HeiSys – встраиваемая системная платформа

Мощность. Модульность. Масштабируемость.

Поиск подходящей периферийной вычислительной мощности или подходящего шлюза может быть непростой задачей по причине обширного предложения на рынке. Разработчики и производители промышленных решений должны принять решение о том, чтобы уже сегодня выбрать правильную технологию, чтобы и в будущем обеспечить желаемую производительность и совместимость. В идеальном случае не должно быть технических ограничений или ощутимых финансовых рисков, даже если позже будет необходима модернизация или наращивание мощности.

В решении HeiSys компания HEITEC использует возможности технологии Plug-on для обеспечения масштабируемости и современности решения, что обеспечивает практически безграничные преимущества.

Шлюз или ЦОД – с помощью решения HeiSys компания HEITEC предлагает гибко конфигурируемое и надежное решение "все в одном" для Интернета вещей и периферийных вычислений, основанное на открытых стандартах модулей.

Важнейшие свойства HeiSys

  • Модульная системная платформа со стандартизированными интерфейсами для быстрой и экономичной реализации Вашего решения.
  • Применение в качестве универсального шлюза, Box-PC или периферийного компьютера.
  • Индивидуальная и быстрая адаптация к требованиям Вашей разработки, применение современного модульного оборудования.
  • Максимальная гибкость и масштабируемость вычислительной мощности благодаря стандартным апробированным процессорным модулям.
  • Свобода выбора технологии связи для современных проводных и/или беспроводных сетей.
  • Простая, быстрая и отказоустойчивая обработка больших объемов данных в реальном времени.
  • Устойчивое и экономичное развитие системы с многочисленными возможностями обновления и модернизации в части производительности и обмена данными.
  • Компактная, надежная система без вентиляторов для рабочего диапазона температур
    от -40°C до +85°C, сертифицированная в том числе согласно EN50155, с возможностями мобильного применения.
  • Опционально специальное конформное покрытие.
  • Читательская премия "Инноватор года 2020" от журнала Design & Elektronik 
  • В листе выбора читателей журнала Elektronik "Продукт года 2021"
  • Компания HEITEC входит в список "лучшие бренды" журнала elektronik industrie.

Награды HeiSys

Применение - HeiSys. Многофункциональность.

Открытые стандарты модулей

В целом на рынке доминируют три стандарта модулей, которые покрывают большинство требований приложений.

Малопроизводительные модули, например, SMARC или QSeven (до 12 Вт) обеспечивают возможность реализации простейших решений. Если мощности QSeven достаточно для большинства клиентских продуктов, то SMARC по причине гибких возможностей программной конфигурации хорошо подходит для сферы человеко-машинного интерфейса (HMI). Малое энергопотребление здесь сочетается со значительными возможностями по производительности.

Более производительные модули

Более производительные модули мощностью до 116 Вт для Type 6/7, а также 58 Вт для Type 10 очень хорошо реализованы в компактном модуле COM Express. Областями применения являются реше ния с различными датчиками, визуализацией, искусственным интеллектом, а также сложной обра боткой данных. Дизайн COM Express целесообразен тогда, когда достигнута верхняя граница по мощности и интерфейсам при использовании SMARC или QSeven, и необходимо "пространство для дальнейшего роста". Еще более высокие требования, чем для IIoT, возникают у серверов по причине все более высокой плотности данных, что требует все больше объемов памяти и мощностей CPU.


Для этих целей доступен новый стандарт COM-HPC (высокопроизводительной обработки): стандарт COM-HPC, обладающий высокой степенью масштабируемости, может применяться в тех областях, в которых COM Express достиг своих пределов в части высокоскоростных интерфейсов, сетевых подключений и скорости передачи данных. Помимо выдающихся вычислительных мощностей и объемов хранения данных , для серверных приложений обязательно применение 10-гигабитных Ethernet-интерфейсов. Возможными областями применения могут быть в том числе серверы для телекоммуникаций или медицинское диагностическое оборудование с высокой производительностью процессора (CPU) и возможностями параллельной обработки данных.

