嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0

 由于瓦特的發(fā)明，人類社會進(jìn)入了“蒸汽時代”，并迎來了第一次工業(yè)革命。 第一次工業(yè)革命用工廠系統(tǒng)代替了手工車間，而用機(jī)器代替了手工工作。 這幾乎是自動化方式上的突破。隨后引入的傳送帶生產(chǎn)被認(rèn)為是明智且高效的貨物生產(chǎn)，并且是工業(yè)2.0的又一重要里程碑。 在工業(yè)3.0中，可編程邏輯控制器(稱為PLC)開始了這個新時代。那時，中繼系統(tǒng)通用的硬連線控制過程已經(jīng)成為過去。

硬件和軟件的時代開始了，從而為嵌入式系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。減少了布線所需的工作，并且這種新型的控制系統(tǒng)具有越來越多的靈活性。最初，嵌入式系統(tǒng)基于8位或16位微控制器。在自動化階段，首次使用了所謂的現(xiàn)場總線以及諸如光柵，限位開關(guān)，溫度和液位傳感器等傳感器的連接。較小的分散式控制器通過現(xiàn)場總線和專有網(wǎng)絡(luò)與PLC連接。對網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)供應(yīng)的需求不斷增長。因此，對總線系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的要求也增加了，以便顯示有關(guān)完工狀態(tài)，庫存，生產(chǎn)能力等的數(shù)據(jù)。這是通過將機(jī)器鏈接到公司管理計算機(jī)(垂直集成)來實現(xiàn)的。這被稱為聯(lián)網(wǎng)工廠。

當(dāng)網(wǎng)絡(luò)變得司空見慣時，也開始了自動化的新紀(jì)元：今天，我們談?wù)摴I(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)。兩者都不是產(chǎn)品，也不是概念。相反，它是智能數(shù)字系統(tǒng)的整體聯(lián)網(wǎng)的愿景。將來，機(jī)器應(yīng)該能夠通過新的信息和通信技術(shù)互相控制。生產(chǎn)流程(例如生產(chǎn)本身，計劃和服務(wù))應(yīng)自動優(yōu)化。整個過程應(yīng)盡可能實時進(jìn)行，以實現(xiàn)自組織的生產(chǎn)系統(tǒng)或增值鏈。

為了在現(xiàn)實中實施該項目，為此目的所需的所有數(shù)據(jù)都必須可用。如果可以在全球范圍內(nèi)考慮，那么將沒有足夠的能量和內(nèi)存容量將所有數(shù)據(jù)保存在云中。因此，邏輯系統(tǒng)概念是實現(xiàn)此愿景的前提。對此的重要要求是所有系統(tǒng)的本地化和聯(lián)網(wǎng)，以及節(jié)能系統(tǒng)的使用以及所需信息的傳輸，而不是復(fù)雜而龐大的數(shù)據(jù)量。另一個要點(diǎn)是在將機(jī)器，系統(tǒng)和設(shè)備聯(lián)網(wǎng)以及傳輸和聯(lián)網(wǎng)安全關(guān)鍵信息時要有足夠的安全性概念。沒有人希望通過全球黑客向公眾甚至競爭對手公開重要信息和數(shù)據(jù)。

公司面臨著眾多任務(wù)，這些任務(wù)需要根據(jù)項目特定要求提供解決方案。解決方案的可能方法是嵌入式模塊和系統(tǒng)解決方案。基于ARM的CPU的制造商通常會提供完善的系統(tǒng)和安全性概念。除了集成在CPU中的基于硬件的安全功能之外，已經(jīng)有許多軟件解決方案可實現(xiàn)安全可靠的系統(tǒng)。特別是基于ARM的嵌入式系統(tǒng)是根據(jù)IoT和工業(yè)4.0的能效要求實施項目的理想平臺。與其他架構(gòu)相比，ARM在每個芯片表面的性能最高，并且在芯片技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。多家制造商的基于ARM的CPU當(dāng)前正在快速發(fā)展：在性能，除了具有32位架構(gòu)的當(dāng)前計算核心(例如Cortex A7，Cortex A8和Cortex A9)之外，ARM還提供了基于64位架構(gòu)的計算核心，例如Cortex A53或Cortex A72。盡管性能不斷提高，但它們?nèi)匀伙@示出計算能力與功耗之間的良好關(guān)系。

ARM芯片制造商使用它集成每個市場專用的接口，以便滿足最高的安全標(biāo)準(zhǔn)，同時滿足新的市場要求，尤其是在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?；趲缀跛行袠I(yè)的廉價且功能優(yōu)化的替代產(chǎn)品可用于幾乎所有行業(yè)，無論是在汽車行業(yè)，網(wǎng)絡(luò)行業(yè)，自動化技術(shù)還是技術(shù)領(lǐng)域控制。不同之處還在于，將來可能會集成其他安全功能，以便更好地滿足市場對安全數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>