Anf\u00e4nger haben sich dank der Beliebtheit des Internet der Dinge (IoT) und der Entwicklungskits wie Raspberry Pi und Arduino und ihrer Open-Source-Natur mit Kits dieser Art sehr wohl gef\u00fchlt. Der Code ist f\u00fcr nahezu jede Anwendung verf\u00fcgbar, an der Sie arbeiten. Dazu geh\u00f6ren auch alle Plug-In-Ger\u00e4te, Sensoren, Aktoren usw.<\/p>\n\n\n\n
Je mehr Ingenieure an diesen Projekten beteiligt waren, desto robuster wurden die Tools, die Software und sogar die Kits selbst, was sie selbst f\u00fcr den erfahrensten Designer attraktiver machte. Jetzt beginnt ein hoher Prozentsatz der Designs mit dem allgegenw\u00e4rtigen Entwicklungskit. Wenn man sich nur Raspberry Pi ansieht, behaupten Marktbeobachter, dass bis Anfang dieses Jahres mehr als 50 Millionen Kits ausgeliefert wurden, wobei etwa zehn verschiedene Modelle verf\u00fcgbar waren.<\/p>\n\n\n\n
Ein Grund, warum die Hersteller die Entwicklungskits m\u00f6gen, ist, dass sie wissen, dass Ingenieure sie sowohl bei der Arbeit als auch zu Hause einsetzen. Daher experimentieren die Ingenieure zu Hause mit Peripherieger\u00e4ten und Sensoren und entwickeln professionelle Prototypversionen potenzieller Produkte f\u00fcr ihre Arbeitgeber.<\/p>\n\n\n\n
Probleme mit Konsumg\u00fctern<\/strong><\/h2>\n\n\n\nDieser Prozess der Umsetzung von selbst gebrauten Produkten in kommerzielle Produkte birgt potenzielle Nachteile. Ein solches Problem ist der ben\u00f6tigte Temperaturbereich. Das Haus des Ingenieurs kann bei einer einfachen Temperatur von + 23 \u00b0 C plus oder minus etwa 10 Grad bleiben. Aber das reicht nat\u00fcrlich nicht f\u00fcr ein professionelles Produkt. Schock- und Vibrationsprobleme m\u00fcssen ebenfalls \u00fcberwunden werden. Der Ingenieur wei\u00df, dass das Ger\u00e4t in seinem Haus gut mit Klebeband zusammengeklebt wird. Das ist nicht das Aussehen, das Sie f\u00fcr Ihr Versandendprodukt w\u00fcnschen.<\/p>\n\n\n\n
Ein weiteres Problem, das ber\u00fccksichtigt werden muss, ist der Komponententausch. W\u00e4hrend ein erfahrener Ingenieur wei\u00df, dass er bestimmte Komponenten ohne (oder mit geringen) negativen Auswirkungen austauschen kann, d\u00fcrfen Sie dies einfach nicht mit einem Produkt tun, das die Prototypenphase bestanden hat, insbesondere wenn es f\u00fcr den Einsatz in Medizin, Industrie und Industrie bestimmt ist. oder milit\u00e4rische Anwendungen. Sobald das Design gesperrt ist, sind keine \u00c4nderungen mehr zul\u00e4ssig.<\/p>\n\n\n\n
Ingenieure haben die M\u00f6glichkeit, eines der auf dem Markt erh\u00e4ltlichen Kits f\u00fcr die industrielle Entwicklung auszuw\u00e4hlen. Aber wie zu erwarten ist, sind sie weitaus eingeschr\u00e4nkter in Bezug auf ihre M\u00f6glichkeiten, die verf\u00fcgbare Software und die Peripherieger\u00e4te, die Sie bauen oder kaufen k\u00f6nnen. Und sie k\u00f6nnen jeweils mit einem anderen Protokoll oder einer anderen Schnittstelle arbeiten, insbesondere wenn es um Funktionen wie GPIO-Pins (General Purpose Input \/ Output), PWM-Funktionen (Pulsweitenmodulator), ADCs (Analog-Digital-Wandler) und Digital-Analog-Wandler geht Konverter (DACs) und Kommunikationsfunktionen wie I2C, SPI, UART usw.<\/p>\n\n\n\n
