I requisiti emergenti dei progettisti di soluzioni embedded

EMBEDDED –

Per servire le applicazioni emergenti nel mercato dei sistemi embedded è indispensabile comprendere le esigenze reali dei clienti.

GE Fanuc Embedded Systems, uno dei 5 maggiori player nel mercato embedded, è una business unit del gruppo GE Fanuc, una joint venture nata vent'anni fa dalla fusione tra General Electrics e la giapponese Fanuc. A sua volta GE Fanuc è una business unit di GE Industrial che, con un fatturato annuo di 33 miliardi di dollari è la seconda per dimensioni delle sei grandi divisioni di cui è composta General Electrics. GE Fanuc è entrata ufficialmente nel mercato embedded nel 2001 a seguito di una serie di acquisizioni strategiche, che comprendono quella di Dna Computing Solutions specializzata nelle soluzioni Single board Computing (SBC) ad alte prestazioni, avvenuta nel 2005; quella di SBS Technologies, leader nei computer embedded per applicazioni commerciali, nelle comunicazioni e nella pubblica amministrazione; di Radstone Embedded Computing, specializzata nei computer embedded per i settori militare e aerospaziale, e di Condor Engineering, fra i principali fornitori di tool e di soluzioni per l'avionica. Queste ultime acquisizioni hanno avuto luogo nel 2006, a fronte di un investimento complessivo di ben 500 milioni di dollari. Ora le società acquisite operano sotto l'unico marchio di GE Fanuc.
GE Fanuc Embedded Systems si propone come una grande realtà nel mercato embedded, in grado di offrire un ampio portafoglio di soluzioni, anche grazie all'esperienza delle numerose società leader nel mercato entrate a far parte del gruppo e ad un ecosistema completo di partner.
Nelle sei macro-divisioni di General Electric, da quella relativa all'healthcare, alle infrastrutture, al settore “oil and gas”, lavorano in tutto 320.000 persone. “Fare parte di un grande gruppo attivo nei settori più disparati ci consente di comprendere meglio i requisiti specifici delle applicazioni finali, e questo costituisce per noi un grosso vantaggio competitivo. Il fatto di essere parte di General Electrics non è percepito come un conflitto da parte degli altri clienti: in realtà vendiamo più all'esterno che all'interno dell'organizzazione, la quale costituisce per noi più un partner che un cliente”, spiega Philippe Constanty, Region Sales Director presso GE Fanuc Embedded Systems.
“La grande opportunità da cogliere per noi è data dall'outsourcing. Circa il 60-70 % dei progetti embedded è ancora sviluppato internamente dagli utenti finali, i quali tendono progressivamente ad esternalizzarli. Infatti, rivolgersi a una società specializzata nella realizzazione di sistemi embedded offre indubbi vantaggi in termini di costi, di espandibilità e di standardizzazione. Per servire questo mercato emergente, è indispensabile per noi comprendere le esigenze reali dei clienti”, aggiunge Philippe Constanty.

