Moduli COM nell’era di Internet of Things

Pubblicato il 23 ottobre 2017

Internet of Things (IoT), soluzioni basate su cloud e Big Data: queste le sfide più importanti da affrontare nel progetto dei sistemi della prossima generazione. Microsoft Azure è una piattaforma che permette di incapsulare questi paradigmi all’interno di blocchi che possono essere gestiti in modo semplice e diretto. MSC Technologies, azienda tedesca produttrice di sistemi embedded, oltre ad aver certificato i propri moduli COM (Computer-on-Module) più recenti in modo da consentirne l’uso con i servizi cloud di Azure, mette a disposizione la suite software “Easy IoT”, un’applicazione “pronta all’uso” per Azure.

 Anche nel caso in cui un progetto in fase di sviluppo non prevede l’utilizzo delle tecnologie IoT, sicuramente il successivo non potrà farne a meno. Mentre miliardi di nodi interconnessi stanno trasformando in realtà il concetto di Internet of Things, i concentratori presenti alla periferia del cloud si occupano dell’elaborazione locale (fog computing) necessaria per ridurre il flusso costante dei dati provenienti dai dispositivi IoT e consentirne una gestione più efficace da parte dei server che formano il cloud. Nonostante questi accorgimenti, al cloud arriva una quantità di dati enorme che deve essere memorizzata: su questi dati possono essere quindi effettuate svariati tipi di operazioni – ricerche, estrazione, classificazione, elaborazioni. In sintesi, il cloud è un cluster decentralizzato di server ad alte prestazioni equipaggiati con banchi di memoria di grandissima capacità gestiti da fornitori di servizi che possono essere utilizzati per consentire ai loro clienti di conseguire gli scopi prefissati.

Tra i fornitori di servizi cloud, Microsoft si è certamente ritagliata “un posto al sole” in virtù del notevole e costante aumento fatto registrare in termini sia di utenti sia di “oggetti” memorizzati. Già nel 2016 il 57% di tutte le aziende incluse nell’elenco “Fortune 500” utilizzava Azure, mentre Microsoft annunciava un incremento del fatturato del 127% della relativa divisione.

Microsoft Azure è un insieme di servizi in continua espansione che può essere utilizzato da progettisti di sistemi e professionisti IT per raggruppare e amministrare le loro applicazioni per i dati residenti sul cloud e i dispositivi IoT interconnessi installati sul campo. Al fine di poter utilizzare Azure è necessario stipulare un “Global Cloud Sevices Provider Agreement” (CSP) che riepiloga le spese per i servizi cloud in modo semplice e assolutamente trasparente.  Avnet e MSC, in qualità di partner CSP di Microsoft, sono in grado di fornire servizi di consulenza ai loro clienti per l’hardware collegato al cloud e lo sviluppo dello stesso.

I più recenti moduli di elaborazione di MSC si propongono come soluzioni scalabili, robuste e in grado di supportare le evoluzioni future che possono essere utilizzate immediatamente per applicazioni IoT che richiedono il collegamento ai servizi cloud grazie alle certificazioni per Microsoft Azure. MSC ha già proceduto alla certificazione di tutti i moduli conformi agli standard COM Express, Qseven e SMARC basati sui processori Intel Atom in architettura ”BayTrail“ e ”Braswell“ e sui processori Core in architettura ”Skylake“. Più recentemente, è stata finalizzata la certificazioni dei moduli conformi allo standard QSeven equipaggiati con processori i.MX6 di NXP. Tutti i rimanenti moduli di più recente introduzione che compongono il portafoglio della società saranno certificati a breve, in modo da consentire ai clienti di poter disporre della più ampia libertà nella scelta di moduli COM per applicazioni basate su cloud.

Per le applicazioni IoT gestite in cloud, è richiesto uno stack software compatibile con Azure che gestisce le comunicazioni con il cloud. MSC ha adattato questo package per i propri moduli COM e ha quindi ottenuto la certificazione Microsoft per Azure. I clienti di MSC possono usare questo software a titolo gratuito senza dover quindi effettuare le certificazioni richieste da Microsoft.

