Internet Industriel des Objets IIOT : Le kit de développement piloté par Linux offre trois machines virtuelles pour le contrôle du moteur, la vision et les tâches de passerelle

Le «kit de démarrage de consolidation de charge de travail en temps réel» qualifié Intel RFI pour Congatec pour la robotique et l'automatisation exécute 3 machines virtuelles, y compris RT Linux et Ubuntu, en utilisant l'hyperviseur RTS sur un module Conga-TS370 de 8e génération avec un FPGA Arria 10 GX et une caméra Basler.

Il y a plusieurs années, Intel a lancé un programme de qualification Intel IoT RFP (Request for Proposal) pour les kits IoT qui utilisent la technologie Intel pour des cas d'utilisation spécifiques comme la vente au détail visuelle, les bâtiments intelligents, la surveillance de la sécurité et les soins de santé à distance. Les kits Intel IoT RFP comprennent une suite de vente au détail UP Squared AI Edge d'AIM2. Congatec s'est joint à Intel pour annoncer le dernier RFP Intel IoT qualifié, qui utilise la technologie de virtualisation pour exécuter plusieurs systèmes d'exploitation sur un seul système.

Kit de démarrage de consolidation de charge de travail en temps réel (à gauche) et carte XpressGXA10-LP1151AI équipée d'Arria 10 GX de Reflex CES avec diagramme de flux de travail OpenVINO
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Le kit de démarrage de consolidation de charge de travail en temps réel de Congatec cible la robotique collaborative basée sur la vision, les contrôles d'automatisation et les applications de véhicules autonomes qui effectuent plusieurs tâches en parallèle, y compris des capacités de connaissance de la situation basées sur des algorithmes d'IA basés sur l'apprentissage profond. Le système consolide ce qui pourrait être trois ordinateurs différents en un: un ordinateur de contrôle moteur en temps réel, un système de traitement de la vision et une passerelle IoT.
La solution consolidée est vantée pour son faible coût, sa maintenance réduite et sa sécurité accrue, en plus des avantages habituels de l'informatique de périphérie par rapport au traitement dans le cloud, comme une latence plus faible. «Les OEM ont juste besoin de charger leur contrôle sur la machine virtuelle en temps réel et ils sont prêts à enrichir leur contrôle en temps réel avec les données de la machine virtuelle de connaissance de la situation et à communiquer en temps réel avec leurs homologues IIoT / Industry 4.0 pour permettre des contrôles Internet tactiles », Explique Congatec. La démonstration de Workload Consoliation a été présentée pour la première fois il y a un an, puis à nouveau présentée dans Embedded World de cette année (voir la vidéo en bas).

Architecture du kit de démarrage de consolidation de charge de travail en temps réel
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Au cœur du système se trouve le module Conga-TS370 COM Express Type 6 de Congatec avec un processeur Coffee Lake Xeon E2 de 8e génération jusqu'à 6 cœurs. Le module, qui a récemment ajouté la prise en charge de 9th Gen Coffee Lake Refresh, dispose également de 32 Go de DDR4 et de la prise en charge d'Intel Optane et USB 3.1 Gen2.

Conga-TS370 (à gauche) et schéma fonctionnel
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Le processeur héberge l'hyperviseur RTS de Real-Time Systems, qui déploie ici trois machines virtuelles (VM) partitionnées, chacune avec son propre système d'exploitation indépendant. Les VM communiquent en toute sécurité entre elles via Ethernet
L'un des six noyaux de Coffee Lake exécute la VM de contrôle de mouvement, qui est équipée d'un pendule de servomoteur et d'un PLC pour la conscience de la situation. Il exécute un logiciel de contrôle déterministe basé sur Linux en temps réel. L'ordinateur de commande du moteur est connecté au Conga-TS370 via USB.
Le pendule inversé est un substitut pour tout appareil nécessitant un contrôle moteur précis et déterministe. Dans la démo, les visiteurs peuvent essayer de perturber l'équilibre du pendule, mais le système réagit instantanément pour maintenir le pendule en équilibre.
La pile de traitement de vision exécute Ubuntu Linux et la boîte à outils Intel OpenVINO AI sur quatre des six cœurs. Cette partie du système est équipée d'une carte PCIe de traitement réseau XpressGXA10-LP1151AI de Reflex CES qui est construite autour d'un FPGA Intel Arria 10 GX avec 1150 KLE. L'Arria 10 GX est l'équivalent FPGA uniquement du SoC Arria 10 compatible Linux / Arm.
La carte FPGA fournit PCIe Gen3 x8, 8 Go DDR4 et une cage QSFP + avec des ports 10 GbE et 40 GbE. Le XpressGXA10-LP1151AI semble être une version du XpressGXA10-LP1151 couplée à OpenVINO.

Démo du kit de démarrage de consolidation de charge de travail en temps réel en mai 2019 (à gauche) et à Embedded World 2020
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La caméra Basler sans nom et connectée par USB est probablement une fléchette Basler BCON. L'une des vidéos dit que le FPGA augmente la capacité des caméras Basler à atteindre 30 reconnaissances faciales par seconde à 300. C'est exagéré pour la reconnaissance faciale, mais utile pour la vision industrielle.
Il n'y avait aucun détail sur la passerelle IoT qui communique avec les services cloud, sauf qu'elle offre des fonctionnalités de sécurité. La machine virtuelle IoT exécute «Edge OS» sur le sixième cœur restant. Dans l'une des vidéos, Edge OS est décrit comme «ce que nous appelons une instance spécifique d'un système d'exploitation fournissant une fonctionnalité de passerelle». Il s'agit très probablement d'une autre version de Linux comme Yocto, mais il peut s'agir de la pile EdgeOS basée sur Linux d'Ubiquiti, qui est basée sur le système d'exploitation Vyatta Network basé sur Debian.
Nous n'avons pas vu de spécifications détaillées sur le système, qui a un dessus en verre pour placer des objets pour la reconnaissance de l'IA. Il semble également avoir une paire de ports USB.

Démonstration de la consolidation de la charge de travail à Embedded World

Plus d'informations
Aucune information sur les prix ou la disponibilité n'a été fournie pour le kit de démarrage de consolidation de charge de travail en temps réel. Plus d'informations peuvent être trouvées dans l'annonce et la page produit de Congatec et la page produit d'Intel.

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