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  • 文件号: 123456
  • 代号: Alder Lake
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边缘实时

英特尔的实时技术支持需要在联网设备内部和之间进行高度协调的新解决方案。支持英特尔® Time Coordinated Computing(英特尔® TCC)的处理器可以为实时应用提供最佳的计算和时间性能1。利用具有 IEEE 802.1 时间敏感网络 (TSN) 的集成或独立以太网控制器,这些处理器可以为复杂的实时系统提供支持。

  • 概述
  • 文档

实时的关键功能

英特尔实时计算性能和解决方案专注于硬核实时用例,如果缺少截止日期即是系统故障。机器人、汽车和公用事业等领域需要硬实时。如果无法在分配的时间跨度内执行功能(截止日期),功能就会出现故障。

英特尔的实时产品支持可通过以下方法提供高计算和实时性能的新解决方案:

  • 确定对实时工作负载访问高速缓存、内存和网络的优先级
  • 最大限度减少其他工作负载的干扰
  • 针对实时和非实时工作负载优化性能
  • 支持在原生和虚拟化环境中的可用性

实时工作负载优先级的确定

如果必须在设定的截止日期内完成特定的实时工作负载以避免严重的系统故障,则对某些比其他工作负载优先级进行优先级是至关重要的。某些(但不是全部)实时系统具有针对工作负载或任务优先级的功能。

高可预测性和可靠性

由于实时系统在定义的可预测时间帧内处理数据,因此可以执行任务或工作负载,从而提高企业关键系统的可靠性。

更精确的时序

实时系统旨在执行必须在精确的周期截止时间(至微秒)内执行的任务。

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时间敏感型网络与英特尔® Time Coordinated Computing简介 (英特尔® TCC)

了解时间敏感型网络的基本概念、英特尔® TCC以及机器网络如何通信。

用于测量和分析的英特尔® Time Coordinated Computing (英特尔® TCC) 工具

英特尔®处理器是一种多用途,可提供多种用例,包括云端数据分析、游戏 PC 和传统办公笔记本电脑,以及边缘设备。英特尔® TCC是一组能够满足实时应用程序严格时间要求的英特尔®处理器计算性能的特性。

旨在提高工业自动化的性能

了解英特尔® Time Coordinated Computing (英特尔® TCC)并了解英特尔和 Codesys 如何协作提高在英特尔®处理器上运行的 Codesys 实时应用程序的性能。

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常见问题

什么是实时系统?
“实时系统”一词是指执行实时应用功能,并能够在可预测和特定时间限制内响应事件的硬件和软件组件。

硬实时和软实时有什么区别?
实时系统被划分为软实时或硬核实时。软实时分类意味着即使系统无法在分配的时间内执行,该系统仍可继续运行。最重要的是,如果系统错过了截止日期,将不会导致危险后果。硬实时分类意味着,如果错过截止日期,系统将停止运行,这可能会导致灾难性的后果。

哪些应用程序使用实时系统?
实时系统是技术的关键部分,因此它们可用于从流程自动化系统到仓储到生产线、农业、医疗和医疗保健等各种行业。

关键使用案例

航空

飞行控制

工业控制应用

工业控制应用

视频墙

视频墙

医学成像

医学成像

机器人

机器人

时间敏感型网络 (TSN) 和英特尔® Time Coordinated Computing (英特尔® TCC)

TSN 和 英特尔® TCC


时间敏感型网络 (TSN)

通过交换以太网网络为计划流量提供受限的最大延迟。TSN 是一组 IEEE 802 标准,由 IEEE TSN 任务组定义。这些标准通过以太网实现超可靠和低延迟通信,以支持时间敏感型应用。TSN 通过使用时间同步、流量调度和网络配置来实现这一目标。

英特尔® TCC时间同步
提供一个硬件机制来协调单个 IP 模块中的各种时钟。


英特尔® TCC时效性
提供一种硬件机制,以指定数据包从一个功能块到另一个功能块的延迟。

TSN

通过交换以太网网络为计划流量提供受限的最大延迟。TSN 是一组 IEEE 802 标准,由 IEEE TSN 任务组定义。这些标准通过以太网实现超可靠和低延迟通信,以支持时间敏感型应用。TSN 通过使用时间同步、流量调度和网络配置来实现这一目标。

为什么选择 TSN?