Hardware-Abstraktionsschichten<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Einige Begriffe, mit denen erfahrene Designer im Allgemeinen vertraut sind, sind Hardware-Abstraktionsschichten (HALs) und RAAs<\/a> (Abbildung 1). Die HAL ist eine Abstraktionsschicht, die in Software zwischen der physischen Hardware und Software des Computers implementiert ist. Der Zweck der HAL besteht darin, Unterschiede in der Hardware vor dem Betriebssystem zu verbergen. Infolgedessen muss der gr\u00f6\u00dfte Teil des Codes im Betriebssystem nicht ge\u00e4ndert werden, wenn \u00c4nderungen an der Hardware vorgenommen werden.<\/p>\n\n\n\n![\"High-Level-Sicht](\"https:\/\/i0.wp.com\/cdn.adlinktech.com\/webupd\/en\/Upload\/ipi-smarc-devkit-for-industrial-applications\/blog_img_ipi_figure1_20200424.jpg?w=723&ssl=1\")
<\/figure>\n\n\n\nAbbildung 1: Hier sehen Sie eine allgemeine Ansicht des Software- \/ Hardware-Stacks, einschlie\u00dflich der Abstraktionsschicht. MRAAs, die aus einer Intel-Bibliothek stammen, \u00fcbernehmen die Rolle einer HAL, vereinfachen jedoch auch die Logik, die f\u00fcr die Verbindung mit verschiedenen Sensor-Pins erforderlich ist. MRAAs sind portabel, dh sie erm\u00f6glichen die Ausf\u00fchrung desselben Codes auf mehreren Plattformen. Dies kann f\u00fcr Programme sein, die in C ++, Python, JavaScript oder Java geschrieben sind, oder f\u00fcr etwas anderes.<\/p>\n\n\n\n
Zur\u00fcck zu den Entwicklungsplattformen, insbesondere zu Arduino, nutzen Benutzer Arduino Create, eine integrierte Online-Plattform, mit der Benutzer Code schreiben, auf Inhalte zugreifen, Boards konfigurieren und Projekte gemeinsam nutzen k\u00f6nnen. Wie die meisten Produkte der Arduino-Familie k\u00f6nnen sie von allen Entwicklerebenen verwendet werden. F\u00fcr Raspberry Pi stehen mehrere integrierte Entwicklungsumgebungen (IDEs) zur Verf\u00fcgung. Beachten Sie, dass der MRAA sowohl f\u00fcr die Arduino- als auch f\u00fcr die Raspberry Pi-Plattform als HAL verwendet werden kann.<\/p>\n\n\n\n
Entwickler in diesem Bereich sollten sich auch dessen bewusst sein UPM<\/a>Dies ist im Wesentlichen eine Sensorbibliothek mit \u00fcbergeordneten APIs, die das Anschlie\u00dfen und Verwenden g\u00e4ngiger Sensoren und Aktoren in IoT-L\u00f6sungen vereinfachen. Diese Softwaretreiber interagieren mit der zugrunde liegenden Hardwareplattform durch Aufrufe von MRAA-APIs. Wie zu erwarten, sind Treiber sowohl f\u00fcr Arduino- als auch f\u00fcr RPi-Plattformen verf\u00fcgbar.<\/p>\n\n\n\nSMARC Definiert das Modul<\/strong><\/h2>\n\n\n\nDas bringt uns zur\u00fcck zum SMARC<\/a> (Smart Mobility ARChitecture), das sich auf die Moduldefinition f\u00fcr eine vielseitige Computer-Targeting-Anwendung mit kleinem Formfaktor bezieht, die geringen Stromverbrauch und niedrige Kosten erfordert und dennoch ein hohes Leistungsniveau aufweist. Gem\u00e4\u00df der Spezifikation unterst\u00fctzen SMARC-Module einen Temperaturbereich von -20 \u00b0 C bis + 85 \u00b0 C (beachten Sie, dass einige SMARC-Module f\u00fcr einen Bereich von -40 \u00b0 C bis + 85 \u00b0 C spezifiziert sind). Die SMARC-Spezifikation wurde innerhalb der Standardisierungsgruppe f\u00fcr eingebettete Technologien erstellt (SGET<\/a>).