PCI設備對自動化系統的影響

  PCI設備對自動化系統的影響

  4.0產業正在改變系統架構在所有在工業自動化領域。即將到來的邊緣計算架構使用虛擬化擴展專用應用程序確定的關鍵性能指標(kpi)在異構操作系統。這使得工業控制應用程序配置有專用的核心分配給不同的操作系統。例如,運動控制器可以專門有一個核心,實時操作系統(如VxWorks*)執行實時工作負載和另一個核心分配到一個通用的操作系統(如Windows*)來運行其他應用程序對時間不敏感。

圖1

  圖1顯示了一個典型的工業可編程邏輯控制器(PLC)設計一個核心的位置致力于Windows*支持遺留設備運行的應用程序(比如PCI設備)和其他核心致力于支持實時應用程序的操作系統上運行英特爾®I210以太網控制器。

  遺留設備應用程序運行在Windows*和經常頻繁發起批量和高速數據傳輸從CPU通過系統網絡設備。實時應用程序運行在操作系統和系統網絡資源的需求通過生成連續計算請求CPU核心(例如,實時應用程序運行在英特爾®以太網控制器I210生成中斷通過執行中斷服務例程(ISR))..隨著時間的推移,從遺留設備充塞系統網絡交易作為PCI-expressPCI橋攤位的交通,因為作為PCIe排序規則不支持這種大部分高頻數據傳輸到PCI設備。這降低了服務質量(QoS)和擾亂的時間同步實時應用程序。在云計算中,這種現象被稱為“吵鬧的鄰居”的效果。

  可以提高服務質量(QoS)作為PCIe設備升級到現代(創3.0),可以直接訪問內存通過直接內存訪問(DMA)繞過需要通過中央處理器訪問內存。此外,作為PCIe規范提到一個功能叫做虛擬通道。這些渠道可以分配不同的服務質量(QoS)參數不同的數據包,從而具有不同優先級路由數據包。時間同步的挑戰可以解決用精密時間測量(天車)作為PCIe設備兼容。天車是相對較新的ECN作為PCIe3.0和允許不同組件之間的絕對和相對時間同步。例如,考慮這樣一個機器人視覺系統,有兩種不同的攝像機從不同角度獲取同一場景。在此用例中,我們不僅要注意絕對時間戳的圖像捕獲的時候,還為每個相機幀傳播延遲,這樣我們可以調整攝像頭的緩沖對齊不僅當數據包傳輸,而且當他們將被接收。典型作為PCIe設備無法提供這種級別的時間同步但天車兼容作為PCIe設備將使這樣的時間同步。