Использование операционных систем Microsoft Windows Embedded в промышленной автоматизации


PDF версия

На основе продуктов Windows Embedded работает огромное количество приборов и систем в самых разных отраслях экономики. Это и портативные ультразвуковые установки и приборы GPS, банкоматы и компоненты гигантских строительных механизмов. Достойное место ОС семейства Windows Embedded занимают и в сфере автоматизации производства, безопасности, мониторинга зданий и сооружений. Windows Embedded используют такие мировые игроки рынка как Beckhoff и Simens.

Тенденции развития рынка встраиваемых систем

Сегодня во всем мире, при решении прикладных задач, наблюдается переход от общих компьютерных систем к системам специализированным, что порождает две тенденции на рынке готовых устройств:
– переход на цифровые технологии и рост числа многофункциональных устройств;
– использование «облачных» сервисов в устройствах.
С другой стороны, растут требования к разработчикам, поскольку срок разработок уменьшается, а продукты становятся все более функциональными.
Все это приводит разработчиков к осознанию необходимости перехода на общепринятые стандартные платформы и коммерческое программное обеспечение, что позволяет сфокусироваться на разработке профильной части устройства.

Российский рынок

Российский рынок встраиваемых систем также не стоит на месте, но имеет при этом свою специфику. В частности, есть несколько сегментов, которые особенно интересны в силу тех или иных обстоятельств.

Розничная торговля и точки продаж

На российском рынке большое распространение получили платежные киоски, что является довольно уникальной ситуацией по сравнению с мировым рынком.

Навигационные устройства

Российское государство активно развивает отечественную систему позиционирования ГЛОНАСС и инвестирует значительные средства в создание наземных устройств. Это открывает множество возможностей российским ОЕМ-производителям для выпуска ГЛОНАСС-навигаторов внутри страны.

Цифровое телевидение

В течение нескольких лет большинство стран откажутся от аналогового телевидения и полностью перейдут на цифровое вещания. Россия планирует осуществить этот переход до 2015 года. Таким образом, появляется значительный рынок, который могут захватить отечественные предприятия, если вовремя наладят производство цифровых телевизионных приставок.

Промышленная автоматизация

В последние несколько лет автоматизация производства в России осуществлялась ускоренными темпами. Это связано с больным наследием советских промышленных мощностей, которые необходимо модернизировать и бурным развитием нефтегазовой индустрии.

Платформа Windows Embedded

Компания Microsoft официально вышла на рынок встраиваемых решений в 1996 году с операционной системой Windows Embedded CE 1.0. К настоящему времени доступен широкий ассортимент встраиваемых операционных систем, которые позволяют разработчикам создавать как компактные, так и крупногабаритные 32-разрядные устройства последнего поколения. Благодаря комплексным функциям, удобным средствам, бесплатным ознакомительным комплектам и поддержке разветвленного сообщества, Windows Embedded помогает быстрее выводить решения на рынок и сокращать расходы на их разработку. В России операционные системы Windows Embedded представлены с 2000 года. На сегодняшний день существует большая экосистема партнеров и разработчиков, которые создают устройства на базе встраиваемых операционных систем Microsoft. Познакомимся с последними версиями операционных системам этого семейства.

