Une synergie de trois partenaires peut pousser le concept de création très loin. Devant une complexification grandissante des systèmes automatisés, les ordinateurs industriels commençaient à laisser poindre leurs limites en termes de traitement de l’information. Plutôt que de céder à la recherche post–silicium, trois industriels ont décidé de pallier à ce manque de performance par des solutions hybrides. Jugez plutôt…
Agir, et vite
Depuis l’avènement de l’ère informatique industrielle, disons un quart de siècle, les performances ont toujours précédé les besoins. De l’émulation née de l’informatique grand public, les PC industriels n’ont cessé d’augmenter leur vitesse de calcul et réduire leur encombrement.
D’où l’apparition de nouvelles applications, allant des systèmes embarqués jusqu’à la gestion complète d’une unité de production à l’aide des architectures intégrées. L’ordinateur s’est trouvé confronté à un double problème : la gestion de flux grandissants de données couplée à un aspect multi-tâches.
Les constructeurs, intégrateurs et développeurs, firent plusieurs constats : les performances des logiciels actuels dits multi-tâches ne sont pas suffisantes. Secundo, les développements de processeurs en qualité de miniaturisation, refroidissement et fiabilité atteignent leurs limites. Dernier point, il faut agir, et vite.
C’est ainsi que Kontron, Intel et Wind River proposent une solution destinée aux marchés des systèmes embarqués, un marché qui double tous les cinq ans, et ne se limite pas à un domaine en particulier. Ainsi, on le retrouve dans les automatismes, comme dans le médical ou l’automobile.
Si l’on observe les tendances industrielles concernant le domaine de l’embarqué de ces deux dernières années : les applications tendent vers une convergence. On demande de plus en plus au PC industriel, quitte à ce qu’il développe une certaine omniscience. Cela peut certes représenter un risque majeur en cas de frasques de celui-ci.
Si l’on observe de plus près le domaine de l’embarqué, on s’aperçoit qu’il doit être optimisé pour supporter un projet spécifique, créer et réutiliser des composants hardware ou software. Sans oublier que les OEM doivent être en mesure de le valider et de le déployer.
En regard d’un marché en pleine expansion, oui il y a de l’embarqué dans votre Ipod, notre consortium a décidé d’allier ses compétences et de sortir un produit pour répondre aux besoins spécifiques en automatisme, particulièrement dans le domaine du temps réel.
A chacun sa place
Pour simplifier, Kontron fournit la solution packagée, Wind River le soft et Intel le hard. Dans les grandes lignes, Intel s’est aperçu que la performance des semi-conducteurs commençait à s’essouffler. On ne peut pas miniaturiser à l’infini, être peu gourmand en énergie et dissiper peu de calories. Cette tendance d’un super-processeur calculateur s’est éteinte à la fin des années 90, pour laisser place à une approche holistique du traitement de l’information. Dans cette optique, c’est ici qu’a germé l’idée de la carte mère multi-core. Dans la langue de Molière, Core signifiant cœur au sens hardware.
Mais les cartes multi-processeurs existent depuis longtemps me direz vous. Là où réside l’innovation est que cette technologie s’apparente trait pour trait au multi processing, sauf que les cœurs se situent sur un même chip. Du coup, l’encombrement physique diminue, la dissipation calorifique et la consommation d’énergie aussi.
Elle permet d’allouer plus de mémoire cache à chacun des coeurs, rendant ainsi l’accès et le traitement de données plus efficace, et permettant du multi-threading. Les bénéfices se chiffrent aussi relativement à la performance par watts consommés. Par exemple, pour une même opération, un processeur simple de génération 2005 consommait 135 W et son homologue core-duo en 2006 80W.
De son côté, Wind River, acteur du temps réel et du software embarqué avec son logiciel VxWorks, regarde d’un œil averti tout ce remue-ménage dans les semi conducteurs. Il n’en fallait pas plus pour développer un produit et venir ainsi greffer sa touche personnelle : le DSO (Device Software Optimisation) ou comment optimiser un software en fonction des besoins.
Pour faire écho au temps réel, Wind River a eu recours à la technologie Intel, en lui inculquant trois fonctionnements ‘maison’ : le SMP (Symetric Multi Processing), l’AMP (Asymetric Multi Processing) et l’hybride. Le SMP décide quel cœur doit être utilisé pour telle ou telle tâche ou système d’opérations (OS). Tandis qu’avec l’AMP, chaque cœur tourne avec son OS. On utilise typiquement cette configuration pour associer deux programmes différents.