В зависимости от сложности Вашего решения доступны различные модульные стандарты:
от QSeven для простых решений до SMARC и COM Express для более сложных.
В ближайшее время также появится поддержка COM-HPC для высокопроизводительных серверов.

Различные виды форматов модулей QSeven, SMARC и COM Express для точной реализации Ваших решений.

В зависимости от Ваших требований к производительности и разнообразию сигналов используются QSeven, SMARC и COM Express.

В 1992 г. был представлен первый модульный стандарт PC/104.
С тех пор произошло новое: Хронологический обзор вывода на рынок различных модульных стандартов.

Целевые рынки HeiSys

Требования различных отраслей и рынков крайне разнообразны и многогранны. Отдельные
примеры: Для мобильного применения, например, на железнодорожном транспорте, требуется сертификация EN 50155 для подвижного состава или систем мониторинга, а также надежная система (постоянного) охлаждения, гибкая система электрораспределительный и высокая степень удобства в обслуживании. IIoT (промышленный интернет вещей) требует широкого разнообразия стандартов интерфейсов и передачи данных, а также высокой скорости обработки данных и производительности. В решениях для Индустрии 4.0 необходимы различные возможности по многоядерной архитектуре, возможности модернизации и прочность, чтобы обеспечить функциональную надежность.

Единая системная платформа

Все эти требования теперь можно соблюсти на базе единой системной платформой в качестве основы. И если раньше необходимо было принимать сложные и труднообратимые решения о том, какой стандарт модулей и какую инфраструктуру использовать – в зависимости от мощности, энергоэффективности, выделению тепла и других параметров, то теперь HeiSys благодаря запатентованному, многомерно масштабируемому дизайну дает совершенно новые, гибкие, экономичные и простые возможности по монтажу различных модулей в течение длительного времени.

Как и во многих других областях, применение электронных систем в автомобильном, железнодорожном или авиатранспорте давно стало закономерным. Кроме того, растущая цифровизация открывает все новые области. Например, в сфере транспорта это коммуникация между автомобилем и инфраструктурой, между отдельными автомобилями, а также коммуникация автомобилей между собой и беспилотные транспортные средства.

HeiSys создан для типичной архитектуры современной системы CBTC (регулирования движением поездов на базе радиоканала) и может применяться в различных вариантах исполнения и различных областях.

Ввиду постоянного ужесточения требований законодательства, с одной стороны, повышается сложность систем, с другой стороны необходима комплексная, простая и надежная диагностика неисправностей. Кроме того, при модернизации или в случае обслуживания компоненты должны быть легко доступны и иметь наиболее наглядное подключение. Все эти аспекты были учтены при разработке HeiSys.
К областям применения HeiSys, по причине модульной архитектуры и различных вариантов монтажа, относятся центральные компьютеры / управление станций, системы информирования пассажиров, шлюзы, регистраторы, системы диагностики и коммуникации.

С помощью HeiSys возможно обеспечить цифровизацию во многих областях: Платформа также поддерживает протоколы передачи данных 5G и mmWave.

Оборудование и прочие элементы при мобильном применении постоянно подвержены неблагоприятным воздействиям окружающей среды – влаге, пыли или электромагнитному излучению. HeiSys разработан специально для работы в таких условиях. Благодаря допуску согл. EN 50155, который опционально предполагает специальное конформное покрытие, компактная система предназначена для применения на подвижном составе или в системах мониторинга пути. Ввиду отсутствия движущихся частей, например, вентиляторов, значительно увеличены отказоустойчивость и время наработки на отказ (MTBF). Система позволяет использование как AC-блока питания, так и широкодиапазонного DC-блока питания от 24 до 110 В DC и работу в расширенном температурном диапазоне от -40°C до +85°C, как это необходимо для разнообразных случаев применения на железнодорожном транспорте.

