ЖУРНАЛ СТА 3/2012

ядерные как по общей производитель- ности, так и по производительности на ватт. Они также упрощают масштаби- руемость приложений, позволяя впо- следствии применять процессоры с бо ' льшим числом ядер без необходимо- сти внесения изменений в ПО. Тенден- ция к переходу на многоядерные про- цессоры в настоящий момент набирает всё бо ' льшие обороты, и уже доступны операционные системы (ОС), связую- щее ПО и инструментарий, оптимизи- рованные для работы в многоядерной среде. Использование современных многоядерных архитектур и технологии гипервизора позволяет сочетать в еди- ной аппаратной платформе несколько операционных систем, сокращая затра- ты на оборудование и одновременно предоставляя широкие возможности по расширению функций с сохранением соответствия стандартам функциональ- ной безопасности. Второе решение, виртуализация, поз- воляет раздельно выполнять несколько операционных сред на одном и том же физическом устройстве, скажем, ОС реального времени (например, VxWorks) и ОС общего назначения (например, Windows или Linux). Разбиение системы на разделы (partitions) упрощает распре- деление ресурсов, в частности, вычис- лительные ядра могут быть как жёстко назначены конкретной виртуальной плате, так и разделяться между не- сколькими, а ОЗУ может быть разбито на непересекающиеся пространства, выделенные виртуальным платам для монопольного доступа. Виртуализация также позволяет изолировать функцио- нальные блоки повышенной функцио- нальной безопасности (например, блок эмуляции ПЛК – soft-PLC) от всех остальных. Возможность использования не- скольких ОС параллельно позволяет выбирать разные ОС для реализации отдельных функциональных блоков. ОС реального времени предпочтитель- ны там, где необходимо обеспечить вре- менной детерминизм; в дополнение к этому они гораздо более просты и лег- ковесны, чем ОС общего назначения наподобие Linux – это делает их подхо- дящими кандидатами на сертифика- цию. Linux, с другой стороны, выигры- вает с точки зрения быстрой адаптации постоянно развивающихся стандартов в области коммуникаций и пользователь- ского интерфейса. Таким образом, со- четание обеих ОС в одной системе поз- волит взять от каждой из них сильные стороны – технология гипервизора де- лает этот подход осуществимым. Сочетание технологий многоядерно- сти и виртуализации несёт в себе бога- тый потенциал для увеличения про- изводительности и надёжности про- мышленных приложений. Чистая выго- да здесь заключается в том, что про- изводители систем автоматизации и управления могут «упаковать» больше функций в одно физическое устрой- ство, одновременно снизив затраты и сложность, и при этом упростить реше- ние задач сертификации по современ- ным стандартам функциональной без- опасности. Ш АГ 2: СТАВКА НА ОТКРЫТЫЕ ПЛАТФОРМЫ Благодаря растущей роли ПО как фактора дифференциации продуктов способность добавлять функции, свя- занные с информационной и функцио- нальной безопасностью, на программ- ном уровне при использовании стан- дартной аппаратной платформы стала ключевым моментом. Например, использование программ- ных ядер реального времени в контрол- лерах с программируемой логикой (PLC) сейчас является обычной прак- тикой, однако по мере продвижения по производственной цепочке необходи- мость в конвергенции технологий и ин- теграции растет. Производители уст- ройств всё более полагаются на ПО как средство обеспечения безопасности и совместимости продукции; чтобы де- лать это эффективно, нужна подходя- щая программная платформа. Всё боль- ше стратегических альянсов заключает- ся с производителями инструментария разработки ПО, ОС и связующего ПО, и чем более стандартизованными ста- новятся результирующие программные платформы, тем больше возможностей появляется для снижения издержек и сложности за счёт интеграции всевоз- можных подсистем. Данные тенденции также несут в себе богатый потенциал для решения про- блем жизненного цикла изделий. Типо- вой цикл разработки длится 1–3 года при цикле поставки до 8 лет и 10-летнем цикле поддержки. Результирующий жизненный цикл, который и так в ряде случаев достигает 20 лет, часто необхо- димо дополнительно продлевать при по- мощи обновлений, что требует соответ- ствующей поддержки производителей. Разработчики ПО встраиваемых си- стем могут помочь своим клиентам ре- шить проблемы сохранения доли на рынке, защиты интеллектуальной соб- ственности, сокращения сроков выхода на рынок и снижения стоимости жиз- ненного цикла. Модульный подход к построению ПО помогает сократить сроки разработки, но сертификацию каждого модуля (например UDP-стека) всё равно каждый раз придётся прово- дить заново; в рамках подхода модуль- ной сертификации стандартные про- граммные компоненты могут постав- ляться как доверенные (trusted) в соста- ве сертификационного пакета. Клиен- ты в свою очередь могут использовать этот пакет для сертификации по МЭК 61508, не только сокращая сертифика- ционную процедуру, но и получая бо ' ль- шую гибкость на стадии разработки и, как результат, бо ' льшую стабильность бизнеса. Многие производители устройств сейчас склоняются к использованию Linux, и здесь нельзя не упомянуть о связанной с этим проблеме поддержки. Linux как открытая платформа предо- ставляет богатейшую площадку для консолидации технологий, но рынок программных решений для Linux силь- но фрагментирован. Часто, вместо того чтобы опираться на проверенный и поддерживаемый коммерческий ди- стрибутив, производители стремятся сделать собственную сборку Linux на основе одного из некоммерческих; сложность задачи и степень её влияния на процесс разработки при этом сильно недооцениваются. Использование ком- мерческого дистрибутива Linux обес- печивает как минимум такие преиму- щества, как стабильность кода, соответ- ствие открытым стандартам (например, соответствие спецификации CGL про- веряется на уровне дистрибутива – по данным Linux Foundation на 2009 год, спецификации CGL 5.0 соответствуют только MontaVista Linux Carrier Grade Edition v6.0, Wind River Linux v4.0 и Fu- jitsu Computer Technologies Limited ubi- nux v12. – Прим. пер. ), доступность об- учения и поддержки и гарантии возме- щения ущерба – эти факторы обяза- тельно нужно учитывать при принятии решения. Открытые технологии в сочетании с описанными здесь концепциями много- ядерности и виртуализации предостав- ляют широкий спектр новых возможно- стей. В частности, важным аспектом ис- пользования Linux в системах автомати- зации и управления является возмож- ность отделения «критических» функций ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ 9 СТА 3/2012 www.cta.ru © СТА-ПРЕСС