Sanoat 4.0 uchun zavod avtomatlashtirish tizimlari odatda real vaqtdagi aloqa va boshqaruvni taʼminlash uchun -uchta uskunadan iborat:
Maydon darajasida kiritish/chiqarish modullari, aktuatorlar va drayvlar zavod ichidagi jismoniy operatsiyalarni boshqaradi;
Boshqarish darajasida dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlar (PLC) yoki kompyuterning raqamli boshqaruvi (CNC) tizimlari maydon darajasidan ma'lumotlarni yig'ish va maydonga buyruqlar berish uchun javobgardir.
Operator darajasida inson{0}}mashina interfeysi (HMI) qurilmalari bir vaqtning o'zida buyruqlar berishi mumkin bo'lgan operatorlar bilan aloqa qiladi.
Har bir daraja o'ziga xos dizayn muammolarini hal qilish uchun optimallashtirilgan apparat va dasturiy echimlarni talab qiladi. Ular orasida nazorat darajasidagi muammolarni hal qilish ayniqsa qiyin.
Bitta kontroller tomonidan qo‘llab-quvvatlanadigan tugunlar soni ortib borar ekan, boshqaruv darajasidagi qurilmalar{0}}dizaynerlari energiya iste’moli, elektr ta’minoti muddatini uzaytirish va ishonchlilik talablari kabi umumiy sanoat avtomatlashtirish dizayn tashvishlaridan tashqari muayyan muammolarga duch kelishmoqda. Koʻproq tugunlarni qoʻllab-quvvatlash butun zavod yechimi boʻylab kamroq kontrollerlar talab qilinishini anglatadi, bu esa yanada tejamkorroq avtomatlashtirish yechimini yaratadi. Shu bilan bir qatorda, yuqori darajadagi avtomatlashtirishga erishish uchun ushbu qo'shimcha tugunlar butun zavod bo'ylab joylashtirilishi mumkin. Biroq, qo'llab-quvvatlanadigan tugunlar soni ortib borayotganligi sababli, paket hajmini oshirmaslik uchun protsessor unumdorligi etarli darajada kam quvvat sarfini saqlab turishi kerak. Bundan tashqari, ko'pchilik PLClar fanatsiz ishlab chiqilgan bo'lib, quvvat sarfini loyihalashda muhim ahamiyatga ega.
PLC va CNC'lar bir vaqtning o'zida zavod ichidagi ko'plab tugunlar yoki funktsiyalarni boshqarganligi sababli, ularning faoliyatining haqiqiy-vaqt xarakteri juda muhimdir. Aniq vaqtga erishish uchun yechim uchun ikkita komponent zarur: real{2}}vaqtdagi operatsion tizim (RTOS) va sanoat aloqasi uchun vaqtni biladigan moslashuvchan tashqi qurilmalar. RTOS ushbu qurilmalarda qaror qabul qilish-va kechikish vaqtini nazorat qilish, muhim vaqt talablariga muvofiqligini taʼminlash uchun qoʻllaniladi. Tijorat RTOS yillar davomida sanoat nazoratida keng qo'llanilgan, shu bilan birga RT Linux® yechimlariga qiziqish ortib bormoqda. Bu yechimlar sanoat avtomatizatsiyasi ilovalari uchun zarur boʻlgan{8}}vaqt sezgirligi va qarorlar-qabul qilish imkoniyatlarini taqdim etib, katta Linux ochiq manba-hamjamiyatining toʻliq afzalliklaridan foydalanadi.
Haqiqiy{0}}vaqt yechimlarining aloqa periferik qismi uchun asosiy talab, hatto tugunlar sonini ko'paytirganda ham past kechikish va qisqa protokol aylanish vaqtlariga erishadigan usul orqali sanoat fieldbus protokollarini qo'llab-quvvatlashdir. Bir dizaynda bir nechta fieldbus standartlari qo'llab-quvvatlanishi kerak bo'lganda, bu yanada murakkab muammoga aylanadi. Yakuniy mahsulotlarning EtherCAT, PROFINET va Ethernet/IP kabi-bir nechta standartlarga-mos kelishini taʼminlash uchun{3}}koʻp{3}}protokollarni qoʻllab-quvvatlash zarur, ular allaqachon zavod ichida oʻrnatilgan. Uskuna (ASIC) orqali koʻp{7}}protokollarni qoʻllab-quvvatlashga erishish juda murakkab, chunki har bir protokol oʻziga xos ASIC-ni talab qilishi mumkin, bu esa har bir qoʻllab-quvvatlanadigan fieldbus uchun alohida plata dizaynini talab qilishi mumkin. Dasturlashtiriladigan yondashuv bu muammoni soddalashtiradi. Ushbu yondashuvlarda fieldbus protokolidagi o'zgarishlar faqat dasturiy ta'minot yoki proshivka yangilanishlari orqali amalga oshirilishi mumkin.
Ushbu real vaqt{0}}aloqa yechimini samaraliroq qilish uchun kontrollerlar keng atrof-muhit interfeyslarini talab qiladi. Buning sababi shundaki, ular bir nechta qatlamlar bo'ylab aloqa qilishlari kerak: zavod ichidagi fieldbus tarmoqlari, kiritish/chiqarishni bog'laydigan orqa panellar, aktuatorlar, drayvlar yoki boshqa kontrollerlar va OPC UA kabi ma'lumotlarni yig'ish protokollari orqali zavod diagnostikasini amalga oshiradigan serverlar. Bularning barchasi ko'p sonli periferik interfeyslarni, xususan Ethernet interfeyslarini talab qiladi. Bundan tashqari, moslashuvchan va dasturlashtiriladigan aloqa yechimi talab qilinadi.
Sitara™ AM572x protsessoriga mo‘ljallangan TMDXIDK5728 Industrial Development Kit (IDK) endi nazorat darajasidagi-zavod avtomatlashtirish yechimlarini baholash uchun mavjud. AM572x ikki yadroli ARM® Cortex®-A15 protsessori sanoat harorat diapazonlarini qo‘llab-quvvatlashi, 100 000 soatgacha uzoq umr ko‘rishi, real vaqt rejimida dasturiy ta’minotni qo‘llab-quvvatlashi va keng ko‘lamli tashqi qurilmalar-shu jumladan PSS{11}(ICS{12} yoki PSS{11})ni qo‘llab-quvvatlashi tufayli sanoat ilovalari uchun juda mos keladi. Dasturlashtiriladigan sanoat aloqalari uchun real-Vaqt birligi-Sanoat aloqasi quyi tizimi). TMDXIDK5728 to'rtta Ethernet portini taqdim etadi, ulardan ikkitasi potentsial ravishda gigabitli kalitdan, qolgan ikkitasi PRU-ICSS (standart konfiguratsiya) yoki barcha to'rtta port PRU{18}}ICSS'dan olinadi. TMDXIDK5728 protsessor-SDK-RTOS ichidagi PRU-ICSS-INDUSTRIAL{24}}SW orqali yetkazib beriladigan AM57x asosidagi sanoat fieldbus protokollari uchun TIning so'nggi yechimlarini baholash imkonini beradi. Bundan tashqari, TMDXIDK5728 protsessor{29}}SDK-Linux-RT dasturiy paketini ishga tushirishi mumkin, bu esa TIning asosiy Linux yadrosi uchun optimallashtirilgan RT Preempt patchini taqdim etadi, bu esa real vaqtda sanoatni avtomatlashtirish ilovalarini ishlab chiqish imkonini beradi.