Можно одновременно использовать различные стандарты беспроводной передачи данных, а также проводных датчиков. При этом доступны разнообразные возможности подключения для датчиков. Кроме того, поддерживаются различные напряжения для плат.

Например, в качестве мобильного блока управления HeiSys может оценивать и обрабатывать данные дронов, а также контролировать общее состояние приложения.

Лежащая в основе HeiSys концепция упрощает применение таких шин передачи данных, как MVB, Profibus, CAN, EtherCat, а также постояный контакт через Ethernet, WiFi, LTE/5G с автоматической адаптацией к сетевому покрытию для приема данных в постоянном режиме. Платформа обеспечивает возможность одновременно использовать различные стандарты беспроводной связи – LoRa, WiFi, LTE, GPS, Bluetooth – и таким образом открывается широкие возможности под ключения датчиков (имеющиеся проводные датчики благодаря модульным интерфейсам могут также использоваться повторно). Прочие аспекты современного и ориентированного на будущее решения: дизайн рассчитан на процессорные модули 25 Вт и поддерживает все актуальные и будущие варианты ядра, слоты M.2 обеспечивают установку модули 5G.

HeiSys поддерживает все распространенные беспроводные и проводные коммуникационные стандарты, а также их одновременное использование.

Какой модуль применим для каких приложений?

Производительность/пропускная способность приложений на базе модулей SMARC- и COM Express, а также их комбинаций.

Почему HeiSys идеален для мобильного применения?

Самое важное:

  • HeiSys благодаря масштабируемой архитектуре и поддержке различных уровней производительности может применяться в различных областях
  • С помощью сертификации EN 50155 допускается применение на подвижном составе и в системах мониторинга, обеспечивается отказоустойчивость, компактность, отсутствие вентиляторов, возможно конформное покрытие
  • Поддерживает все распространенные форматы передачи данных и соответствующие стандарты, обеспечивается постоянное сетевое покрытие в автоматическом режиме, возможность поддержки технологий будущего 
  • Широкий диапазон питания для разнообразных напряжений на борту
  • Защита инвестиций и экономическая эффетивность: простое обслуживание и модернизация

IIoT играет главную роль в деле оптимизации производственных операций. Люди, машины и системы должны как можно более эффективно взаимодействовать друг с другом.
EDGE-вычисления играют решающую роль в реализации децентрализованных сетей: с интеллектуальным анализом и обработкой данных на месте, с малым временем задержки и, возможно, значимыми физическими расстояниями.

Идеально для бурно растущего объема данных в IIoT: HeiSys может использоваться в качестве ЦОД, шлюза и устройства вывода. Вводы и выводы гибко подключаются с помощью (беспроводных) модулей.

По причине все возрастающей сложности и большого объема данных, используемое оборудование, как шлюз, так и Box-PC, должны отвечать высоким требованиям. Помимо часто встречающихся требований по компактности, системы должны поставляться по возможно сти без подвижных компонентов, обеспечивать стойкость к ударам, вибрациям, загрязнениям, обеспечивать износостойкость и надежно функционировать в неблагоприятных условиях. Целью является адаптированный к этим условиям корпус, хороший теплоотвод и снижение затрат электроэнергии и издержек. Так как разработка систем будет продолжаться с большой скоростью, системы должны быть доступны в течение длительного времени, чтобы обеспечить защиту инвестиций и расширять приложения по мере необходимости.

Скорости передачи данных в мобильной связи в кбайт/с

Скорости передачи в МБайт/с

Открытая архитектура HeiSys с высокопроизводительными интегрированными модулями обеспечивает разнообразные возможности гибкой передачи и обработки данных, бесперебойный доступ к данным на месте, а также удаленное управление и обслуживание различных функций. Все это реализуемо в короткое время, с малыми затратами даже при индивидуальных адаптациях.

Новые конфигурации могут быть легко реализованы благодаря многомерной масштабируемости, различные устройства могут быть подключены к инфраструктуре, оптимизировано подключение к облаку или интегрированы цифровые сервисы с продвинутыми моделями обслуживания. Поддерживаются разнообразные соединения, проводная и беспроводная передача данных и подключение различных датчиков.

