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Real-Time SystemsとIntelが 産業組込みシステムを次の次元へ

ホワイトペーパー

革新的なハイパーバイザとパーティション技術によるソフトウェアが産業界の柔軟性と機能性を増加

インダストリアルIoT(IIoT)は、最適化、自動化を向上させ更に産業施設に新たな方向 性を与える事が出来る可能性を持っています。しかし、現状のマーケットにおいては、 複雑でなおかつタイムベースの動作条件を満たす為に、独自に開発された互換性のない 装置やシステムが運用されており、IIoT導入への道筋を難しいものにしています。堅牢で 高性能なIntel®アーキテクチャ上で稼動するReal-Time Systems(RTS)ソフトウェア は、IIoT向けの組込みアプリケーションを容易に作成する事を可能とし、運用から集中 管理、メンテナンスまで装置全体の可視化を可能にします。

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このカタログについて

ドキュメント名 Real-Time SystemsとIntelが 産業組込みシステムを次の次元へ
ドキュメント種別 ホワイトペーパー
ファイルサイズ 773.9Kb
登録カテゴリ
取り扱い企業 コンガテックジャパン株式会社 (この企業の取り扱いカタログ一覧)

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このカタログの内容

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製品概要 インダストリアル IoT (IIoT) 組込みソフトウェア&システム Real-Time SystemsとIntelが 産業組込みシステムを次の次元へ 革新的なハイパーバイザとパーティション技術によるソフトウェアが産業界の柔軟性と 機能性を増加 要旨 インダストリアルIoT(IIoT)は、最適化、自動化を向上させ更に産業施設に新たな方向 性を与える事が出来る可能性を持っています。しかし、現状のマーケットにおいては、 複雑でなおかつタイムベースの動作条件を満たす為に、独自に開発された互換性のない 装置やシステムが運用されており、IIoT導入への道筋を難しいものにしています。堅牢で 高性能なIntel®アーキテクチャ上で稼動するReal-Time Systems(RTS)ソフトウェア は、IIoT向けの組込みアプリケーションを容易に作成する事を可能とし、運用から集中 管理、メンテナンスまで装置全体の可視化を可能にします。 課題 生産工程は本質的にタイムベースであり、あらかじめ定義されたその工程は手順化され ており、エラーに対する許容量は限定的です。さらに言うと、産業用に設計された装置や システムはしばしば独自性が高く、互換性のないプロトコルやネットワークを使用し、 共同作業の向けに設計されていない為、集中管理やメンテナンスを行う事が出来ません。 通常では、決められた時間での動作フロー、パフォーマンスや使用時のデータを収集する 場合、1台のコンピュータがアプリケーションのリアルタイム性能を保証し、もう1台の コンピュータがLinux*やWindows*といった汎用オペレーティングシステムを稼働させる ため、少なくとも2台のコンピュータが必要となっていました。このような場合、GPOSは データ処理、可視化、設備ネットワーク・アプリケーション全般の機能をサポートします。 しかし、上記のような構成では、結果的に高コストとなり、稼働するオペレーションの 全体の正確な観測や自動化の促進、予防的メンテナンスを行うことが困難となります。 ソリューション そのような状況の中、進化を続ける組込みアプリケーションに対し、Real-Time Systems(RTS)は, 豊富な経験と専門技術により、即使用可能な、標準化されたソフト ウェアソリューションであるハイパーバイザー製品や、組込仮想化技術サポートを提供 する事により、開発スピードの改善を可能にします。 RTS ソフトウェアが動作する堅牢で高性能なIntelアーキテクチャは、リアルタイム 性能、データ処理、可視化、シームレスな接続性といった重要な機能をサポ ートする 産業用組込みアプリケーションを可能にします。このソリューションは産業の 進化する 自動化を支援し、かつデータ取得性能を改善します(例:モーションコントロール、 プログラマブル論理制御装置[PLC])。
