案例分享 | Arm SystemReady 助力施耐德電氣開發(fā)提速，強(qiáng)化平臺(tái)靈活性
英飛凌汽車電子生態(tài)圈
此前的新冠疫情帶給企業(yè)的教訓(xùn)在于全球供應(yīng)鏈的脆弱性。疫情疊加惡劣天氣，使得整個(gè)市場(chǎng)難以可靠地獲得組裝產(chǎn)品所需的關(guān)鍵組件和微處理器。由于缺乏穩(wěn)定的物料供應(yīng)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(jìn)度和交付延遲的挑戰(zhàn)。為此，施耐德電氣致力于在應(yīng)對(duì)此類情況時(shí)變得更加堅(jiān)韌。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/202408/462421.htm微處理器等關(guān)鍵零部件的短缺讓整個(gè)公司倍感壓力，他們需要迅速對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。為了應(yīng)對(duì)這種情況，工程師們需要找到可用的替代組件并修改設(shè)計(jì)。然而，切換到新的微處理器通常要進(jìn)行大幅改動(dòng)，甚至?xí)婕暗杰浖印?/p>
定制化 vs 可移植性
施耐德電氣現(xiàn)有的軟件架構(gòu)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(jié)合。而這種優(yōu)化方式降低了靈活性，因?yàn)槿魏斡布M件的改動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致軟件的大幅改動(dòng)，不僅繁瑣費(fèi)力，而且成本高昂。開發(fā)一個(gè)全新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)可能需要二至三年的時(shí)間，而考慮到其所面臨的供應(yīng)不穩(wěn)定問題，這樣的周期過于冗長(zhǎng)。
此外，施耐德電氣發(fā)現(xiàn)，許多已完成的、針對(duì)不同用例和市場(chǎng)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案具有相似的功能，但卻運(yùn)行在不同的硬件平臺(tái)上。這使得開發(fā)團(tuán)隊(duì)不得不將代碼從一個(gè)平臺(tái)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平臺(tái)，不僅效率低下，而且相當(dāng)耗時(shí)。
施耐德電氣的中央平臺(tái)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)探究如何讓公司的工程和軟件開發(fā)團(tuán)隊(duì)變得更有效率，并能夠更高效、更快速地開發(fā)產(chǎn)品。該團(tuán)隊(duì)的高級(jí)主任系統(tǒng)工程架構(gòu)師 Julien Duquesnay 表示，他們通過尋找相應(yīng)的方法來提高設(shè)計(jì)的靈活性，并增強(qiáng)在不同硬件平臺(tái)之間進(jìn)行軟件移植的能力。
該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了可供不同事業(yè)部復(fù)用的平臺(tái)來構(gòu)建產(chǎn)品。通過提供非增值元素，旨在實(shí)現(xiàn)跨事業(yè)部的規(guī)?；屯ㄓ眯?，從而獲得一致的用戶體驗(yàn)。如此一來，每個(gè)事業(yè)部就能專注于自身的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
平臺(tái)團(tuán)隊(duì)與 Arm 就軟件定義項(xiàng)目進(jìn)行洽談，這也是施耐德電氣推進(jìn)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(yàn)證項(xiàng)目達(dá)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(gè)操作系統(tǒng) (OS) 互操作性框架，以確保標(biāo)準(zhǔn)固件接口能夠輕松地在基于 Arm 架構(gòu)的系統(tǒng)上進(jìn)行部署和維護(hù)。凡是獲得 SystemReady 認(rèn)證的平臺(tái)均已經(jīng)過驗(yàn)證，符合 Arm 多項(xiàng)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(gòu)的平臺(tái)在操作系統(tǒng)和啟動(dòng)方面具有互操作性，能夠支持快速、精簡(jiǎn)的部署模式，并具備在不同細(xì)分市場(chǎng)之間進(jìn)行擴(kuò)展的能力。
Duquesnay 談到：任何能加速我們?cè)O(shè)計(jì)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(shí)間總歸是一件好事。
概念驗(yàn)證