  • 更安全、更可靠的数据交付
  • 数据交付的无缝延迟
  • 融合网络可节省运营成本
  • 简化系统配置和操作
  • 开放生态系统

平台功能

  • 1-3 集成以太网 TSN 控制器
  • 实现超可靠的低延迟通信 (URLLC) 机对机通信,速度高达 2.5 Gbps/端口
  • 支持单个网络中硬核实时操作技术 (OT) 和软实时信息技术流量,降低基础设施成本
  • 使用集成的以太网控制器简化主板设计;功耗更低, 外形更小, 节省物料成本
  • 使用开放标准参考软件简化软件开发

支持的以太网 TSN 标准

  • IEEE 802.1AS 通用精确时间协议
  • IEEE 802.1Qbv 时间感知形状器
  • 基于 IEEE 802.1Qav 信用的形状器
  • IEEE 802.1Qbu 帧预制

了解更多信息:

文章: 采用 TSN 面向自动化系统

白皮书: TSN 对工业系统的业务影响

白皮书: TSN(从理论到工业自动化实施)

英特尔® TCC

关键要素

  • 时间同步提供硬件功能,旨在实现精确的时间同步,并消除操作系统对基于软件的同步和相关不利影响的需求。 协调单个 IP 模块中的各种时钟,如 CPU、PCIe、网络、音频等。
  • 时效性提供了硬件功能,可支持将一个 IP 块到另一个 IP 的数据包延迟最小化。为实时应用分配关键资源,如高速缓存。优先 I/O,例如 PCIe 流量。

英特尔® TCC和 英特尔® TCC Tools的优势:

  • 在计算节点内启用可靠的最坏情况下执行时间 (WCET) I/O。
  • 通过简单的调试,加快上市速度并降低总拥有成本。
  • 借助英特尔® TCC轻松从英特尔凌动® x6000E 系列处理器(代号为 Elkhart Lake)和第十一代智能英特尔® 酷睿™处理器(代号Tiger Lake UP3)扩展到下一代处理器。
  • 将时间关键型和非时间受限的应用整合到单块电路板上,最大限度提高效率。

英特尔® TCC软件启用

没有“一刀切”的解决方案。选择适合物联网英特尔处理器的增强版后,以下步骤是客户应应用英特尔作为我们实时产品一部分提供的各种“调优”功能的推荐顺序:

  • 利用我们的主板支持包 (BSP) 进行实时优化
  • 在 BIOS 中启用英特尔® TCC Mode
  • 利用英特尔® TCC Tools(即将推出)进行最精细的实时调优,或在实时性能、功耗和通用计算性能之间取得平衡

特色平台

英特尔® 至强® D-2700 和 D-1700 处理器

适用于更重的物联网工作负载的高计算性能和灵活性

以下 SKU 面向实时优化,具有英特尔® Time Coordinated Computing (英特尔® TCC),还可与配备 TSN 的英特尔 以太网控制器 i225/i226 系列配对:

  • 英特尔® 至强® D-2752TER 处理器
  • 英特尔® 至强® D-1746TER 处理器
  • 英特尔® 至强® D-1735TR 处理器
  • 英特尔® 至强® D-1715TER 处理器
  • 英特尔® 至强® D-1712TR 处理器

第十二代智能英特尔® 酷睿™处理器

总计算性能

以下 SKU 面向实时优化,具有英特尔® Time Coordinated Computing (英特尔® TCC) 和 2 个集成 TSN 就绪以太网端口。它还可以与英特尔 以太网控制器 i225/i226 系列与 TSN 配对:

  • 英特尔® 酷睿™ i9-12900E 处理器
  • 英特尔® 酷睿™ i7-12700E 处理器
  • 英特尔® 酷睿™ i5-12500E 处理器
  • 英特尔® 酷睿™ i3-12100E 处理器

英特尔® 至强® W-11000E 系列处理器

适用于更重的物联网工作负载的高计算性能和灵活性

以下 SKU 面向实时优化,具有英特尔® Time Coordinated Computing (英特尔® TCC) 和 2 个集成 TSN 就绪以太网端口。它还可以与英特尔 以太网控制器 i225/i226 系列与 TSN 配对:

  • 英特尔® 至强® W-11865MRE 处理器
  • 英特尔® 至强® W-11865MLE 处理器
  • 英特尔® 至强® W-11555MRE 处理器
  • 英特尔® 至强® W-11555MLE 处理器
  • 英特尔® 至强® W-11155MRE 处理器
  • 英特尔® 至强® W-11155MLE 处理器