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ソリューション概要 | インダストリアルIoT組込みソフトウェア&システム マルチコアプロセッサプラットフォーム上での複数のオペレー ティ 単一のプラットフォームにおいて独立した複数のオペレーション ングシステムの展開は、組込みシステムデザインの合理的ステップ システムが実行できます。RTSリアルタイムハイパーバイザは であり、全体でのハードウェアコストを下げ、信頼性の増加、シス 各オペレーションシステムに対し、固有のプロセッサコア、 テム性能の改善をもたらします。革新的なReal-Time Systems メモリ、装置を割り当て可能です。設定ファイルを通して起動 ハイパーバイザ*はWindowsやLinuxといった複数のリ アルタイ シーケンスを指定でき、必要な場合にはほかのシステムに介入 ムオペレーティングシステム(RTOS)と汎用オペレーティングシ することな く単一のオペレーティングシステムを再起動する ステム(GPOS)をマルチコアIntel®プロセッサ上で稼働させる ことも可能で す。RTSが組込まれた仮想化ソリューションでは、 ことを可能とします。 オペレーティングシステム間で通信を行うため、設定可能な ユーザ共有型メモリ、イベントシステムとTCP/IPベースの仮想 RTSリアルタイムハイパーバイザ、Intel Atom®、Intel®Core、 ネットワークを提供します。 Intel® Xeon®スケーラブルマルチコアプロセッサといった最新の マルチコアプロセッサプラットフォームを通して、 使用例 Intel®アーキテクチャにより強化されたRTSソリューションは、産業界において広範囲な導入事例をもちます。 工業自動化 通信 医療 計装 テストと測定 ディフェンスプロ セスコントロ 航空宇宙 マルチメデ 電子機器 インダストリー4.0の恩恵を受ける 産業の意思決定者およびオペレーション 産業アプリケーション開発者 産業機器メーカー マネージャー RTS製品はリアルタイムシステム開発者に パワフルで費用対効果の高いIntel RTS製品は改修不要、難しい設定なく使 対し、かなりの割合の組込みプロジェク アーキテクチャにより強化されたRTS 用可能です。 トを最新式ソリューションとして提供し、 ソフトウェアソリューションはシステム 開発および、市場への出荷を加速できる デザインにおける柔軟性や機能・パフォー よう対応しています。 マンスの増強などの柔軟性を提供し、 かつ全体的なシステムコストの削減を 可能にします。 エッジおよびクラウドインテリジェンスの強化 IntelとエコシステムはIoTによるビジネスを支援し、産業界に特有の長きにわたる問題を解決しようとしています。インテルの オープンで拡張性のあるソリューションのポートフォリオを使用して、データを収集し、洞察を導き出すIoTソリューションを迅速に 開発することがコストの削減、生産性の改善、収益の増加につながります。 Intel®のテクノロジーはプログラマブル・ロジック・コントローラー(PLC)、産業用PC(IPC)、ヒューマン・マシン・インターフェース (HMI)、ロボティクス、マシン・ビジョンその他多くの産業アプリケーションの厳しい要件をサポートします。 2
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ソリューション概要 | インダストリアルIoT組込みソフトウェア&システム Real-Time Systems・ハイパーバイザの主な機能と利点 単純化され、出荷時の状態で • 購入後、すぐに使用できる状態 使える実装 • ユーザはRTSハイパーバイザを単独かつ詳細なハードウェアの知識なしにインストール・設定することが可能 • 開発負担金額(NRE)の大幅な削減 • RTS、ハイパーバイザとx86プラットフォームの簡単な評価 柔軟性 • 機 能が仮想マシンごとに分かれていながら、仮想マシン間のコラボレーションは高度に柔軟な状態を維持 • どのような時でもオープン・スタンダード・インターフェースを基本とした新しいコンビネーションを作成可能 • 特定ハードウェアの変更は必要ありません • 全 Intel® CPUのサポート • 高性能内部仮想ネットワーク(TCP/IP)を用いた簡単なコミュニケーション • 様 々なオペレーションシステムの組み合わせが可能 拡張性 • Intel Atom®プロセッサからマルチノード不均等メモリアクセス(NUMA)サーバまで拡張性を提供 リソースの有効的活用 • 専 用システムを各オペレーティングシステムに割り当てている時よりも全体的なハードウェア・キャパシティ の有効利用が可能 • 低 コストおよび低電力使用 • 追 加レイテンシなくリアルタイムオペレーティングシステムを稼働(0.00 μs) • リアルタイムアプリケーションの性能と決定性を保持 • 厳しいリアルタイム使用を見据えた設計 • オペレーティングシステム間の時刻同期 • 高性能イベント・システム より高い安全性 • 測 定およびセキュアブートが利用可能 • バックドアはありません-オペレーティングシステムを安全に分離 信頼性 • ハードウェアコンポーネント数が削減されることで全体的なシステム障害の確率が減少します(例:HMI ベースの産業用PCやARM/マイクロコントローラベースのリアルタイムコントロールを単一ハードウェアプラ ットフォームで統合することで、平均無故障時間[MTBF]を有意に上昇させることが可能) • 低メンテナンス・コスト • 生産性の向上かつダウンタイムの減少 • ユーザ満足度の向上 ソフトウェア定義 • 直接データ交換のために設定された使い勝手の良いAPIを持つ共有メモリ • ゲストオペレーティングシステムを監視、起動、停止できるAPI • 全APIおよび共有メモリの権利管理 検証 • ハイパーバイザへのインターフェースやバックドアがない安全性の高い設計 • 全世界の顧客による検証、展開 • グローバルの何千ものアプリケーションで実証済み 簡素化された証明書 • R TSハイパーバイザを利用してセキュリティに関連する重大領域とそれ以外の領域を分離し、開発 プロセスと機能検証をさらに効率化し、品質保証と認証を簡素化 • アプリケーションをモジュール化して一つのモジュールにすることで、他のソフトウェアコンポーネントへの 再コンパイルや完全な再テストを行わず、単一のモジュールへの変更が可能 • 製品化までの時間とコストの削減 インダストリー4.0レディ • ファイアウォール用ネットワーク機能の仮想化(NFV)、ウイルス対策、ネットワークルーティングのサポー トを備えた専用セキュリティゲートウェイ用のスタンダロン・パーティションにより、セキュリティを有意に強 化し、追加のゲートウェイを不要とします。 • リアルタイムアプリケーションをIoTと産業に適応させつつ、素早くかつ効率的に接続可能特定の機能要求 を満たすための4.0ゲートウェイ 3
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ソリューション概要 | インダストリアルIoT組込みソフトウェア&システム ヒューマン・マシン・インターフェース (HMI)、Windows*上で稼働するPC Intel®アーキテクチャベースの IoT ゲートウェイ リアルタイムオペレーティングシステム (RTOS)等のデバイスコントロ 図1.RTSとIntelは標準化構成単位を利用した産業用実装を対象とした ハイパーバイザ統合を可能にします どのように動作するか オペレーティングシステム番号1 オペレーティングシステム番号2 RTSリアルタイムハイパーバイザ RTSリアルタイムハイパーバイザはIntel®バーチャライゼーショ Windows* Ubuntu* ン・テクノロジー(Intel® VT)を搭載した最新のマルチコアIntel QNX Neutrino RTOS* リアルタイム LinuxVxWorks* Yocto* プロセッサであり、リアルタイムオペレーティングシステム上、も Linux* RTOS-32 しくは単一実行プラットフォームにおいて32ビット、64ビットオペ 共有メモリ レーティングシステムの異機種混合環境で同時に稼働します。全 仮想ネットワーク てのシステムは安全に分離され、リアルタイムに稼働し、他のオペ イベントシステム レーティングシステムの実行を邪魔することなく再起動すること CPUs リアルタイム CPUs が可能です。 デバイス ハイパーバイザ デバイス メモリ メモリ ハイパーバイザは購入後そのままの状態で、Windows® 10と I/O I/O それ以降のバージョン、Windows Embedded Compact*、 VxWorks*、RTOS- 32*、QNX*、OS-9、Linuxおよびリアルタイ ムLinux、RedHawk*、およびT-Kernelをサポートします。他のオ マルチコア、マルチオペレーティングシステム ペレーティングシステムや独自のリアルタイムコードは、都度要 求に応じてサポート対象として追加可能です。 図2.Intel®アーキテクチャにより強化されたRTS リアルタイムハイパーバイザ 4
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ソリューション概要 | インダストリアルIoT組込みソフトウェア&システム 技術的特長 IoT の基盤 • R TOSや混合型オペレーティングシステム(例:Windows*と RTSソリューションはスマートなモノのインターネット RTOS)の複数インスタンス実行 (IoT)を支援するIoTエコシステムとIntelが緊密に連携する • オ ペレーティングシステムの完全な単独実行 ほんの一例に過ぎず、Intel®アーキテクチャ・ソフトウェアの 標準化、拡張性、信頼性を提供します。このソリューションに • オペレーションシステムのメモリにおける100%分離 はセンサ・ゲートウェイ、サーバとクラウドテクノロジー、 • RTOSへのレイテンシなし (0 μs) そしてデータ分析アルゴリズムとアプリケーションを 含みます。