Dans ce cas, il est nécessaire d’implémenter un système de communication transparente inter-procédés (TIPC) sur chaque environnements, afin d’assurer le dialogue entre les deux. L’hybride, en cours de développement, associe les deux fonctionnements, AMP et SMP.
Les premiers PC arrivent
Et si Kontron a besoin d’une acquisition temps réel VxWorks sous Linux ? Pas de problème, la carte de type AMP est livrée sur plate-forme eclipse pour répondre à la demande en open source. Un outil d’analyse (Wind River Diagnostics) permet aux équipes de développement d’enregistrer, d’isoler et de diagnostiquer, afin de corriger les défauts software pendant que le système est en fonction.
Kontron, avec ces deux compétences, a de solides bases pour lancer son nouveau concept de PC industriel, pour les applications distribuées. Si l’on prend par exemple le modèle CP6012 : il associe effectivement les deux applications Linux et VxWorks, qui tournent sur deux noyaux différents.
Techniquement, ce PC industriel ne possède pas de composants en mouvement tels que les disques durs, il n’emploie que des flash disks. Toujours dans le même esprit, le refroidissement passif s’établit par une tuyère et non pas par ventilation forcée. Les E/S sont accessibles au dos de l’appareil. Il présente la caractéristique hot swap : on peut débrancher une carte d’acquisition du rack mère et la rebrancher, le système reprendra l’application où il l’a quitté.
Kontron propose ainsi toute une gamme de produits basée sur cette association, allant de la carte avec drivers et contrôleurs maison jusqu’au PC industriel. Et ce n’est pas fini, les développements du consortium s’orientent vers des cartes quad-cœurs sur le court terme et des travaux sur un nouveau système de gestion, combinant les avantages des principes symétriques et asymétriques.
Encadré
Le métier d’automaticien en cause ?
Un industriel du PC industriel qui a également une expérience dans le monde des automatismes, c’est l’occasion de lui poser quelques questions indiscrètes. Voici les réponses de Zelijko Lonkaric, ingénieur marketing chez Kontron.
Quelles sont les différentes parts de marché, si l’on considère les domaines de l’embarqué au sens large ?
L’automatisme industriel occupe la première place de notre activité embarquée. Vient ensuite le secteur pharmaceutique, les télécommunications et le secteur graphique, comprenant le médical et les applications graphiques type vidéos.
Quelle est la valeur ajoutée conséquente à vos partnerships industriels ?
Nous offrons un panel large de produits industriels. Si l’on prend pour exemple, notre plateforme ‘hybride’ composée d’un système d’exploitation type Windows XPe ou Linux et de VxWorks. Ces deux logiciels tournent sur deux noyaux différents. La carte mère Core Duo provient de chez Intel, et Wind River a pour charge, entre autres, d’implémenter VxWorks et Linux sur les noyaux. Les codes sources fournis, il ne nous reste plus qu’à implémenter les contrôleurs Ethernet, les microcontrôleurs ainsi que leurs drivers.
Cette synergie découlant de notre relation avec nos partenaires industriels s’inscrit dans une politique de personnalisation du produit. Chaque produit est différent et adapté aux besoins du client. Dans un secteur ultra concurrentiel, l’adaptation et la flexibilité sonnent comme de véritables leitmotiv. Sans oublier la notion de partage d’idées, car tous nos logiciels ‘hybrides’ sont open source.
Une question se pose néanmoins. Que pensez-vous du traitement informatique de l’automation ?
L’automation est en train de subir une mutation, de migrer vers un niveau supérieur. Il n’y aura plus de problème de code, l’automaticien n’aura qu’à se focaliser sur son application. Outre le fait de gérer des informations automates par des PC industriels au sens large, d’autres domaines gravitant autour de ce secteur ont profondément changé. Prenez la supervision : en une dizaine d’années, ce simple outil de monitoring s’avère actuellement être un formidable outil décisionnel. A terme, l’automaticien disposera de toutes les informations nécessaires et cela le confortera dans sa réalisation.
Quelles sont vos perspectives de développement à moyen terme ?
Nous allons nous concentrer sur le développement de modules embarqués. Déjà Intel annonce des cartes quad-core. Toutes les capacités sont loin d’être explorées, afin de toujours répondre au plus près des besoins. En regard de la quantité d’informations traitées et de la complexité des processus allant crescendo, nous axerons notre politique de R&D dans cette voie.
