案例分享 | Arm SystemReady 助力施耐德電氣開發(fā)提速，強化平臺靈活性
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此前的新冠疫情帶給企業(yè)的教訓在于全球供應鏈的脆弱性。疫情疊加惡劣天氣，使得整個市場難以可靠地獲得組裝產(chǎn)品所需的關鍵組件和微處理器。由于缺乏穩(wěn)定的物料供應渠道，盡管在制造方面付出了極大努力，施耐德電氣仍然面臨著進度和交付延遲的挑戰(zhàn)。為此，施耐德電氣致力于在應對此類情況時變得更加堅韌。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/202408/462421.htm微處理器等關鍵零部件的短缺讓整個公司倍感壓力，他們需要迅速對現(xiàn)有產(chǎn)品進行重新設計。為了應對這種情況，工程師們需要找到可用的替代組件并修改設計。然而，切換到新的微處理器通常要進行大幅改動，甚至會涉及到軟件層。
定制化 vs 可移植性
施耐德電氣現(xiàn)有的軟件架構并不是很好移植。許多軟件為了發(fā)揮最佳性能，都與底層硬件緊密結合。而這種優(yōu)化方式降低了靈活性，因為任何硬件組件的改動都會導致軟件的大幅改動，不僅繁瑣費力，而且成本高昂。開發(fā)一個全新的產(chǎn)品設計可能需要二至三年的時間，而考慮到其所面臨的供應不穩(wěn)定問題，這樣的周期過于冗長。
此外，施耐德電氣發(fā)現(xiàn)，許多已完成的、針對不同用例和市場的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案具有相似的功能，但卻運行在不同的硬件平臺上。這使得開發(fā)團隊不得不將代碼從一個平臺轉移到另一個平臺，不僅效率低下，而且相當耗時。
施耐德電氣的中央平臺團隊負責探究如何讓公司的工程和軟件開發(fā)團隊變得更有效率，并能夠更高效、更快速地開發(fā)產(chǎn)品。該團隊的高級主任系統(tǒng)工程架構師 Julien Duquesnay 表示，他們通過尋找相應的方法來提高設計的靈活性，并增強在不同硬件平臺之間進行軟件移植的能力。
該團隊設計了可供不同事業(yè)部復用的平臺來構建產(chǎn)品。通過提供非增值元素，旨在實現(xiàn)跨事業(yè)部的規(guī)?；屯ㄓ眯?，從而獲得一致的用戶體驗。如此一來，每個事業(yè)部就能專注于自身的核心競爭力。
平臺團隊與 Arm 就軟件定義項目進行洽談，這也是施耐德電氣推進其軟件定義工業(yè)系統(tǒng) (software-defined industrial system, SDIS) 中的一部分。施耐德電氣、Arm 和系統(tǒng)集成商 Witekio 就概念驗證項目達成一致，其中包括探究 Arm SystemReady 是否能夠滿足他們的需求。SystemReady 提供了一個操作系統(tǒng) (OS) 互操作性框架，以確保標準固件接口能夠輕松地在基于 Arm 架構的系統(tǒng)上進行部署和維護。凡是獲得 SystemReady 認證的平臺均已經(jīng)過驗證，符合 Arm 多項規(guī)范中所述的硬件和固件功能要求。而這些最低要求也確保了基于 Arm 架構的平臺在操作系統(tǒng)和啟動方面具有互操作性，能夠支持快速、精簡的部署模式，并具備在不同細分市場之間進行擴展的能力。
Duquesnay 談到：任何能加速我們設計周期的因素都是有益的。無論環(huán)境如何變化，縮短產(chǎn)品上市時間總歸是一件好事。
概念驗證
