Novedades Kontron - Automática e Instrumentación

• ETX-CD tarjeta COM (Compu- ter-On-Module) según estándar ETX®, con procesador Intel® Core™ Duo, CPU clock de 1 a 2 GHz, hasta 2 Gbyte de memoria DRAM, chipset Intel 945GM, Gi- gabit Ethernet con controladora Intel 82562, 3 slots PCI, 2 conectores SATA y 8 ports USB 2.0. Todo ello con un consumo típico de 30 W con una alimenta-

ción de 12V. La ETX-CD es la tarjeta más pequeña que dispone de procesador multinúcleo. Adecuada para aplicaciones de automatización, medicina, juegos, billetería y comunicaciones, la tarjeta ofrece soporte para la mayo- ría de sistemas operativos como Windows XP Embedded y Linux, median- te la descarga con el desarrollo de los módulos ETX.

• PIC960, tarjeta SlotCPU multinúcleo según el estándar PICMG 1.3. con procesador Intel Core 2 Duo (hasta el T7600), chipset Mobile Intel 945G Express y zócalos DIMM para disponer de hasta 4 Gbytes de memoria DDR2- SDRAM. La utilización del procesador T7600 permite disponer de 2 núcleos operando a 2333 MHz, lo que junto al controlador de dos canales de memoria DDRII y los 4 Mb de caché L2, pro- porciona la mayor velocidad de proceso, en forma compacta y con un mí- nimo incremento en el consumo de energía. Dispone de 3 controladores Ethernet 10/100/1000, zócalos para tarjetas CompactFlash, 4 interfases SATA y 1 EIDE, 8 ports USB 2.0, 4 slots PCI ExpressX1 y 6 canales audio tipo AC97 audio Codec. Kontron ofrece soporte de software para Windows XP y 2000 (incluyendo las versiones server) y para Linux. Se trata de una pla- taforma excelente para soportar aplicaciones intensivas en comunicación de datos, audio y vídeo.

• KT965/FLEX, placa madre basada en el chipset Intel® Q965 Ex- press, que soporta el procesador Intel® Core™ 2 Duo E6400. Incluye

soporte para memoria DDR2 de elevada velocidad y hasta 8 GB, 2 puertos LAN Gigabit y 8 puertos USB 2.0, así como 2 puertos serie y Audio de alta de- finición. Asimismo está equipada con un PCI Express x16, un PCI Express x4 y dos puertos PCI estándares. Las cone- xiones de interfase para un display de panel plano son LVDS, DVI y HDMI vía

tarjetas ADD2 en el puerto SDVO. Se trata de una placa madre especialmente indicada para aplicaciones que requieren elevada velocidad de proceso, consumo comparativamente bajo y elevadas prestaciones gráficas.

• ThinkIO-P es un potente, flexible y escalable IPC para montaje so- bre raíl DIN. Está equipado con un procesador Intel® Celeron® M de 1 GHz y RAM de 256 MB. Incorpora dos interfaces Fast Ethernet indepen- dientes, cada uno con I/O digital opto-aislada (24 VDC) y buses de campo opcionales (Profibus, CANopen o DeviceNet), watchdog y reloj en tiem- po real. Utiliza ventilación pasiva exclusiva y puede llegar a cubrir el ran- go de -40 a +70°C gracias a su procesador a baja tensión. Dispone de soporte para los sistemas operativos Windows XP Embedded y Linux y también, como opción, SoftPLC en Realtime Linux. Mediante la conexión de los terminales inteligentes de los sistemas I/O 750 y 753 de Wago, el Thin- kIO-P logra un elevado grado de libertad en el diseño de configuraciones I/O de aplicación específica, ya que, no sólo se pueden insertar interfases analógicos y digitales, sino también AS-i-Bus, SSI y módulos de interfase serie (RS232 y RS485).

El ThinkIO-P se presenta en un chasis de aluminio robusto que ofrece elevada potencia informática y flash interna, así como una toma Compact-Flash que se puede emplear como una unidad de almacenamiento de datos o para backup/actualizaciones y varios interfaces de PC (dos USB, DVI analógico y digital y uno serie). Es ideal para aplicaciones marítimas o ferroviarias que requieran certificaciones especiales a cho- que, vibración y EMC.

de significar: estandarizar los com- ponentes del diseño, eliminar la ne- cesidad de disponer de herramientas de desarrollo especiales, ahorrar es- pacio, etc. En consecuencia, mejorar prestaciones, disminuir costes y re- ducir el tiempo de desarrollo.