HeiSys может использоваться в качестве центрального компьютера, шлюза и блока вывода, а также является идеальной платформой для задач будущего, например, искусственного интеллекта и задач обучения, визуализации KPI и многого другого.

Почему HeiSys идеален для IIoT?

Самое важное:

  • HeiSys по причине разнообразия интерфейсов может использоваться в качестве центрального компьютера, шлюза и блока вывода информации.
  • HeiSys обеспечивает возможность одновременного использования нескольких стандартов беспроводной связи.
  • Высокопроизводительная обработка данных на месте уменьшает размер пакетов данных и повышает их качество.
  • Технологическое развитие идет быстрыми темпами: повышение плотности данных и разнообразия контента делают быструю передачу данных жизненно необходимой. HeiSys рассчитан на то, чтобы обеспечить требуемую производительность, например, для поддержки 5G и других стандартов передачи данных будущего.

Благодаря своим экспертам по автоматизации, HEITEC предлагает портфель решений от цифрового проектирования систем и процессов, до виртуального ввода в эксплуатацию, мониторинга систем и процессов с использованием специальных быстро подключаемых встраиваемых систем.

HeiSys в качестве периферийного компьютера для Индустрии 4.0.

Современные промышленные сети требуют наличия децентрализованных структур. В зависимости от анализируемых точек данных и уровня загрузки, обрабатывающий станок генерирует несколько сотен ГБ данных. Если эти данные передавать напрямую в ЦОД, это может привести к высоким затратам по причине требований к пропускной способности, а также уровню задержек сети.

Системы периферийных вычислений собирают, контролируют и анализируют данные по месту их появления – непосредственно вблизи тех машин, которые генерируют данные. Затраты снижаются, так как данные обрабатываются локально. В облако или центр обработки данных отправляются только релевантные данные.

Безопасность, напротив, значительно повышается, так как соединенные устройства защищены мерами физического характера. Уровень защиты данных также повышается, так как важные данные не покидают производство.

Функциональное место HeiSys на цифровом производстве

Важнейшими компонентами такой архитектуры являются шлюзы, которые накапливают данные в режиме реального времени, обрабатывают их в асинхронном режиме и передают эти данные службам производства. Локальные данные запрашиваются с помощью подходящих интерфейсов, промышленных моделей данных и стандартных протоколов. Корректная и безопасная обработка сигналов различных протоколов передачи данных в шлюзе обеспечивается  в соответствии с инфраструктурой интерфейсов и программными алгоритмами. Благодаря своим свойствам, HeiSys идеально адаптирован под подобные функции.

Благодаря масштабируемой архитектуре HeiSys пользователь может интегрировать большое количество различных устройств, адаптировать их к своим требованиям и модернизировать по мере необходимости. Для промышленного применения это означает, что благодаря анализу предоставляемых данных можно достоверно определить сроки поставки, надежно спланировать поток материалов, распределение ресурсов, а также дальнейшие производственные операции. Процессы могут быть прецизионно настроены с учетом всех нюансов, и даже при небольших объемах партии может быть обеспечена экономичность. Количество неисправностей и отказов значительно снижается, при одновременном повышении надежности, объемов и мощностей производства и, конечно, качества.

Такая гибкая архитектура создает основу для множества перспективных возможностей оптимизации процессов и освоения новых сфер бизнеса.

Почему HeiSys идеален для Индустрии 4.0?