I requisiti emergenti nel mercato embedded
Il segmento di mercato principalmente servito da GE Fanuc Embedded Systems è quello militare e aeronautico, che rappresenta il 60 % del fatturato della società, la quale si è affermata come leader nel settore. Altri mercati di riferimento in cui GE Fanuc si sta espandendo sono nelle comunicazioni e in campo medicale, dei trasporti, energetico e industriale.
“Le applicazioni militari sono strategiche per noi. Le nuove tecnologie per la difesa, con requisiti molto spinti di affidabilità e di prestazioni, possono essere impiegate con successo anche in altri settori, ad esempio in quello dei trasporti, che presenta requisiti simili in termini di robustezza e di resistenza ad urti e vibrazioni. La migrazione di tecnologie dal settore militare verso altri campi di impiego è oltretutto semplificata dal fatto che in ambito militare si usano sempre più spesso soluzioni Cots al posto di componenti e di schede proprietarie, per ridurre la complessità e i costi dei progetti, migliorandone la scalabilità”, commenta Philippe Constanty.
Nei settori militare e aerospaziale, come pure nelle altre applicazioni, la qualità, il supporto e la scelta dei prodotti costituiscono dei requisiti fondamentali.
“La qualità, le prestazioni e l'affidabilità dei prodotti rappresentano per noi degli aspetti molto importanti. Non abbiamo infatti intenzione di operare nella fascia di mercato a basso costo, in cui la concorrenza con i fornitori asiatici ci porterebbe ad un'aspra guerra dei prezzi”, afferma Philippe Constanty.
La qualità dei prodotti è assicurata dal supporto alle tecnologie più innovative nel campo dell'embedded computing, anticipando le esigenze dei clienti. GE Fanuc contribuisce allo sviluppo di nuove tecnologie e alla definizione e alla promozione di standard industriali; tra l'altro partecipa ai consorzi VITA e PICMG. La serie di acquisizioni compiute negli ultimi anni dalla società ha fornito competenze complete nei vari segmenti di mercato e garantisce l'integrazione ottimale dei componenti, dai blocchi di elaborazione dei segnali, ai processori, alle funzioni grafiche, alle interfacce, alle risorse di memoria.
L'interoperabilità è un altro aspetto molto importante per i progettisti embedded. Questa è ottenuta grazie al supporto di protocolli e formati standard e all'uso di componenti Cots, anche per realizzare sistemi differenziati. I sistemi operativi devono essere di tipo standard, come Windows, Linux, VxWorks o QNX. “È improponibile offrire soluzioni basate su sistemi operativi proprietari, che risulterebbero più difficili da usare, più costose e meno flessibili”, precisa Philippe Constanty. È inoltre indispensabile offrire ambienti software completi e semplici all'uso e un middleware altamente integrato. La struttura modulare dei prodotti consente inoltre di preservare gli investimenti dei clienti.
Un'altra priorità per le società che sviluppano sistemi embedded è costituita dai servizi e dal supporto ai clienti. GE Fanuc vanta una presenza capillare a livello globale, e in Europa può contare su un organico di 350 persone e su impianti produttivi nel Regno Unito e in Germania, dove sono fabbricati i prodotti destinati al mercato locale. La fabbricazione ha luogo in Paesi ad alto costo del lavoro, segno che la qualità dei prodotti e dei servizi è privilegiata sui costi.
Anche la solidità economica è una garanzia, perché assicura la continuità e stabilità della fornitura e il supporto ai clienti sul lungo termine. Questo è un aspetto particolarmente critico per il mercato embedded, tradizionalmente frammentato e caratterizzato dalla presenza di diverse piccole realtà focalizzate in soluzioni di nicchia.
Per molte applicazioni nel mercato embedded, e non solo per quelle in campo militare e aerospaziale, è essenziale assicurare un ciclo di vita dei prodotti molto lungo che può protrarsi anche per 20-25 anni. I sistemi embedded devono essere disponibili sul mercato per almeno per 10-15 anni. Un'attenta gestione del ciclo di vita dei prodotti riduce i rischi di obsolescenza e il TCO (Total Cost of Ownership) per i clienti. Allo stesso tempo rappresenta una sfida per i fornitori di soluzioni embedded, dal momento che esse sono basate su componenti Cotsche hanno ormai un ciclo di vita di pochi mesi.
GE Fanuc Embedded Systems considera le implicazioni dell'obsolescenza dei componenti in tutte le fasi di sviluppo dei progetti, e dispone di laboratori di riparazione specializzati e di team dedicati per il supporto ai clienti lungo l'intero ciclo di vita dei prodotti. La società studia inoltre le soluzioni possibili per il cambiamento e la sostituzione dei componenti non più disponibili sul mercato. Dei magazzini con atmosfera controllata consentono conservare i componenti in condizioni ottimali anche per 10 anni.
Infine, un requisito molto importante per i progettisti embedded è costituito dalla gamma di prodotti a disposizione. GE Fanuc offre un portafoglio completo di soluzioni, che comprende computer, monitor, alloggiamenti, data recorder e sistemi di acquisizione dati, Single Board Computer (SBC) basati sui principali formati standard e sui processori Intel e Power PC, sistemi di elaborazione dati, interfacce I/O e di rete, soluzioni SDR (Software Defined Radio) per le comunicazioni satellitari, per le stazioni base 3G e 4G o per le soluzioni di test dei sistemi wireless. La società offre sistemi robusti progettati per ambienti ostili, soggetti a temperature estreme, urti, vibrazioni e interferenze elettromagnetiche, oltre soluzioni specifiche per il mercato militare dell'avionica basate sui principali standard nel settore, fra cui ARINC.

