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PCI设备对自动化系统的影响

作者:非标自动化  来源:本站  发表时间:2020-3-23 9:00:19   浏览:

  PCI设备对自动化系统的影响

  4.0产业正在改变系统架构在所有在工业自动化领域。即将到来的边缘计算架构使用虚拟化扩展专用应用程序确定的关键性能指标(kpi)在异构操作系统。这使得工业控制应用程序配置有专用的核心分配给不同的操作系统。例如,运动控制器可以专门有一个核心,实时操作系统(如VxWorks*)执行实时工作负载和另一个核心分配到一个通用的操作系统(如Windows*)来运行其他应用程序对时间不敏感。

PCI设备对自动化系统的影响

图1


  图1显示了一个典型的工业可编程逻辑控制器(PLC)设计一个核心的位置致力于Windows*支持遗留设备运行的应用程序(比如PCI设备)和其他核心致力于支持实时应用程序的操作系统上运行英特尔®I210以太网控制器。

  遗留设备应用程序运行在Windows*和经常频繁发起批量和高速数据传输从CPU通过系统网络设备。实时应用程序运行在操作系统和系统网络资源的需求通过生成连续计算请求CPU核心(例如,实时应用程序运行在英特尔®以太网控制器I210生成中断通过执行中断服务例程(ISR))..随着时间的推移,从遗留设备充塞系统网络交易作为PCI-expressPCI桥摊位的交通,因为作为PCIe排序规则不支持这种大部分高频数据传输到PCI设备。这降低了服务质量(QoS)和扰乱的时间同步实时应用程序。在云计算中,这种现象被称为“吵闹的邻居”的效果。

  可以提高服务质量(QoS)作为PCIe设备升级到现代(创3.0),可以直接访问内存通过直接内存访问(DMA)绕过需要通过中央处理器访问内存。此外,作为PCIe规范提到一个功能叫做虚拟通道。这些渠道可以分配不同的服务质量(QoS)参数不同的数据包,从而具有不同优先级路由数据包。时间同步的挑战可以解决用精密时间测量(天车)作为PCIe设备兼容。天车是相对较新的ECN作为PCIe3.0和允许不同组件之间的绝对和相对时间同步。例如,考虑这样一个机器人视觉系统,有两种不同的摄像机从不同角度获取同一场景。在此用例中,我们不仅要注意绝对时间戳的图像捕获的时候,还为每个相机帧传播延迟,这样我们可以调整摄像头的缓冲对齐不仅当数据包传输,而且当他们将被接收。典型作为PCIe设备无法提供这种级别的时间同步但天车兼容作为PCIe设备将使这样的时间同步。
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