Самое важное:

  • Благодаря масштабируемой архитектуре, HeiSys может размещать в себе все распространенные стандартные модули и даже прототипы для быстрой реализации решений будущего. Возможна многопроцессорная обработка. Текущие модули могут быть легко заменены на более производительные, чтобы иметь возможность отвечать актуальным требованиям. При этом также гарантируется функциональная надежность.
  • HeiSys обеспечивает различные варианты интерфейсов и возможности, одновременно использовать несколько беспроводных стандартов. Благодаря LoRa, WiFi, GPS и Bluetooth открываются широкие возможности подключения датчиков, а также ввода-вывода данных. Кроме того, могут быть использованы имеющиеся кабельные подключения. Уже поддерживаются технологии 5G и mmWave.
  • Надежная конструкция рассчитана также на неблагоприятные условия окружающей среды, поэтому HeiSys может эксплуатироваться практически в любых обстоятельствах.

Характеристики - что делает HeiSys столь уникальным?

HEITEC в своем запатентованном решении использует разнообразные возможности стандартизированной и, вследствие этого независимой от конкретного производителя модулей, технологии Plug-on. Результат: Высокая степень масштабируемости по части производительности и возможностей подключения.

Адаптируемый форм-фактор, исключительная надежность и отказоустойчивость, работа без вентиляторов. Масштабируемая производительность процессоров и свободное конфигурирование
кабельных или беспроводных подключений благодаря выбору соответствующих модулей – все это HeiSys обеспечивает на базе одной встраиваемой платформы.

Даже интенсивная и высокоскоростная обработка данных реализуется таким образом надежно, безотказно и с малыми затратами. HeiSys может использоваться в качестве универсального шлюза, Box-PC или периферийного компьютера и имеет необходимые сертификаты для применения в медицине, промышленности, а также мобильного применения на же лезнодорожном транспорте.

Наконец: адаптация к высоким или меняющимся требованиям и технологиям будущего возможна в любое время путем простой замены модулей. Обеспечены устойчивость и защита инвестиций.

Многомерная масштабируемость – что именно это означает?

Благодаря выбору модулей, основанных на стандартизированных интерфейсах, и потому не зависящих от конкретного производителя, вычислительная мощность HeiSys может масштабироваться, что позволяет достичь максимальной гибкости коммуникаций и интерфейсов ввода-вывода.

Пользователи могут точно адаптировать интерфейсы под свои потребности. Помимо высоко производительных систем до 116 Вт, которые могут быть реализованы с помощью модуля COM Express, модули с меньшей производительностью, такие как SMARC (до 15 Вт), обеспечивают возможность реализации более простых решений. HeiSys также подготовлен для будущего использования нового стандарта COM-HPC для высокомощных серверных приложений.
Благодаря такой гибкости, HeiSys в различных конфигурациях может использоваться на самых разных целевых рынках. С точки зрения технологии корпуса HeiSys обеспечивает различные возможности: он может работать без вентиляторов, доступен в версиях высотой 1U и 2 U и поддерживает конформное покрытие модулей (от влаги и агрессивных сред).

На основании стандартной модели, HeiSys обеспечивает масштабируемую производительность, а также максимальную гибкость конфигураций, которые точно соответствуют требованиям для конкретного случая применения.

В частности, при необходимой сегодня обработке больших объемов данных необходима соответствующая производительность. В зависимости от сложности дизайна и требований по скорости, разнообразию сигналов, производительности и энергопотреблении, можно выбрать платы COM Express, и в комбинации с основанными на модулях SMARC платах FPGA и соответствующего FPGA-дизайна обеспечить большое разнообразие интерфейсов.

Сложная трудозатратная разработка, трудоемкая координация различных компонентов и соответствующие недостатки – теперь исключаются.

Гарантированное будущее

Многочисленные новые поколения микросхем и протоколов поддерживаются модулями COM Express. Благодаря стандартизированным интерфейсам наращивание производительности и установка современных модулей производится легко и быстро – в дополнение к аспектам экономики и отказоустойчивости обеспечивается многосторонняя безопасность.

Таким образом, отказы практически исключаются. При обновлении возможно дальнейшее использование системы. Отслеживание устаревания гарантирует надежность – защита инвестиций, снижение затрат и устойчивость!

Платформа HeiSys в будущем также будет поддерживать новейший стандарт COM-HPC (High Performance Computing), что увеличит мощность передачи и сетевого подключения – например, для периферийных серверов – и позволит увеличить количество высокоскоростных интерфейсов.