作為創(chuàng)建測(cè)試用例的第一步，施耐德電氣開始著手建立合作伙伴關(guān)系。這一團(tuán)隊(duì)中包括了 Arm（提供關(guān)于 Arm 生態(tài)系統(tǒng)和 Linux 開發(fā)的指導(dǎo)和專業(yè)知識(shí)）和 Witekio（提供嵌入式軟件服務(wù)和物聯(lián)網(wǎng)操作方面的知識(shí)）。團(tuán)隊(duì)選擇了基于 Arm 架構(gòu)的開發(fā)板、施耐德內(nèi)部平臺(tái)以及一個(gè)事業(yè)部相關(guān)的應(yīng)用，這些共同構(gòu)成了 SDIS。
初步結(jié)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(gòu)的開發(fā)板上花費(fèi)了數(shù)周時(shí)間，而待該移植完成后，團(tuán)隊(duì)在不到一個(gè)工作日的時(shí)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(zhǎng)的時(shí)間。
概念驗(yàn)證中的關(guān)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(shí)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(yùn)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(tái)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(tái)靈活性方面的寶貴視角。施耐德電氣的平臺(tái)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在可以探索各種系統(tǒng)級(jí)芯片 (SoC) 并快速運(yùn)行測(cè)試，以此選出符合要求的硬件。
一致的用戶體驗(yàn) ：SystemReady IR 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)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(yàn)。對(duì)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(diǎn)至關(guān)重要。
安全考量： 雖然這不是本次概念驗(yàn)證的主要重點(diǎn)，但施耐德電氣對(duì) SystemReady IR 集成的安全功能（包括安全啟動(dòng)）大加贊賞。施耐德電氣電子系統(tǒng)架構(gòu)、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(biāo)。他還說道： “為了確保新一代計(jì)算平臺(tái)的安全性，我們會(huì)強(qiáng)制要求進(jìn)行 PSA Certified 并使用 Armv9 架構(gòu)。”
讓施耐德電氣的各大事業(yè)部能更廣泛地認(rèn)識(shí)到 SystemReady 的價(jià)值，還有很多的工作要做，但至少對(duì)其平臺(tái)團(tuán)隊(duì)而言，此次概念驗(yàn)證已經(jīng)傳達(dá)了明確的信息：
SystemReady 提供了一個(gè)富有價(jià)值的框架，
可確保系統(tǒng)的底層硬件和固件
能夠?qū)崿F(xiàn) 操作系統(tǒng)所需的標(biāo)準(zhǔn)功能。
這意味著開發(fā)者只需創(chuàng)建一次嵌入式應(yīng)用，便可輕松、快速地將其移植到不同的 SystemReady 硬件平臺(tái)，而無需進(jìn)行修改。即使硬件發(fā)生變化，固件上方的軟件層也能“開機(jī)即用”。
對(duì)于 SDIS 項(xiàng)目而言，SystemReady IR 的兼容性意味著，當(dāng)供應(yīng)鏈問題迫使施耐德電氣在開發(fā)中途變換硬件時(shí)，只需進(jìn)行微小的改動(dòng)就能完成軟件棧的移植。
Choudhury 表示：當(dāng)考慮一個(gè)新平臺(tái)，以及想要測(cè)試和比較不同的 SoC 時(shí)，了解我們能否將正在考慮的 SoC 用于經(jīng) SystemReady 認(rèn)證的開發(fā)板，并在上面快速運(yùn)行我們的軟件，以便能夠開始測(cè)試并查看它的表現(xiàn)，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。如果 SoC 能成為 SystemReady 認(rèn)證系統(tǒng)的一部分，我們認(rèn)為這可以消除很多風(fēng)險(xiǎn)。
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(yàn)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(duì)市場(chǎng)變化的響應(yīng)能力，簡(jiǎn)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(yàn)奠定了基礎(chǔ)。
評(píng)論