialisten völlig neuer Methoden und Werkzeuge, die beispielsweise zu Zwecken der Softwarequalitätssicherung auch systematische Tests ermöglichen. Algorithmische Teile der Software lassen sich zwar nach wie vor durchaus mittels Simulation testen und debuggen. Aber für den praxisnahen Test der gesamten Embedded Software ist eine Beobachtung des Systems im realen Prozessumfeld praktisch unerlässlich. Für den Zugriff auf das Target reicht dabei im Wesentlichen meistens die Funktionalität, die ein leistungsfähiger moderner Debugger ohnehin bereits bietet. Das Problem sind vielmehr die für die Definition, Ausführung und Analyse der Test zur Verfügung stehenden hochspezialisierten Werkzeuge, die einen Target-Zugang oft nur über Softwareinstrumentierung und Verwendung von Standardschnittstellen erreichen. Mit einem Debugger, der seine Funktionalität über eine Software-Schnittstelle anderen Werkzeugen zur Verfügung stellt, und einer breitbandigen dedizierten Schnittstelle direkt an der Zielhardware lässt sich dieses Dilemma erfahrungsgemäß gut in den Griff bekommen. Zumindest für das Debuggen von Problemfällen und Tests im Feld sollten solche maximale Testmöglichkeiten bietenden Systeme zur Verfügung stehen. Wer hier spart, spart definitiv an der falschen Stelle, denn nur mit einer solchen Vorgehensweise lässt sich angesichts immer komplexerer Embedded-Systems auch zukünftig ein effizienter Workflow für Software- und Systemtests realisieren. Heiko Riessland, www.pls-mc.com PC & Industrie 4/2016 3

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