“Easy IoT“, un programma per l’accesso al cloud “chiavi in mano”

MSC e Avnet hanno avviato il programma ”Easy IoT” che si prefigge l’obiettivo di aiutare i clienti ad accedere in modo semplice alle applicazioni cloud.  Come parte del programma, il modulo COM e la scheda carrier con lo stack software Azure sono forniti corredati con una demo applicativa che gestisce la comunicazione tra gli elementi installati sul campo e il cloud. Per quanto riguarda la parte software sono disponibili funzioni di telemetria che permettono interrogazioni remote sullo stato del sistema, mentre è prevista la possibilità di assegnare risorse ai clienti che vogliono integrare le proprie estensioni per ottenere il controllo remoto del nodo IoT. Il programma “Easy IoT” comprende anche una licenza base per Azure valida per un periodo di tre mesi oltre al tool AAoT (Avnet Azure on-boarding Tool) basato su Web che consente il completo controllo dell’hardware IoT installato sul campo attraverso il cloud.

AAoT mette a disposizione un test bed completo “ready-to-run” oltre a una serie di blocchi base funzionali per creare una soluzione IoT di tipo proprietario per i sistemi target sul campo formati da moduli COM di MSC. Per utilizzare il tool AAoT, i clienti devono solamente avere un computer su cui gira un browser Web che consente il contatto con il cloud Azure. Nel corso della procedura di log in, sono richiesti i dettagli della licenza che, nel caso del tool “Easy-IoT”, è gratuita per i primi tre mesi. Successivamente sarà necessario fornire i dettagli dell’hardware del cliente prima di poter visualizzare o processare, seguendo determinate regole, lo stato e i dati dell’applicazione target.

Oltre a mostrare lo stato dell’hardware target, il tool AAoT permette anche la trasmissione dei messaggi all’applicazione. L’applicazione campione fornita a corredo di “Easy-IoT” consente la lettura di questi messaggi in uno stadio successivo e la loro visualizzazione nel browser.  Ciò permette la simulazione della messaggistica “Cloud to Device” così come dello scambio di informazioni “Device to Cloud”. Ciò si avvicina molto all’obiettivo finale delle operazioni di telemetria basate sull’assegnazione di limiti e livelli di trigger, in quanto permette di realizzare in modo efficace un monitoraggio di tipo “event-triggered” dell’hardware target attraverso il cloud.

Sempre nell’ambito del programma “Easy IoT”, i clienti riceveranno un’immagine del sistema operativo Linux adatta per l’hardware target basato su moduli COM (una versione per Windows 10 è in fase di preparazione) contenente lo stack software per Microsoft Azure oltre all’applicazione di test descritta in precedenza che fornisce i dati per l’interrogazione attraverso il cloud. Questi dati trasmettono una chiave determinata sulla base dell’ID della scheda dell’hardware, che è stata inizialmente abbinata una volta con il cloud e il computer preposto all’interrogazione. Tale funzionalità assicura che i dati sul cloud sono assolutamente isolati e che l’accesso sia consentito solo agli utenti autorizzati. La sicurezza è sempre stata una delle principali preoccupazioni per MSC: la società è stata uno dei primi costruttori di moduli COM che prevedevano l’integrazione di un chip TPM (Trusted Platform Module) – che fornisce un layer di sicurezza in hardware – e utilizzavano un BIOS avanzato corredato da funzioni di sicurezza come la “Chain of Trust”.

Considerazioni conclusive

Robusti e disponibili sul lungo termine, i moduli COM prodotti da MSC sono ideali per la realizzazione di hardware per applicazioni IoT. Esso può presentarsi sotto forma di nodi sensore realizzati con moduli in formato Qseven o SMARC (basati su processori ARM o x86) o concentratori locali basati su moduli COM Express (equipaggiati con processori x86 Atom o Core) o computer sofisticati dotati delle CPU Core o Xeon a più elevate prestazioni implementate su moduli COM Express. Tutti i più recenti moduli COM sono ora certificati per i servizi cloud di Microsoft Azure. Per semplificare l’accesso agli sviluppi basati su cloud, Avnet e MSC hanno messo a punto il programma “Easy IoT” che include un insieme di tool e il software necessari per consentire ai moduli COM di MSC di comunicare immediatamente e senza problemi con il cloud Azure e permettere quindi ai clienti di avviare senza problemi la fase di sviluppo. Il software è disponibile a titolo gratuito così come la licenza base di Azure – ad eccezione delle spese legate all’uso dei servizi cloud. Per i clienti che non vogliono apportare modifiche al software campione proposto da Avnet e MSC è previsto un servizio di consulenza per creare una soluzione “su misura”.

 

 

Peter Eckelmann, Product Marketing Manager - Embedded Boards (MSC Technologies) Tim Jensen - Director Software Solutions (Avnet Integrated Solutions)



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