Sistemas operativos y entornos de desarrollo

Respecto al software, este tipo de CPU admite trabajar con un sistema operativo que sepa manejar los dos núcleos simultáneamente haciendo abstracción del número de núcleos de la CPU, con un sistema SMP (Sym- metric Multiprocessing) como SMP Linux, o bien hacer trabajar cada nú- cleo con un sistema operativo dis- tinto, por ejemplo un Linux o Win- dows XP en un núcleo, para soportar

aplicaciones que manejan grandes volúmenes de datos, y un VXWorks o Real Time Linux en el otro para soportar tareas que requieren un tiempo real estricto.

Producir equipos EC con CPU mul- tinúcleo requiere disponer de un entorno de desarrollo y verificación que sea capaz de manejar un conjunto de tareas y/o aplicaciones múltiples, interrelacionadas entre sí, ejecután- dose en varios núcleos en paralelo.

Wind River: optimización de software para dispositivos Esta empresa es conocida por su oferta de productos orientados a lo que denomina optimización de soft- ware para dispositivos, DSO (Devi- ce Software Optimization). Entre sus productos destaca el sistema ope-

rativo de tiempo real VxWorks, en diferentes versiones, la distribución de Linux Wind River® Platform for Network Equipment, Linux Edi- tion conforme a la especificación CGL (Carrier Grade Linux), la sui- te de herramientas de verificación y desarrollo Wind River® Workbench On-Chip Debugging, basada en el framework Eclipse, y el Wind Ri- ver Diagnostics.

Otro de sus productos es la plata- forma Wind River Platform para dispositivos de consumo Linux Edi- tion 1.3, que combina las elevadas prestaciones del kernel Linux con una distribución que permite llevar a cabo implementaciones run-time con una rápida inicialización y un footprint muy reducido, ideal para dispositivos con limitaciones en el tamaño de la memoria.

Plataformas hardware

Tal como se ha comentado anterior- mente, una de las ventajas que puede suponer trabajar con CPU multi- núcleo es la estandarización de los circuitos integrados utilizados en la implementación de los equipos. Esta estandarización puede facilitar la uti- lización de plataformas hardware es- tándar (disponibles en el mercado), especialmente cuando no se trata de equipos que requieran un diseño es- pecial en razón de su movilidad o de su tamaño (telefonía móvil, PDA, etc.). Y esto supone una oportunidad para empresas proveedoras de tarjetas y módulos para la realización de PC industrial.

Kontron incorpora las CPU multiuso

Es una de las empresas proveedoras de equipos y soluciones para este mercado, y empezó como fabrican- te de PC industriales y tarjetas mo- dulares. Lógicamente, Kontron ha incorporado las CPU multinúcleo a sus productos, y en estos momentos mantiene su oferta de sistemas abiertos (módulos), extendida a módulos EC (embedded computer).

Por otra parte, ha ampliado esta oferta con sistemas EC y soluciones sectoriales EC, éstas últimas con un alto valor añadido de I+D. El sector médico puede ser un ejemplo de es-

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TENDENCIAS

Automática e Instrumentación

• ThinkIO-P es un potente, flexible y escalable IPC para montaje so- bre raíl DIN. Está equipado con un procesador Intel® Celeron® M de 1 GHz y RAM de 256 MB. Incorpora dos interfaces Fast Ethernet indepen- dientes, cada uno con I/O digital opto-aislada (24 VDC) y buses de campo opcionales (Profibus, CANopen o DeviceNet), watchdog y reloj en tiem- po real. Utiliza ventilación pasiva exclusiva y puede llegar a cubrir el ran- go de -40 a +70°C gracias a su procesador a baja tensión. Dispone de soporte para los sistemas operativos Windows XP Embedded y Linux y también, como opción, SoftPLC en Realtime Linux. Mediante la conexión de los terminales inteligentes de los sistemas I/O 750 y 753 de Wago, el Thin- kIO-P logra un elevado grado de libertad en el diseño de configuraciones I/O de aplicación específica, ya que, no sólo se pueden insertar interfases analógicos y digitales, sino también AS-i-Bus, SSI y módulos de interfase serie (RS232 y RS485).

tas soluciones: para Kontron, este sector, con una facturación de 30 mi- llones anuales de dólares, represen- ta un 7% de su facturación total. Son aplicaciones típicas de este sector equipos de diagnóstico para análisis de rayos X o de ultrasonidos, sistemas de monitorización de pacientes y equipos de soporte a intervencio- nes quirúrgicas, como es el caso de los sofisticados equipos de cirugía ocular mediante láser. En el despie- ce de páginas anteriores se presen- tan algunas de las novedades de Kon- tron basadas en CPU multinúcleo.