<\/p>\n\n\n\nUm das Design zu vereinfachen, werden alle diese Hardware- und Softwarekomponenten zusammengef\u00fchrt ADLINKs SMARC-Entwicklungskit f\u00fcr industrielle Pi (I-Pi)<\/a> (Figur 2). Das Kit enth\u00e4lt ein Netzteil, ein USB-Programmierkabel und eine SD-Speicherkarte mit dem Linux-Betriebssystem. Die transparente Acrylabschirmung um den I-Pi SMARC bietet zus\u00e4tzlichen Schutz.<\/p>\n\n\n\n![\"I-Pi](\"https:\/\/i0.wp.com\/cdn.adlinktech.com\/webupd\/en\/Upload\/ipi-smarc-devkit-for-industrial-applications\/blog_img_ipi_figure2_20200424.jpg?w=723&ssl=1\")
<\/figure>\n\n\n\nAbbildung 2: ADLINKs I-Pi SMARC-Entwicklungskit. Das I-Pi SMARC-Entwicklungskit von ADLINK enth\u00e4lt alles, was ein Ingenieur ben\u00f6tigt, um mit einem industriellen Prototyp zu beginnen. (Bildquelle: ADLINK) Wenn Sie sich die Unterseite des I-Pi SMARC ansehen (Abbildung 3), sehen Sie, dass der I-Pi die gr\u00f6\u00dfere Tr\u00e4gerplatine ist, die alle Schnittstellen zur Au\u00dfenwelt bietet, w\u00e4hrend das SMARC-Prozessormodul ist die kleinere Karte, die an den I-Pi-Tr\u00e4ger angeschlossen wird. Das Kit enth\u00e4lt auch Funktionen, die auf Plattformen wie dem Raspberry Pi nicht enthalten sind, jedoch zum Erstellen von IoT-basierten eingebetteten Systemen und Ger\u00e4ten wie einer Echtzeituhr (RTC) ben\u00f6tigt werden.<\/p>\n\n\n\n![\"die](\"https:\/\/i0.wp.com\/cdn.adlinktech.com\/webupd\/en\/Upload\/ipi-smarc-devkit-for-industrial-applications\/blog_img_ipi_figure3_20200424.jpg?w=723&ssl=1\")
<\/figure>\n\n\n\nAbbildung 3: Dargestellt ist die Unterseite des I-Pi-Tr\u00e4gers und des SMARC-Verarbeitungsmoduls von ADLINK. (Bildquelle: ADLINK)<\/p>\n\n\n\n
Verbraucherverse Professional<\/strong><\/h2>\n\n\n\nVerbraucherplattformen wie Raspberry Pi und Arduino unterscheiden sich erheblich von professionellen Produkten wie dem I-Pi SMARC von ADLINK. Wie bereits erw\u00e4hnt, k\u00f6nnen Designer, die mit Produkten f\u00fcr den Verbrauchermarkt arbeiten, wie Raspberry Pi und Arduino, nach Belieben problemlos Komponenten ersetzen. In vielen F\u00e4llen werden die Endbenutzer nicht einmal \u00fcber die \u00c4nderungen informiert (und m\u00fcssen auch nicht informiert werden).<\/p>\n\n\n\n
In der Industrie ist dies jedoch eine ganz andere Geschichte. Der I-Pi SMARC von ADLINK folgt den branchen\u00fcblichen Praktiken ECN (Notice of Engineering Change) und PCN (Process Change Notice). Dies bedeutet, dass Endbenutzer Zugriff auf einen Pr\u00fcfpfad haben, der definiert, welche \u00c4nderungen gegebenenfalls vorgenommen wurden und warum.<\/p>\n\n\n\n
Wir k\u00f6nnen ein \u00e4hnliches Argument f\u00fcr die Berichterstattung und das Debuggen von Produktionsqualit\u00e4tsproblemen vorbringen. Dies ist f\u00fcr Raspberry Pi und Arduino einfach nicht m\u00f6glich. ADLINKs I-Pi SMARC ist nicht nur m\u00f6glich, sondern die Berichts- und Debugging-Mechanismen vereinfachen den Prozess. Und vergessen Sie nicht den Kundendienst und die RMAs (Return Merchandise Authorizations). ADLINK garantiert und unterst\u00fctzt den I-Pi SMARC vollst\u00e4ndig.<\/p>\n\n\n\n