Intelは必要不可欠なエンド・ツー・エンドの能力 • ダイレクト・ハードウェア・アクセス であるパフォーマンス、管理、接続性、分析、そして高度な • 排他的リソース割り当て(xHCIとAHCI共有をサポート) セキュリティを提供、イノベーションを加速し、エンタープラ イズ、サービスプロバイダ、産業の収益を増加させます。 • 標 準ドライバの使用 • シームレスなTCP/IP通信のために仮想ネットワークドライバを 含む • 定義可能な起動シーケンス:どのシステム、どの時間でも再起動 結論 • 簡単なインすとレーションと設定 RTSとIntelによってリアルタイムかつ組込みシステムのための • ゲストOSごとの複数OSランタイム インテリジェント・アプリケーションの開発と実装が簡素化され、 産業にIIoTの利点を加速するのと同時にタイムベースの決定論的 • ハイパーバイザによるマイクロコードの更新可 コンピューティングの要求を満たすことができます。 • x HCIコントローラ共有(ポート割り当て) Real-Time Systems GmbH について • A HCIコントローラ共有(ディスク、パーティション割り当て) RTSを提供するcongatec社はリアルタイム・バーチャライゼーション • L3キャッシュ(Intel® Core™プロセッサとIntel® Xeon® に特化したハイパーバイザテクノロジを提供する国際的な製造 プロセッサ)に対するキャッシュ・アロケーション・テクノロジー (CAT) メーカーです。RTSハイパーバイザソリューションはすべての大衆 向けオペレーティングシステムとx86アーキテクチャをサポートし • I ntel Atom®プロセッサ上の共有L2キャッシュに対するCAT ます。会社は2006年にKUKAからのスピンオフで設立され、全世 サポート 界の様々な産業分野で活動しており、ドイツ、ラーフェンスブルク • 測定ブートおよびセキュアブートのサポート に本社を構えています。 • 共有メモリに対するアクセス権利管理 www.real-time-systems.com • ゲ ストオペレーティングシステムを監視、開始、停止できるAPIの 権利管理 • オペレーションシステムのセキュアなハードウェア分離のために 詳細 バーチャルMMU、IOMMUが設定可能 RTSハイパーバイザの詳細については www.real-time-systems.com にアクセスいただく か、 RTS-Japan@real-time-systems.com まで お問い合わせください。 Intel® IoTテクノロジーとIntel IoTソリューションアライアンス については、 www.intel.com/iot をご覧ください。 パフォーマンス概算は「Spectre」および「Meltdown」と呼ばれるシステムの悪用に対処するための直近のソフトウェアパッチ・ファームウェアによるアップデートの前の状態でのテストです。更新を実行 した場合、該当結果が適用されなくなる可能性があります。 パフォーマンステストに使用されたソフトウェアとワークロードはIntelマイクロプロセッサのパフォーマンスのために最適化されている可能性があります。SYSmarkやMobileMarkといったパフォーマン ステストは、特定のコンピュータシステム、コンポーネント、ソフトウェア、オペレーションと機能を用いて測定されています。ハードウェア、ソフトウェア等の要素の設定が異なる場合、実際のパフォーマン スに影響を及ぼします。購入を検討する際はパフォーマンスを測定しているその他情報をご参照ください。 詳細についてはintel.com/benchmarksをご覧ください。 Intelテクノロジーの機能や利点はシステム設定によるものであり、ハードウェア、ソフトウェア、もしくはサービスの有効化が必要となります。性能はシステム設定により異なります。どんなコンピューター システムも、完全に安全な状態にはなりません。システムメーカーまたは販売店にお問い合わせいただくか、intel.com/iotをご覧ください。 記載されたコスト削減シナリオは特定の状況や設定において、Intelベースの製品群に関して将来的なコストに影響を及ぼし、コスト節約を提供することを示唆しています。状況は異なる場合もございま す。Intelはコストやコスト削減について、一切の責任を負いません。 Intel、Intelロゴ、Intel Atom、 Intel CoreとXeonは、Intel Corporationまたはその子会社の米国およびその他の国における商標または登録商標です。 *その他の名称およびブランドが、他者の財産として主張される場合があります。 © Intel Corporation 0618/GR/CMD/PDF 337501-001JPN 5