Steeds meer intelligentie bevindt zich in ‘the cloud’. Het voordeel: we kunnen een eenvoudige ICT maatoplossing maken voor ons bedrijf en zijn niet meer gebonden aan standaard softwarepakketten met de gebruikelijke overkill. Deze concepten beginnen ook in de industrie door te dringen: Hardware as a Service.
In de industriële besturingen maken we al sinds jaar en dag maatoplossingen. De afgelopen jaren zijn die steeds meer gebaseerd op standaard PLC of IPC oplossingen. Ook die zijn vaak overkill, dus eigenlijk zouden we liever gebruikmaken van goedkope embedded controllers. Daarvoor zijn echter ‘open’ systemen nodig, waarmee onze hardware op maat gemaakt kan worden. Hardware as a Service.
Open hardware
Open hardware is niet nieuw. Begin jaren tachtig van de vorige eeuw kwam Motorola met een nieuwe architectuur voor zijn 68000 familie processors: de VMEbus. Nog steeds wordt gebruikgemaakt van deze standaard en er zijn diverse afgeleiden van gemaakt. Ook vanuit de pc-markt kwamen er meer open architecturen. ISA, PCI, PC104, et cetera. De architecturen waren open, maar de hardware hoefde dat niet te zijn. Bedrijven verstoppen hun eigen specifieke knowhow in PAL’s, EPLD’s en later in ASIC’s en FPGA’s. Men wilde niet dat iedereen die kennis maar kon klonen.
De FPGA wordt ook vaak gebruikt als onderdeel van een open platform. De configuratie gebeurt met behulp van een programmeertaal als VHDL. Moderne FPGA’s hebben een lokale processor ingebouwd, waarmee de flexibiliteit nog aanzienlijk wordt vergroot. Ze zijn echter vrij duur in vergelijking tot conventionele componenten.
In de jaren tachtig kwamen de RISC processors (Reduced Instruction Set Computing) op, zoals de SPARC en de MIPS. De ARM architectuur kwam begin jaren negentig beschikbaar. In veel embedded systemen werden RISC processors steeds meer ingezet. Ze vormen echter allemaal gesloten hardware.
Arduino
In 2005 werd het Arduino-concept geboren, waarbij zowel de hardware als software open zijn. De specificaties van Arduino zijn afgeleid van de specificaties van de Atmel AVR architectuur. Belangrijk bij de open structuur is dat men hier niet zozeer de processorbus (data en adreslijnen) als open bus definieerde, maar een I/O-bus.
In feite kan elke microcontroller dienen als basis voor het Arduino-concept, zoals een ARM of een Microchip PIC32 (een op MIPS gebaseerde controller). Er bestaan zelfs modules met meerdere processors.
De combinatie van hardware en software heeft ertoe geleid, dat opleidingsinstituten en hobbyisten eenvoudige motorregelingen hebben gebouwd met Arduino modules. Maar er zijn ook complete robots mee uitgevoerd. Om er in de industrie mee te kunnen werken, moet men wel iets meer van de hardware weten. Maar het is allemaal open source is en er is steeds meer informatie op internet te vinden.
Het volledig artikel vindt u in het maart-nummer van Aandrijftechniek.