Langfristige Verf\u00fcgbarkeit<\/strong><\/h2>\n\n\n\nEin Merkmal, das in jedes Industrieprodukt eingebrannt werden muss, ist die langfristige Verf\u00fcgbarkeit. In einigen F\u00e4llen bedeutet dies sieben bis zehn Jahre oder mehr. Verbraucherplattformen wie Raspberry Pi und Arduino haben keine Garantie f\u00fcr Langlebigkeit und werden offen gesagt nicht von ihnen erwartet. Sie k\u00f6nnen jederzeit ohne vorherige Ank\u00fcndigung eingestellt werden. ADLINK garantiert eine 10-j\u00e4hrige Verf\u00fcgbarkeit f\u00fcr den I-Pi SMARC. F\u00fcr das ADLINK I-Pi SMARC-Entwicklungskit stehen verschiedene Bereitstellungsoptionen zur Verf\u00fcgung. Die gute Nachricht ist, dass Entwickler, die bereits Prototypen mit Arduino- oder Raspberry Pi-Plattformen erstellt haben, diese Sensor\u00f6kosysteme und -bibliotheken nutzen und ihre Designs dank des ADLINK I-Pi SMARC-Entwicklungskits in eine industrielle Umgebung migrieren k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Wenn Sie bereit sind, vom Prototyp zur Produktion zu wechseln, kann die Open-Source-Spezifikation des I-Pi Carriers als Ausgangspunkt f\u00fcr Entwickler dienen, die ihre eigenen Carrier erstellen m\u00f6chten. Dies ist f\u00fcr Kostensenkungen von Vorteil, da Sie den Netzbetreiber m\u00f6glicherweise nur mit den Funktionen und Schnittstellen f\u00fcllen m\u00f6chten, die f\u00fcr Ihre Anwendung erforderlich sind. Es macht keinen Sinn, Funktionen an Bord zu haben, die niemals genutzt werden.<\/p>\n\n\n\n
Unter dem Strich k\u00f6nnen Entwickler ihren eigenen bevorzugten Startpunkt ausw\u00e4hlen und eine Ziellinie haben, die zu einer industriellen Umgebung passt.<\/p>\n\n\n\n
Weitere Informationen zu ADLINK Industrial-Pi (I-Pi) SMARC finden Sie unter https:\/\/ipi.wiki\/<\/a>.<\/p>\n\n\n\n![\"Henri](\"https:\/\/i0.wp.com\/blog.adlinktech.com\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/0-8.jpg?w=723&ssl=1\"\/)
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Abbildung 1: Hier sehen Sie eine allgemeine Ansicht des Software- \/ Hardware-Stacks, einschlie\u00dflich der Abstraktionsschicht. MRAAs, die aus einer Intel-Bibliothek stammen, \u00fcbernehmen die Rolle einer HAL, vereinfachen jedoch auch die Logik, die f\u00fcr die Verbindung mit verschiedenen Sensor-Pins erforderlich ist. MRAAs sind portabel, dh sie erm\u00f6glichen die Ausf\u00fchrung desselben Codes auf mehreren Plattformen. Dies kann f\u00fcr Programme sein, die in C ++, Python, JavaScript oder Java geschrieben sind, oder f\u00fcr etwas anderes.<\/p>\n\n\n\n Zur\u00fcck zu den Entwicklungsplattformen, insbesondere zu Arduino, nutzen Benutzer Arduino Create, eine integrierte Online-Plattform, mit der Benutzer Code schreiben, auf Inhalte zugreifen, Boards konfigurieren und Projekte gemeinsam nutzen k\u00f6nnen. Wie die meisten Produkte der Arduino-Familie k\u00f6nnen sie von allen Entwicklerebenen verwendet werden. F\u00fcr Raspberry Pi stehen mehrere integrierte Entwicklungsumgebungen (IDEs) zur Verf\u00fcgung. Beachten Sie, dass der MRAA sowohl f\u00fcr die Arduino- als auch f\u00fcr die Raspberry Pi-Plattform als HAL verwendet werden kann.