作為創(chuàng)建測試用例的第一步，施耐德電氣開始著手建立合作伙伴關系。這一團隊中包括了 Arm（提供關于 Arm 生態(tài)系統(tǒng)和 Linux 開發(fā)的指導和專業(yè)知識）和 Witekio（提供嵌入式軟件服務和物聯(lián)網(wǎng)操作方面的知識）。團隊選擇了基于 Arm 架構的開發(fā)板、施耐德內(nèi)部平臺以及一個事業(yè)部相關的應用，這些共同構成了 SDIS。
初步結果令人印象深刻：將施耐德內(nèi)部操作系統(tǒng) (Schneider Linux) 移植到第一塊基于 Arm 架構的開發(fā)板上花費了數(shù)周時間，而待該移植完成后，團隊在不到一個工作日的時間內(nèi)便能夠按照 SystemReady 的要求完成向第二塊開發(fā)板的移植。集成工作通常需要更長的時間。
概念驗證中的關鍵發(fā)現(xiàn)包括：
加速開發(fā) ：集成 SystemReady IR 后，顯著縮短了推出新硬件所需的時間。在短短一天內(nèi)便能夠按照 SystemReady IR 的要求，在不同硬件上運行施耐德電氣內(nèi)部操作系統(tǒng)，展現(xiàn)了加速開發(fā)周期的潛力。
平臺靈活性 ：SystemReady IR 將軟件與硬件分離的方法為施耐德電氣提供了平臺靈活性方面的寶貴視角。施耐德電氣的平臺團隊現(xiàn)在可以探索各種系統(tǒng)級芯片 (SoC) 并快速運行測試，以此選出符合要求的硬件。
一致的用戶體驗 ：SystemReady IR 對標準化接口的重視，有助于確保施耐德電氣多樣的產(chǎn)品系列能夠提供一致的用戶體驗。對于需要將不同事業(yè)部的產(chǎn)品集成到統(tǒng)一解決方案的內(nèi)部客戶來說，這一點至關重要。
安全考量： 雖然這不是本次概念驗證的主要重點，但施耐德電氣對 SystemReady IR 集成的安全功能（包括安全啟動）大加贊賞。施耐德電氣電子系統(tǒng)架構、能源管理 CTO 辦公室總監(jiān) Bedanta Choudhury 表示，這符合公司確保端到端安全保障的廣泛目標。他還說道： “為了確保新一代計算平臺的安全性，我們會強制要求進行 PSA Certified 并使用 Armv9 架構。”
讓施耐德電氣的各大事業(yè)部能更廣泛地認識到 SystemReady 的價值，還有很多的工作要做，但至少對其平臺團隊而言，此次概念驗證已經(jīng)傳達了明確的信息：
SystemReady 提供了一個富有價值的框架，
可確保系統(tǒng)的底層硬件和固件
能夠實現(xiàn) 操作系統(tǒng)所需的標準功能。
這意味著開發(fā)者只需創(chuàng)建一次嵌入式應用，便可輕松、快速地將其移植到不同的 SystemReady 硬件平臺，而無需進行修改。即使硬件發(fā)生變化，固件上方的軟件層也能“開機即用”。
對于 SDIS 項目而言，SystemReady IR 的兼容性意味著，當供應鏈問題迫使施耐德電氣在開發(fā)中途變換硬件時，只需進行微小的改動就能完成軟件棧的移植。
Choudhury 表示：當考慮一個新平臺，以及想要測試和比較不同的 SoC 時，了解我們能否將正在考慮的 SoC 用于經(jīng) SystemReady 認證的開發(fā)板，并在上面快速運行我們的軟件，以便能夠開始測試并查看它的表現(xiàn)，這一點非常關鍵。如果 SoC 能成為 SystemReady 認證系統(tǒng)的一部分，我們認為這可以消除很多風險。
敏捷開發(fā)
此次與 Arm 合作并探索 SystemReady 后，施耐德電氣能夠采取更加敏捷、靈活的產(chǎn)品開發(fā)方式。雖然這次概念驗證專注于某些特定方面，但所帶來的廣泛影響不止于此，還提高了公司對市場變化的響應能力，簡化了開發(fā)流程，并為公司跨產(chǎn)品組合提供一致的用戶體驗奠定了基礎。
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