Tendencias en los PC industriales (IPC)

La evolución de los IPC está vincula- da a la de los EC y, por lo tanto, esta nueva tecnología también marca sus tendencias de evolución. Por lo que se refiere al hardware, se adoptará ma- yoritariamente el empleo de procesadores multinúcleo, se extenderá la uti- lización de slots PCI Express que eliminan el cuello de botella que supone la estructura de bus paralelo, aumentará la velocidad de la memoria, se utilizarán memorias DDR2 y se popularizará la conexión a dispositivos de almacenamiento masivo mediante Serial ATA. Los productos estándar abiertos y modulares van desplazan- do a los productos propietarios.

Como consecuencia, se tendrá: eli- minación de partes móviles (utiliza- ción de discos con tecnología flash y refrigeración pasiva, sin ventilado- res), mayor densidad y fiabilidad, me- jores prestaciones a menor potencia, incluyendo la utilización de múltiples sistemas operativos para combinar

tareas de control y de visualización en un solo IPC, mejora de la resistencia a vibraciones y choques, mayor ran- go de temperatura admitido y tiempo de vida superior a 5 años.

Las tendencias en el software tam- bién avanzan hacia la estandariza- ción. Por una parte, gracias a la potencia de los procesadores, es normal utilizar sistemas operativos Linux o Windows XP integrados y, en el caso de aplicaciones críticas de tiempo real, sistemas operativos de tiempo real. En el middelware, aumenta la adhesión al IEC 61131-3, incluyendo la aplicación de SoftPLC.

Estas tendencias afectarán a la evo- lución de los dispositivos clásicos de control, o sea, a los autómatas pro- gramables o PLC. Actualmente, los fa- bricantes ya han lanzado al mercado nuevos dispositivos que se caracte- rizan por una mayor potencia de cál- culo y por la adopción del estándar de programación IEC 61131-3. Estos nuevos dispositivos ya se conocen con el nombre de controladores de automatización, PAC (programable automation controler), pero siguen caracterizándose por trabajar con un sistema operativo basado en el ciclo de scan, aunque ahora pueden disponer, además, de programas y ruti- nas que se ejecutan por evento o pe- riódicamente; en este último caso el periodo de ejecución se asigna inde- pendientemente a cada programa. Visto el panorama que comenta- mos en este artículo, es de prever que se irá avanzando en la estanda- rización teniendo en cuenta las po- sibilidades que ofrece la tecnología multinúcleo. Por ello, aventuro el

crecimiento del número de controladores IEC, multinúcleo y multisis- tema operativo en las aplicaciones de control y la introducción de estas tecnologías en los PAC de forma que, en un futuro, éstos evolucionarán hacia los IEC: más estándar, más abiertos, más potentes y capaces de trabajar con múltiples entornos operativos, cada uno de ellos adaptado a las características y requerimientos de las tareas y funciones cuya eje- cución deben soportar.

A modo de resumen

La tecnología multinúcleo supone un salto cualitativo en el desarrollo de nuevas CPU más rápidas y efectivas que, con una gestión inteligente del uso de recursos adecuado a las ne- cesidades reales del dispositivo en cada momento, no suponga necesa- riamente un incremento en el consumo de energía.

A modo de conclusión recojo las re- comendaciones de Hans Jürgen Rauscher, System Architect en Wind River, para obtener el máximo be- neficio de las CPU multinúcleo en un dispositivo:

• La existencia de tareas múlti- ples. En este caso se puede hacer una distribución de las tareas entre los diferentes núcleos, de este modo, podemos tener diferentes tareas tra- bajando en paralelo y sin que la eje- cución de una de ellas en un núcleo interfiera la ejecución de las demás en el otro, o en los otros núcleos. • Un sistema operativo, SO, que pueda ejecutarse en una CPU multi- núcleo aprovechando la potencia que proporcionan varios núcleos traba- jando en paralelo de forma sincroni- zada (sistema multi núcleo y mono SO), y que pueda ejecutarse exclu- sivamente en un de los núcleos de la CPU multinúcleo (sistema multinú- cleo y multi SO).

• Un entorno de desarrollo y ve- rificación que soporte la implemen- tación en plataformas hardware con CPU multinúcleo, que sea capaz de manejar un conjunto de tareas y/o aplicaciones múltiples, interrelacionadas entre sí, ejecutándose en varios núcleos en paralelo.

Jordi Ayza

Automática e Instrumentación

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