La riduzione dei consumi e le architetture multicore:
due importanti tendenze in affermazione
La riduzione dei consumi costituisce un aspetto particolarmente critico per i progettisti embedded. La dissipazione del calore deve essere ottimizzata, possibilmente senza ricorrere alle ventole di raffreddamento, perché possono generare rumore ed essere soggette a guasti. I Single Board Computer offerti da GE Fanuc Embedded Systems sono di tipo fanless: gli chassis sono stati studiati per offrire una ventilazione e una dispersione del calore ottimali; inoltre i prodotti sono basati su hard disk allo stato solido in tecnologia flash che, non avendo parti in movimento, consumano molto meno e sono più affidabili dei tradizionali hard disk magnetici.
La tendenza verso le architetture multicore è ormai assodata, in particolare nei settori telecom, delle comunicazioni e militare. Il principale problema nei sistemi multicore è costituito dall'integrazione dei task e dalla distribuzione del carico fra i singoli core. Per ovviare a questo, GE Fanuc Embedded Systems offre un ambiente ottimizzato per le architetture multicore, AXIS (Advanced Multiprocessor Integrated Software), realizzato dalla società controllata Radstone. AXIS è un software potente che accelera lo sviluppo di applicazioni complesse di elaborazione dei segnali su sistemi multiprocessore. Offre funzioni avanzate di ispezione dei pacchetti e migliora l'efficienza nello scambio di dati fra task, processori, schede e sistemi. Garantisce un throughput elevato e una latenza ridotta. È scalabile, riconfigurabile e consente di identificare rapidamente bachi e inconsistenze nelle temporizzazioni. Il software consente inoltre di integrare in modo semplice le funzioni di elaborazione dei segnali e di I/O.
Per applicazioni in ambienti militari e aerospaziali, GE Fanuc Embedded Systems offre Magic1, un computer robusto dotato di core Intel Duo da 2 GHz, di un processore grafico G73 di Nvidia e di un bus PCIExpress a 16 canali. Basato sul formato VPX, il computer supporta un data rate da 6,25 Gbps ed offre elevate prestazioni di calcolo e per la grafica. È dotato di un hard disk allo stato solido in tecnologia flash con capacità fino a 64 Gbyte e con una velocità di lettura di 45 Mbyte/sec.

MicroTCA, uno standard emergente
GE Fanuc Embedded Systems offre una ricca gamma di prodotti nel settore delle comunicazioni, in cui si sta focalizzando maggiormente. Quello delle comunicazioni è infatti il segmento applicativo che promette i più alti tassi di crescita. MicroTCA in particolare rappresenta per GE Fanuc una tecnologia strategica, in grado di garantire i livelli di prestazioni, di scalabilità, di flessibilità e di affidabilità richiesti dalle applicazioni emergenti. MicroTCA è una nuova architettura di sistema in cui le schede AdvancedMC sono connesse direttamente ai backplane, in formati che vanno da quello rack ad alloggiamenti “pico” non molto più grandi di un laptop. Lo standard MicroTCA eredita molte caratteristiche dal suo predecessore AdvancedTCA, come le interconnessioni a matrici di switch al posto dei bus, la ridondanza, la scalabilità, la gestione delle interfacce basata su protocollo IPMI (Intelligent Platform Management Interface), il supporto a velocità di trasmissione dati da 1 a 10 Gbps e la disponibilità di risorse software open source. I sistemi MicroTCA sono molto compatti e autocontenuti, dotati cioè di unità di alimentazione e di raffreddamento proprie. Sono adatti per numerose applicazioni, anche al di fuori dell'ambito telecom, ad esempio nell'imaging medico in campo militare, in alcune applicazioni industriali, nelle reti telecom e negli storage server, per le quali garantiscono una notevole flessibilità a una riduzione sensibile del time-to-market.
Lo scorso settembre GE Fanuc Embedded Systems ha aggiunto due nuove piattaforme MicroTCA, MP-2000 e MP-3000, al proprio portafoglio di soluzioni per le comunicazioni. Le piattaforme, conformi agli standard PICMG, sono dotate rispettivamente di chassis 2U a 13 slot e 8U a 15 slot, e sono preconfigurate con moduli processore, un sistema operativo Linux pre-installato, un hub MCH (MicroTCA Carrier Hub) che integra un'interfaccia PCI Express, interfacce di rete, moduli di interfaccia I/O Gigabit Ethernet, risorse di memoria e funzioni grafiche conformi alle specifiche AdvancedMC. Oltre ad essere scalabili e facilmente aggiornabili, le piattaforme sono disponibili già preconfigurate e collaudate, in modo da minimizzare i tempi di sviluppo dei progetti, migliorandone l'interoperabilità.

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