英特尔凌动® x6000E 系列处理器

新一代物联网边缘设备

以下 SKU 面向实时优化,具有英特尔® Time Coordinated Computing(英特尔® TCC)和 3 个集成 TSN 就绪以太网端口。它还可以与独立英特尔® 以太网控制器 i225/i226 系列与 TSN 配对:

  • 英特尔凌动® x6427FE 处理器
  • 英特尔凌动® x6425RE 处理器
  • 英特尔凌动® x6414RE 处理器
  • 英特尔凌动® x6212RE 处理器
  • 英特尔凌动® x6200FE 处理器

第十一代智能英特尔® 酷睿™处理器

创新的高性能全新芯片设计

以下 SKU 面向实时优化,具有英特尔® Time Coordinated Computing(英特尔® TCC)和 1 个集成的 TSN 就绪以太网端口。它还可以与独立英特尔® 以太网控制器 i225/i226 系列与 TSN 配对:

  • 英特尔® 酷睿™ i7-1185GRE 处理器
  • 英特尔® 酷睿™ i5-1145GRE 处理器
  • 英特尔® 酷睿™ i3-1115GRE 处理器

独立以太网产品

PCI Express 多千兆位以太网控制器

英特尔® Ethernet Controller I225 支持最新的时间敏感网络 (TSN) 功能。

  • 英特尔® Ethernet Controller I225-LM(嵌入式使用条件,2.5G TSN 支持独立以太网)
  • 英特尔® Ethernet Controller I225-IT(扩展温度,支持 2.5G TSN 的独立以太网)

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软件和开发人员工具

英特尔® TCC Tools

英特尔® Time Coordinated Computing Tools (英特尔® TCC Tools) 包含 API、实用程序、试用应用程序、文档等,以帮助客户和开发人员释放英特尔处理器实时功能的潜力。其特点主要有三个方面:

  • 实时配置和优化专注于工作负载感知处理器调优和优化,帮助应用程序限制数据访问时序。
  • 时间同步和通信包含开发人员可用作需要精确时间同步的应用的起点的样本。
  • 测量和分析内容可帮助开发人员满足调试、故障排除、测量和分析需求。
  • 了解更多信息

英特尔® Edge控制

英特尔® Edge控制工业控制是一个在兼容硬件上运行的软件参考平台,它集成了实时计算、基于标准的连接、安全性、虚拟化和类似 IT 的管理。它加快了工业控制系统向软件定义解决方案的转型。

  • 了解更多信息

适用于实时计算的硬件和软件

实时计算是指必须在规定规则和期限内运行的硬件和软件系统。实时计划必须保证在截止日期内回复。要启用这种实时解决方案,需要设备内部和跨设备的高度协调。

  • 了解更多信息

实时生态系统亮点

客户解决方案简介

  • 西门子在很小的占用空间内提供了高性能的工业级电脑
  • Congatec 为紧凑的工业外形提供下一代性能和实时计算
  • 超恩简化并加速了移动机器人的部署
  • SECO 借助新标准和最新一代平台突破性能边界

合作伙伴支持

  • RTS:使用第十一代智能英特尔® 酷睿™和英特尔凌动® X6000E 处理器系列 (SB) 推出实时系统管理程序来实现实时工作负载整合
  • TTTech:TTTech 工业英特尔® Edge控制功能为工业提供 Nerve Blue
  • 代码:加速代码实时应用程序
  • RTS:实时系统和英特尔实时功能如何实现行业 4.0

客户和合作伙伴成功案例

实时解决方案管理程序视频

“在最新的英特尔平台上引入 RTS 管理程序有助于实现从机器人和智能汽车到工厂自动化和公用设施负载管理等实时应用的新可能性。”

— RTS 总经理 Michael Reichlin

Wind River VxWorks* 操作系统:英特尔®-based工业平台上的实时和功能安全解决方案

  • 视频和支持幻灯片
  • 网络研讨会

文档


获取物联网实时解决方案的设计文档、驱动程序、数据表、发布说明等。

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物联网技术

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  • 功能安全
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  • 物联网安全
  • 物联网安全物联网可管理性

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产品和性能信息

1

英特尔® 技术的功能和优势取决于系统配置,可能需要启用硬件、软件或激活服务。随着系统配置的变化,性能也会发生变化。没有任何产品或组件能够做到绝对安全。请咨询您的系统制造商或零售商,或访问 https://www.intel.cn 获取更多信息。

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