Virtualisierung als Begriff findet sich in einer breiten Spanne von Technologien und hat je nach Kontext sehr unterschiedliche Bedeutungen. Zum Beispiel dient ein virtualisiertes Cloud-System für ganz andere Aufgaben als ein virtualisiertes Unternehmenssystem und wiederum ganz andere Dinge erledigt ein virtualisiertes eingebettetes System.

Eckdaten

Um bestehende autarke Prozessanlagen netzwerkfähig zu machen, lassen sich ihre Steuerungssysteme in eine virtuelle vernetzte Umgebung einbetten. Zusammen mit der Cloud-Anbindung eröffnen sich für industrielle Automatisierungsapplikationen zahlreiche Anwendungen wie Fernsteuerung, Instandhaltung, Software-Updates oder die Analyse von in der Cloud nachgebildeten Prozessen. Texas Instruments bespricht die Eignung verschiedener Virtualisierungsarten und bietet als Fertiglösung den Multicore-Baustein AM572x der Reihe Sitara an, welcher die Hypervisor-Software Jailhouse unterstützt.

Restriktionen eingebetteter Industriesysteme

Obwohl die Methoden und finalen Anwendungen der diversen Virtualisierungsarten unterschiedlich sind, haben alle doch eines gemeinsam, denn es kommt ein genau umrissener Umfang an physischer Hardware zum Einsatz, der sich durch die Schaffung von Teilbereichen innerhalb dieser Hardware wie ein Komplex aus mehreren virtuellen Umgebungen verhält.

Die Virtualisierung kann auf der Serverebene, auf der Ebene einer einzelnen Plattform oder auf der Netzwerkebene erfolgen und bietet die Möglichkeit, auf ein und demselben Server mehrere Sessions für mehrere Anwender oder Tasks laufen zu lassen, wie es bei Cloud-Anwendungen der Fall ist. Auch lässt sich ein Desktop-Computer in zwei virtuelle Maschinen aufteilen, wenn darauf beispielsweise Windows und Linux laufen sollen. Diese Aufteilung der Tasks und Erweiterung der Ressourcen kann in mehreren finalen Anwendungen nützlich sein. Dennoch eignen sich die verschiedenen Virtualisierungs-Verfahren nicht alle gleichermaßen gut für eingebettete Industriesysteme, die mit begrenztem Speicherplatz auskommen müssen und in denen aufgrund der Wärmeentwicklung auch die Leistungsaufnahme begrenzt ist.

Echtzeitsysteme für die Cloud-Anbindung erweitern

Für eingebettete Systeme gelten außerdem andere Prioritäten als für Systeme in der Server-Infrastruktur von Unternehmen oder Rechenzentren. Während bei Unternehmenssystemen die Betonung auf dem Erreichen bestimmter Werte beispielsweise für den durchschnittlichen Durchsatz oder die Zahl der Transaktionen pro Sekunde liegen kann, hat bei eingebetteten Systemen der Echtzeitbetrieb Priorität. Bei vielen eingebetteten Systemen speziell auf dem Gebiet der industriellen Automatisierungstechnik ist das Einhalten einer bestimmten Deadline ein Bestandteil der korrekten Funktion eines Programms, und dieser Determinismus darf keinen anderen Vorgaben untergeordnet werden.

Echtzeit-Betriebssysteme und Bare-Metal-basierende periodische Regelschleifen sind verbreitete Softwarearchitekturen, die es in der industriellen Automatisierungstechnik seit Jahren gibt. Neuere Trends auf dem Markt zwingen industrielle Hersteller aber dazu, sich auch mit anderen Lösungen auseinanderzusetzen, um die Echtzeitsysteme durch mehr nichtechtzeitfähige Funktionalität zu ergänzen und weitere Aspekte wie etwa die Cloud-Anbindung abzudecken, damit eine vorausschauende Instandhaltung Maschinendaten hochladen kann.

 

Welche Virtualisierungsarten für eingebettete Systeme zur Verfügung stehen, erfahren Sie auf der nächsten Seite.

Seite 1 von 512345