<\/p>\n\n\n\n Entwickler in diesem Bereich sollten sich auch dessen bewusst sein UPM<\/a>Dies ist im Wesentlichen eine Sensorbibliothek mit \u00fcbergeordneten APIs, die das Anschlie\u00dfen und Verwenden g\u00e4ngiger Sensoren und Aktoren in IoT-L\u00f6sungen vereinfachen. Diese Softwaretreiber interagieren mit der zugrunde liegenden Hardwareplattform durch Aufrufe von MRAA-APIs. Wie zu erwarten, sind Treiber sowohl f\u00fcr Arduino- als auch f\u00fcr RPi-Plattformen verf\u00fcgbar.<\/p>\n\n\n\n Das bringt uns zur\u00fcck zum SMARC<\/a> (Smart Mobility ARChitecture), das sich auf die Moduldefinition f\u00fcr eine vielseitige Computer-Targeting-Anwendung mit kleinem Formfaktor bezieht, die geringen Stromverbrauch und niedrige Kosten erfordert und dennoch ein hohes Leistungsniveau aufweist. Gem\u00e4\u00df der Spezifikation unterst\u00fctzen SMARC-Module einen Temperaturbereich von -20 \u00b0 C bis + 85 \u00b0 C (beachten Sie, dass einige SMARC-Module f\u00fcr einen Bereich von -40 \u00b0 C bis + 85 \u00b0 C spezifiziert sind). Die SMARC-Spezifikation wurde innerhalb der Standardisierungsgruppe f\u00fcr eingebettete Technologien erstellt (SGET<\/a>).<\/p>\n\n\n\n Um das Design zu vereinfachen, werden alle diese Hardware- und Softwarekomponenten zusammengef\u00fchrt ADLINKs SMARC-Entwicklungskit f\u00fcr industrielle Pi (I-Pi)<\/a> (Figur 2). Das Kit enth\u00e4lt ein Netzteil, ein USB-Programmierkabel und eine SD-Speicherkarte mit dem Linux-Betriebssystem. Die transparente Acrylabschirmung um den I-Pi SMARC bietet zus\u00e4tzlichen Schutz.<\/p>\n\n\n\n Abbildung 2: ADLINKs I-Pi SMARC-Entwicklungskit. Das I-Pi SMARC-Entwicklungskit von ADLINK enth\u00e4lt alles, was ein Ingenieur ben\u00f6tigt, um mit einem industriellen Prototyp zu beginnen. (Bildquelle: ADLINK) Wenn Sie sich die Unterseite des I-Pi SMARC ansehen (Abbildung 3), sehen Sie, dass der I-Pi die gr\u00f6\u00dfere Tr\u00e4gerplatine ist, die alle Schnittstellen zur Au\u00dfenwelt bietet, w\u00e4hrend das SMARC-Prozessormodul ist die kleinere Karte, die an den I-Pi-Tr\u00e4ger angeschlossen wird. Das Kit enth\u00e4lt auch Funktionen, die auf Plattformen wie dem Raspberry Pi nicht enthalten sind, jedoch zum Erstellen von IoT-basierten eingebetteten Systemen und Ger\u00e4ten wie einer Echtzeituhr (RTC) ben\u00f6tigt werden.<\/p>\n\n\n\n Abbildung 3: Dargestellt ist die Unterseite des I-Pi-Tr\u00e4gers und des SMARC-Verarbeitungsmoduls von ADLINK. (Bildquelle: ADLINK)<\/p>\n\n\n\n Verbraucherplattformen wie Raspberry Pi und Arduino unterscheiden sich erheblich von professionellen Produkten wie dem I-Pi SMARC von ADLINK. Wie bereits erw\u00e4hnt, k\u00f6nnen Designer, die mit Produkten f\u00fcr den Verbrauchermarkt arbeiten, wie Raspberry Pi und Arduino, nach Belieben problemlos Komponenten ersetzen. In vielen F\u00e4llen werden die Endbenutzer nicht einmal \u00fcber die \u00c4nderungen informiert (und m\u00fcssen auch nicht informiert werden).<\/p>\n\n\n\n In der Industrie ist dies jedoch eine ganz andere Geschichte. Der I-Pi SMARC von ADLINK folgt den branchen\u00fcblichen Praktiken ECN (Notice of Engineering Change) und PCN (Process Change Notice). Dies bedeutet, dass Endbenutzer Zugriff auf einen Pr\u00fcfpfad haben, der definiert, welche \u00c4nderungen gegebenenfalls vorgenommen wurden und warum.