Real-time и не-real-time - в одном флаконе или раздельно? Опции

[syoma]

Привет. Собственно вопрос из области начинающих по архитектуре процессорной системы. Делаем новый проект и возник вопрос.
С одной стороны есть программа, работающая в жестком реальном времени с коммуникацией, через CAN, SPI и RS485. Это основная функция системы.
С другой стороны есть куча других интерфейсов - SD card, Ethernet, USB и прочих, которые служат для вспомогательных функций - записи логов, параметрирования, обновления ПО, удаленного доступа через WEB и bluetooth, терминалки и т.д.

Если все это реализовывать на одном процессоре, то получается, что надо использовать RTOS, что требует определенных программистских навыков и не нравится то, что это уменьшает защиту системы от внешних хакерских атак. Если из-за Ethernetа зависнет основная программа - это будет очень-очень плохо. Т.е. в результате увеличиваем затраты на разработку, делаем сложную программу, но уменьшаем стоимость железа.
Поэтому у меня настрой такой, что основной процессор должен выполнять только основную real-time программу и все. При этом ему не нужна операционная система вообще, так как нужные интерфейсы реализуются как функции ввода/вывода - это уже реализовано и проверено.
А для всего остального поставить отдельный процессор или даже платку, на которой будет крутиться обыкновенный Linux со всеми нужными драйверами. И с основным процессором эта плата будет общаться только через CAN. В этом случае практически все функции будут уже реализованы в самом ядре и программисту надо будет сделать очень мало и хоть на питоне или джаве. То есть затраты на разработку будут гораздо меньше, имеем барьер от хакерских атак - если этот процессор зависнет, система будет прекрасно работать дальше, но увеличиваем стоимость железа.

Как думаете это нормальный подход сегодня?

[k155la3]

В промышленных контроллерах (PLC) практикуется "разнесение" функций собственно контроллера и
"вспомогательных" функций-процессов на сопроцессоры. По крайней мере, так было лет 10-20 назад.
Собственно PLC обеспечивал реалтайм логику и основные коммуникации, тоже в рамках реалтайм.
Вспомогательные функции выносились в специализированные модули - коммуникационные процессоры, функциональные модули
(например "быстрые" счетчики для энкодеров), панели операторов итд.
Это на мой взгляд сделано для обеспечения надежности. (завес коммуникационного процессора не выводит из работы
собственно PLC, тк это может очень дорого стоить)
Еслиб бы Ваша система "набиралась" из модулей пром. PLC:
- Процессорный блок с RS485, CAN
- Коммуникационный (со) процессор - SD card, Ethernet, USB, HMI
"общение" - по SPI с использованием линий апп. прерываний в обе стороны.

[AlexandrY]

Собственно PLC обеспечивал реалтайм логику и основные коммуникации, тоже в рамках реалтайм.

Да будет вам известно, что PLC никакой риалтайм не обеспечивают.
Там всегда есть такое окошко с показателем нагрузки процессора,
и если вы не следите за ним в ручном режиме и сами не спланировали задачи как надо, то рухнет весь этот риалтайм.
Более того, если на своей платформе вы можете прицизионно профайлить, то на PLC вам это не удастся.

У PLC есть одна только важнейшая черта - быть масштабируемыми.

[k155la3]

Да будет вам известно, что PLC никакой риалтайм не обеспечивают.
. . .

Если под реалтаймом, в данном случае подразумевать, что входной сигнал/состояние на "входе" системы
будет принят-зафиксирован-обработан, и выдан управляющий сигнал - в течение определенного времени,
то, естественно, обеспечивает. Время порядка единиц-десятков мс.
А как иначе ? На входах сложилась аварийная комбинация сигналов, надо выдать сигнал на отключение,
а на оп. панели нарисованы "часики" ? (я понимаю, что аварийные цепи-защиты делаются аппаратно).

[AlexandrY]

А как иначе ? На входах сложилась аварийная комбинация сигналов, надо выдать сигнал на отключение,
а на оп. панели нарисованы "часики" ? (я понимаю, что аварийные цепи-защиты делаются аппаратно).

Обслуживание цепей безопасности делают также программно как всю остальную часть.
И сигналы об этих цепях гуляют по тому же CAN-у или EtherCat-у где и обычные пакеты.
Просто программу обслуживающую цепи безопасности вы обязаны показать надзорному органу, он ее должен изучить в исходниках и дать сертификат на применение.
На структуру и нотацию этих программ наложены жесткие ограничения.
Вот так и решается вопрос.
PLC явно не та облать где можно разгуляться с инновациями. Я б на них не ровнялся.

[k155la3]

. . .
Просто программу обслуживающую цепи безопасности вы обязаны показать надзорному органу, он ее должен изучить в исходниках и дать сертификат на применение.
На структуру и нотацию этих программ наложены жесткие ограничения.
. . .

Ok.