HeiSys обеспечивает свободу выбора способа коммуникации с использованием кабельных и/или беспроводных сетей в соответствии с требованиями времени. Системная платформа рассчитана на использование WiFi/WLAN, LTE, 5G, UMTS, GSM, LPWA, Bluetooth, GPS/GLONASS, многодипапзонных беспроводных модулей для промышленной передачи данных и для мобильного применения, например, на железнодорожном транспорте.

В частности, сетевые архитектуры LPWAN (Low Power Wide Area Network) становятся все более популярными при реализации IIoT-структур. Они обеспечивают широкий спектр коммуникационных соединений при небольшом энергопотреблении.

Бескомпромиссная гибкость HeiSys в области беспроводной передачи данных достигается с помощью интерфейсов M.2, что обеспечивает поддержку беспроводных модулей будущего и более высоких скоростей передачи данных.

Проводные интерфейсы
  • USB, доступны последовательные (RS-232, -422, -485) и параллельные интерфейсы.
  • Возможно подключение дисплея, памяти и систем хранения данных.
  • Сети и шины передачи данных могут быть подключены через оптоволокно, Ethernet/EtherCAT, CAN/CANopen/DeviceNet и Profibus/Profinet.
Беспроводные интерфейсы
  • HeiSys поддерживает все актуальные и будущие стандарты беспроводной передачи данных WLAN, LTE, 5G, UMTS, GSM, LPWA, а также GPS/ГЛОНАСС.
  • На локальном уровне поддерживается WLAN/WiFi и Bluetooth, мобильная и транспортная связь GSM/LTE/5G/mmWave или LPWAN (LoRa, Sigfox, NB-IoT и др.), а также GPS/ГЛОНАСС/Galileo/Beidou. 
  • Интерфейсы M.2 обеспечивают беспроводное подключение. Благодаря применению карт eSIM или eUICC SIM и соответствующих пакетов передачи данных с помощью SIM-карт, возможен выбор любых провайдеров и тарифов. При этом не требуется матрица переключения между физическими SIM-картами и гарантируется наилучшее сетевое покрытие.

HeiSys обеспечивает широкий спектр возможностей. Многомерная масштабируемость гарантируется благодаря гибкости электропитания, а также поддержке вариантов модулей COM Express и SMARC. Так, для менее производительных систем можно использовать модули SMARC.
Расширение непосредственно модулем COM Express производится там, где заканчиваются возможности SMARC, что в свою очередь расширяет производительность до уровня сервера-чипа. Соответственно, максимальная комплектация двумя видами модулей – SMARC и COM Express – позволяет клиенту создавать многопроцессорные решения, без ограничений выбора интерфейсов ввода-вывода, а также обеспечивает возможность решать все более актуальные задачи в области искусственного интеллекта.

HeiSys в различных конфигурациях, в зависимости от требований случая применения – от простой до высокопроизводительной, с подходящим источником питания, модулями и интерфейсами, включая SATA. Не более, чем это необходимо и с возможностью обновления в любое время.

Высокая производительность

Средняя производительность

Низкая производительность

Вы интересуетесь мощной, современной и экономически выгодной системной платформой для Вашего случая применения? Здесь можно найти более подробную информацию по решению HeiSys компании HEITEC:

Техническое описание

Системная платформа HeiSys(PDF)

Специальные статьи / Whitepaper

FA143 Модульный стандарт (PDF)FA184 Технология интерфейсов (PDF)FA187 HeiSys для мобильного применения (PDF)FA192 модули HeiSys (PDF)

Статьи в прессе

Русский:

Немецкий

Английский:

Контактная информация

У Вас остались вопросы или необходима более подробная информация?
Свяжитесь с нами!

Роми Хюльс

Тел.: +49 9126 2934-142
E-mail: Romy.Huels@heitec.de

 

Мы будем рады представить Вам наше решение более детально!

Menü