<\/p>\n\n\n\n Wir k\u00f6nnen ein \u00e4hnliches Argument f\u00fcr die Berichterstattung und das Debuggen von Produktionsqualit\u00e4tsproblemen vorbringen. Dies ist f\u00fcr Raspberry Pi und Arduino einfach nicht m\u00f6glich. ADLINKs I-Pi SMARC ist nicht nur m\u00f6glich, sondern die Berichts- und Debugging-Mechanismen vereinfachen den Prozess. Und vergessen Sie nicht den Kundendienst und die RMAs (Return Merchandise Authorizations). ADLINK garantiert und unterst\u00fctzt den I-Pi SMARC vollst\u00e4ndig.<\/p>\n\n\n\n Ein Merkmal, das in jedes Industrieprodukt eingebrannt werden muss, ist die langfristige Verf\u00fcgbarkeit. In einigen F\u00e4llen bedeutet dies sieben bis zehn Jahre oder mehr. Verbraucherplattformen wie Raspberry Pi und Arduino haben keine Garantie f\u00fcr Langlebigkeit und werden offen gesagt nicht von ihnen erwartet. Sie k\u00f6nnen jederzeit ohne vorherige Ank\u00fcndigung eingestellt werden. ADLINK garantiert eine 10-j\u00e4hrige Verf\u00fcgbarkeit f\u00fcr den I-Pi SMARC. F\u00fcr das ADLINK I-Pi SMARC-Entwicklungskit stehen verschiedene Bereitstellungsoptionen zur Verf\u00fcgung. Die gute Nachricht ist, dass Entwickler, die bereits Prototypen mit Arduino- oder Raspberry Pi-Plattformen erstellt haben, diese Sensor\u00f6kosysteme und -bibliotheken nutzen und ihre Designs dank des ADLINK I-Pi SMARC-Entwicklungskits in eine industrielle Umgebung migrieren k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n Wenn Sie bereit sind, vom Prototyp zur Produktion zu wechseln, kann die Open-Source-Spezifikation des I-Pi Carriers als Ausgangspunkt f\u00fcr Entwickler dienen, die ihre eigenen Carrier erstellen m\u00f6chten. Dies ist f\u00fcr Kostensenkungen von Vorteil, da Sie den Netzbetreiber m\u00f6glicherweise nur mit den Funktionen und Schnittstellen f\u00fcllen m\u00f6chten, die f\u00fcr Ihre Anwendung erforderlich sind. Es macht keinen Sinn, Funktionen an Bord zu haben, die niemals genutzt werden.<\/p>\n\n\n\n Unter dem Strich k\u00f6nnen Entwickler ihren eigenen bevorzugten Startpunkt ausw\u00e4hlen und eine Ziellinie haben, die zu einer industriellen Umgebung passt.<\/p>\n\n\n\n Weitere Informationen zu ADLINK Industrial-Pi (I-Pi) SMARC finden Sie unter https:\/\/ipi.wiki\/<\/a>.<\/p>\n\n\n\n
Einige Begriffe, mit denen erfahrene Designer im Allgemeinen vertraut sind, sind Hardware-Abstraktionsschichten (HALs) und RAAs<\/a> (Abbildung 1). Die HAL ist eine Abstraktionsschicht, die in Software zwischen der physischen Hardware und Software des Computers implementiert ist. Der Zweck der HAL besteht darin, Unterschiede in der Hardware vor dem Betriebssystem zu verbergen. Infolgedessen muss der gr\u00f6\u00dfte Teil des Codes im Betriebssystem nicht ge\u00e4ndert werden, wenn \u00c4nderungen an der Hardware vorgenommen werden.<\/p>\n\n\n\n<\/figure>\n\n\n\nSMARC Definiert das Modul<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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Langfristige Verf\u00fcgbarkeit<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
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