Skip to main content

營運效率

時效性網路將改變工業物聯網

時間敏感的網絡

早期物聯網概念證明是基於結構,直接傳輸邊緣感應器資料至雲端執行個體,以便分析資料提供營運見解。但這些部署重視資料,而不是長期結果,可是資料只在能反應資料的情況下有用。

這影響了物聯網實際的價值與已知潛力,而今 Google 和 IBM 退出物聯網平台業務不禁令人懷疑物聯網是否徹底失敗。如果不是見解和結果仍因物聯網基礎結構的 IT 與 OT 領域主導不同業務與技術模式,而有所差距,物聯網的失敗確實無庸置疑。

時效性網路(TSN)是同步乙太網路在整合的企業與營運環境,傳輸資料時機的架構,所以控制器、感應器,及實現結果的邊緣裝置可以近乎即時的決策。透過時效性網路,您可在單一、低延遲網路交換資訊與值,而不同的流量類型也可維持優先順序。

目前即將上市的新功能可以簡化時效性網路的開發、部署與設定。搭配虛擬易用基礎結構時,這些新解決方案讓工業作業員可以跨物聯網部署分配工作量,並在所需時間地點,以所需方式催生結果。

物聯網順暢整合的標準化時效性網路

時效性網路不是第一個、也不是唯一的決定性乙太網路技術,但其他大多是專有技術,不開放端對端物聯網雙向無障礙的移動資料。時效性網路的關鍵價值是標準化,以整合網路取代專用現場總線,將網路上的實體連線虛擬化,並滿足工業 IT 與 OT 利害關係人的不同需求。IEEE 時效性網路工作小組成立於 2012 年,而目前致力制定標準。

「我們制定時效性網路標準已有十多年,但在定義、實作、測試基礎技術後,才實現目標。」即時軟體暨服務供應商的嵌入式軟體供應商、TenAsys Corporation 產品經理 Joel Morrissette 說,「設定網路是什麼?資料結構的形式是什麼?我們要如何支援硬體和軟體堆疊?職責如何劃分?以應用程式觀點來說,我要如何存取時效性網路?」

幸好,簡化網路部署的時效性網路標準相容硬體和軟體終於上市。市面目前有各種商用乙太網路硬體,可提供原生時效性網路卸載。Intel® CPU 提供的 TCC 功能讓軟體堆疊滿足時效性網路所需的即時效能,而且準確度比非時效性網路支援的 CPU 高。例如,Intel® 乙太網路產品、Intel Atom® 處理器 x7000E 系列、第 13 代 Intel® Core 嵌入式處理器,及新一代 Intel® Xeon® D-1700/2700 處理器,均搭載 Intel® Time Coordinated Computing(Intel® TCC)技術。

「網路的每個節點都會獲得相同資訊,並同步至微秒,確保所有人嚴守時間。」Morrissette 說明,「因為協作嚴守時間,我們可以優先處理流量,確保低延遲和高確定性。」

工業物聯網邁進

Intel TCC 提供硬體功能與軟體工具,確保應用程式符合即時限制,且 TSN 支援硬體可以協助控制資料套件在時效性網路傳輸的時間與方式。但在決定式應用程式(例如工業物聯網系統上執行的應用程式)利用這些功能,仍需設定應用程式與時效性網路的高階專業知識,滿足即時限制。

TenAsys INtime 物聯網軟體提供失落的環節。TenAsys INtime 物聯網軟體是時效性網路與 TCC 相容決定式作業系統(OS)解決方案的可擴充產品組合,可作為獨立或分散式 RTOS 部署,支援在多個節點執行的應用程式。這個軟體甚至可以實作為 Windows 或 Linux 主機的虛擬即時輔助 OS。

INtime 透過開發者 API 套件,精簡複雜的時效性網路設定。該軟體支援各種通訊協定,所以不必瞭解不同流量類別,或流量類別的網路排程方式。而且,INtime SDK 提供開發者時間分析器等工具,可用於進一步最佳化急迫性應用程式。

「TenAsys 負責實作『方式』,所以開發應用程式時,開發者可以專心處理『內容』並控制『時間』。」Morrissette 說。

INtime 原生支援時效性網路功能下的 TCC 功能與 API 抽象層,是急迫性工業應用程式可以展現物聯網真正價值的關鍵。利用多核心 Intel 處理器的原生硬體虛擬化功能,配置 INtime 的執行個體給專用 CPU 核心,然後使用配置的記憶體、I/O 和其他系統資源,在功能齊全的虛擬硬體環境中執行。應用程式在 INtime 平台上組建、部署後,即可部署於分散式即時作業系統(DRTOS)環境,實現工業物聯網即時應用程式的可攜性與靈活性,並提供邊緣急迫性資料擷取、分析與決策。

實現真正的 IT/OT 整合策略

時效性網路技術可整合 IT 和 OT 系統,實現工業物聯網網路互通性與工作負載可轉移性。TenAsys 在時效性網路領域有十多年經驗,且為數十年的 RTOS 技術供應商,在加速工業物聯網廣泛採用時效性網路所需的技術整合方面,占據獨特地位。

透過整合、精簡時效性網路和 Intel TCC 技術,INtime 可提供開發者工具,管理複雜的設定、部署,及管理整合的 IT/OT 時效性網路,推動工業資料到資訊的數位轉型,亦即提供結果的要素,將有助加速採用、鞏固工業邊緣物聯網。
 

本文由 insight.tech 撰稿人 Teresa Meek 編輯。

作者簡介

Brandon is a long-time contributor to insight.tech going back to its days as Embedded Innovator, with more than a decade of high-tech journalism and media experience in previous roles as Editor-in-Chief of electronics engineering publication Embedded Computing Design, co-host of the Embedded Insiders podcast, and co-chair of live and virtual events such as Industrial IoT University at Sensors Expo and the IoT Device Security Conference. Brandon currently serves as marketing officer for electronic hardware standards organization, PICMG, where he helps evangelize the use of open standards-based technology. Brandon’s coverage focuses on artificial intelligence and machine learning, the Internet of Things, cybersecurity, embedded processors, edge computing, prototyping kits, and safety-critical systems, but extends to any topic of interest to the electronic design community. Drop him a line at techielew@gmail.com, DM him on Twitter @techielew, or connect with him on LinkedIn.

Profile Photo of Brandon Lewis