ОC Lineum для встраиваемых систем

Комплект построение встраиваемых систем на базе операционной системы Lineum

«Свободное программное обеспечение
 для свободных людей»
-В.Г. Каневский


Широкий класс систем промышленной автоматизации, представляют собой узкоспециализированные решения. Системы, осуществляющие распределенный сбор информации с датчиков, управляющие производством и т.п., используют свои протоколы, свои принципы программного управления и, зачастую, даже свои типы кабеля. Таким образом, при их проектировании большое внимание приходится уделять особенностям совместной работы аппаратуры и программных средств от различных производителей. Определенные сложности возникают при разработке программного обеспечения для визуализации контролируемых параметров, управления процессом, регистрации характера изменения процессов и т.д. Создание таких систем, зачастую, выливается в отдельный уникальный (дорогостоящий) проект. Каждый раз разрабатывать специализированное программное ПО для таких систем вряд ли целесообразно, поэтому при выборе типа контроллера совместимость с ПО персональных компьютеров играет первостепенную роль. При этом имеется в виду совместимость от уровня BIOS до уровня ОС.

Архитектура РС и лежащая в ее основе шина ISA, являются в настоящее время стандартом в промышленности. Изделия серии MicroPC представляют собой идеальное сочетание полной (в том числе и конструктивной) совместимости с этой шиной и малого размера плат, обеспечивающего высокие механические характеристики системы и легкое встраивание изделий MicroPC в любое оборудование. При этом, в отличие от других не стандартизованных конструктивных решений в этой области (в частности, многолетние попытки стандартизации шины РС/104 окончились роспуском соответствующего комитета IEEE-P996.1), использование контроллеров MicroPC позволяет проводить почти всю разработку и отладку на обычном персональном компьютере, установив в него платы ввода/вывода, а затем переносить готовое программное обеспечение в контроллер, где в ПЗУ уже находится ядро операционной системы.

Размеры плат MicroPC всего 114х124 мм, что достаточно даже для наиболее компактных конструктивов, а специальная технология их изготовления обеспечивает работу при температурах от -40 до +85°С и устойчивость к вибрациям до 5g и ударам до 20g. Таким образом, компьютеры MicroPC успешно работают в экстремальных условиях, где обычные персональные и промышленные компьютеры выходят из строя.

Разработанный в ОАО ИНЭУМ комплект позволяет создавать распределенные системы управления, на основе открытых программных средств. От общепринятых систем промышленной автоматизации предлагаемый комплект отличает поддержкой распространенных протоколов передачи данных, открытых стандартов доступа к данным и средств визуализации. Одним из базовых элементов комплекта является лицензионно чистое (GPL и LGPL лицензии) программное обеспечение с открытым исходным кодом. Доступность исходных кодов и открытость интерфейсов позволяют без больших затрат производить модификацию программных средств в зависимости от требований пользователя. Такой подход позволяет легко интегрировать комплект в уже существующие системы автоматизированного управления.

Основу комплекта составляет PC-совместимый промышленный контроллер (ПК), который работает под управлением, разработанной в ОАО ИНЭУМ, открытой операционной системы (ОС) Lineum на базе GNU/Linux. Дистрибутив Lineum был разработан в 2003 для применения в PC-совместимых промышленных контроллеров СМ1820ПК. В нем используется ряд решений позволяющих уменьшить требования к аппаратным средствам. Дистрибутив построен на базе программных пакетов ucLibc (http://www.uclibc.org) и busybox (http://www.busybox.net). Разработка дистрибутива велась в тесном сотрудничестве с создателями встраиваемой ОС EtlLinux (http://www.prosa.it/etlinux).

 ПК представляют собой устройства, отвечающие требованиям высокой надежности, реализующие функции обычных РС и выполненные в виде центрального модуля. Центральный модуль может включать в себя процессор, флэш-BIOS, ОЗУ, питания, принтера, интерфейсы НГМД, НЖМД, порты COM1 (RS-232) и COM2 (RS-232/422/485), часы и сторожевой таймер. Модуль выполнен в конструктивах MicroPC фирмы Octagon Systems. На плате модуля находятся периферийные дополнительные устройства, к числу которых относится, например, Ethernet-контроллер, флэш-диск и т.д. Базовый модуль комплекта построен на базе архитектуры процессора Intel 386SX и содержит 4 Мб ОЗУ, DiskOnChip 32 Мб ПЗУ. Возможно использование ПК на базе архитектуры микропроцессоров i486, i586. Системное ПО совместимо с различными дополнительными устройствами, такими как контроллеры USB, устройства CompactFlash, контроллеры SVGA.

 На промышленный контроллер возможна установка демонстрационной версии специализированного программного обеспечения:

• сервер базы данных (БД) реального времени, 
• встраиваемой базы данных, 
• коммуникационное и интерфейсное программное обеспечение, 
• WEB-сервер. 

Используемая в комплекте система управления базами данных (СУБД) обладает свойствами, благодаря которым её можно отнести к системам реального времени. Прежде всего, это:

• подача запросов в асинхронном режиме, 
• обработка запросов в соответствии с установленными приоритетами, 
• возможность отделения этапа транслирования запроса от его выполнения, 
• механизм событий, позволяющий устанавливать особые ситуации, при возникновении которых будут происходить определенные действия. 

Для подключения к существующим сетям может использоваться протокол Ethernet IEEE 802.3 (10BASE-T). ОАО ИНЭУМ производит разработку дополнительного прикладного ПО для промышленных контроллеров и управляющих станций уровня диспетчерского контроля.


Карев А.А. инженер-программист ОАО «ИНЭУМ». 
т. 455-42-75
e-mail: lineum@mail.ru