EMB 94

EMBEDDED 94 • NOVEMBRE • 2024 44 HARDWARE | TIME SENSITIVE NETWORKING per l’elaborazione dei dati, centralizzata o distribuita, è sviluppata in base a determinati criteri tecnici ed eco- nomici, compresi i costi della trasmissione dati su reti pubbliche come il 5G. Il tradizionale modello di scambio di informazioni di tipo gerarchico sta evolvendo verso un approccio ba- sato sulla comunicazione dati tra le diverse strutture, “dissolvendo” la classica piramide dell’automazione. Questo cambiamento è determinato dall’esigenza di migliorare la produttività, la stabilità dei processi, la qualità dei prodotti e l’efficienza energetica; tutti fatto- ri che, richiedendo informazioni di alta qualità, fanno aumentare i volumi di trasferimento dei dati. Ethernet nelle applicazioni industriali Nel mondo IT (Information Technology) tradizionale, lo standard di rete Ethernet si è affermato per lo scam- bio veloce di grandi quantità di dati. Si tratta dello stan- dard di riferimento a livello mondiale per il collega- mento in rete dei computer negli uffici che garantisce un’elevata larghezza di banda di trasmissione. Inoltre, la suite di protocolli TCP/IP consente una comunica- zione di dati standardizzata a livello globale, superando i confini delle singole reti locali (LAN). Alla luce del costante aumento dei volumi di dati nel- le macchine e nei sistemi industriali, era evidente che Ethernet dovesse essere adottata anche per le applica- zioni OT (Operational Technology) industriale. Tutta- via, la precisa sincronizzazione dei processi di movi- mento nelle applicazioni industriali richiede un funzio- namento in tempo reale in molte aree. Per raggiungere questo obiettivo, una temporizzazione prevedibile è fondamentale almeno quanto una velocità di trasmis- sione dei dati sufficientemente elevata. Sebbene Ethernet consenta la trasmissione veloce di grandi quantità di dati non ha un comportamento de- terministico, cioè predeterminabile con esattezza fin dall’inizio, come richiesto da alcune applicazioni indu- striali. La produzione richiede funzionalità in tempo reale Per ottenere un comportamento deterministico e “hard real-time” (ovvero che non ammette il mancato rispetto delle deadline) è indispensabile una base temporale comune per tutti i componenti della rete. Per ottene- re un comportamento prevedibile in tempo reale con tempi di esecuzione isocroni inferiori al millisecondo, i produttori di sistemi di automazione hanno creato una serie di protocolli proprietari noti collettivamente con il termine Industrial Ethernet. I sistemi fieldbus basati su questi protocolli facilitano la trasmissione rapida di grandi volumi di dati e il tra- sporto di dati relativi alla sicurezza sulle stesse linee utilizzando la tecnologia “black channel”. Tuttavia, questi sistemi a volte si di- scostano notevolmente dal- lo standard Ethernet e non sono compatibili tra loro e con le reti circostanti. La gamma di schede e moduli di Kontron con funzionalità TSN di serie: schede madri, moduli COM Express, SMARC e COM- HPC, nonché SBC da 3,5” con processori Intel Atom x6000E e Intel Core fino alla 14ma generazione