Windows Embedded Standard

Windows Embedded Standard 2009 — это компонентная версия всем известной Windows XP Professional (Service Pack 3), являющаяся следующим поколением Windows XP Embedded. Операционная система позволяет создавать прогрессивные коммерческие и потребительские устройства, на которых можно использовать тысячи существующих приложений и драйверов для Windows XP. В состав Windows Embedded Standard входят все новейшие технологии, включая Silverlight, .NET Framework 3.5, Internet Explorer 8, Windows Media Player 11, Remote Desktop Protocol 6.1 и службу защиты доступа к сети. При этом разработчики имеют возможность создавать свои собственные сборки ОС и выбирать только необходимые компоненты, драйверы, службы для встраиваемого приложения, и, таким образом, оптимизировать ОС под нужды устройства, снизить системные требования к аппаратному обеспечению, повысить надежность и быстродействие.
Важной особенностью всех операционных систем Windows Embedded является продленный срок поддержки и продаж. В частности Windows Embedded Standard 2009 будет доступен до 2023 года.
К базовым функциональным особенностям Windows Embedded Standard относятся:
– более 12000 компонентов для максимальной адаптации;
– мощный инструментарий разработки за низкую стоимость;
– удаленное обновление системы;
– повышенная производительность и надежность;
– полнофункциональная демо-версия;
– совместимость с Windows-приложениями;
– низкие требования к оборудованию;
– большой набор ПО сторонних фирм.
При этом четыре последние пункта определяют низкие первоначальные вложения и короткий срок вывода устройства на рынок.
В дополнение к базовой функциональности Windows XP, разработчики получают дополнительные возможности для встраиваемых систем, а именно:
– загрузка с различных носителей: Flash, discs, SSD, по сети, CD/DVD («El Torito»);
– фильтр защиты от записи EWF и FBWF;
– использование собственной оболочки и полная персонализация;
– Hibernate Once Resume Many (HORM);
– работа без мыши, клавиатуры, монитора.
Средства разработки Windows Embedded Standard состоят из нескольких утилит, которые позволяют создавать и устанавливать ОС на устройстве:
– Target Designer — основная программа, позволяющая из списка компонентов собирать свой собственный образ ОС;
– Target Analyzer — утилита, позволяющая собирать информацию об аппаратном обеспечении в один файл, который далее можно загрузить в Target Designer;
– Component Designer — утилита позволяющая работать с базой данных компонентов системы и создавать компоненты из собственной программы и драйверов.
Начиная с сентября 2009 года Microsoft поддерживает Community Technology Preview (CTP) Windows Embedded Stand­ard 2011 («Quebec»). Quebec — это новая версия Windows Embedded Standard, основанная на Windows 7. Уже сегодня все разработчики могут скачать CTP-версию с сайта Microsoft.

Windows Embedded Enterprise

Windows Embedded Enterprise — это линейка полнофункциональных настольных операционных систем Microsoft Windows, предназначенных для использования во встраиваемых системах. Применение этих ОС позволяет сэкономить за счет стоимости лицензий. Для этих продуктов также увеличен срок продаж и поддержки. Наиболее популярной на сегодня, операционной системой из подгруппы Windows Embedded Enterprise, является Windows XP Professional for Embedded Systems, которая будет доступна до 2016 года, несмотря на то, что Microsoft перестала продавать XP Professional в стандартном канале. Также уже доступна Windows 7 for Embedded Systems.

Windows Embedded POSReady 2009

Windows Embedded POSReady (новое поколение Windows Embedded Point of Service) — ¬это специализированная операционная система на базе Windows XP Professional, предназначенная для розничного и гостиничного рынков. POSReady является готовой ОС, что максимально облегчает развертывание и обслуживание конечной системы. Дополнительно к функциональности XP Professional, POSReady содержит POS for .Net, которая позволяет в короткие сроки и максимально просто создавать POS-приложение с поддержкой функции Plug and Play для торгового периферийного оборудования. Windows Embedded POSReady применяется в различных торговых терминалах, включая контрольно-кассовые пункты самообслуживания, различные киоски, информационные автоматы, кассовые аппараты, бензоколонки, банкоматы и цифровые табло.
Ключевые возможности:
– установка с единого DVD на подобие Windows XP;
– интегрированный Service Pack 3;
– возможность добавления и удаления компонентов системы;
– поддержка .NET Framework v3.5;
– новая версия POS for .NET 1.12;
– поддержка Windows Update;
– Internet Explorer и Windows Media Player;
– фильтр защиты от записи на уровне файлов (FBWF);
– удаленный рабочий стол (Remote desktop Protocol) версии 6.1 с поддержкой Windows Server 2008 и функции Remote Application;
– поддержка стандартных средств развертывание и управления ОС.

Windows Embedded CE

Windows Embedded CE 6.0 — это 32-битная многозадачная операционная система реального времени. CE 6.0 поставляется в компонентной форме и позволяет разработчикам адаптировать ОС для конкретной задачи. Архитектура ядра Windows CE оптимизирована для систем с ограниченными вычислительными ресурсами и позволяет в максимально сжатые сроки выводить на рынок многофункциональные взаимосвязанные устройства. СЕ 6.0 использует мощную среду разработки Microsoft — Visual Studio, что позволяет разработчикам на базе платформы Microsoft легко перейти на Windows Embedded CE. Одной из ключевых особенностей Windows CE является поддержка 4 типов процессоров, включая x86, ARM, XScale, MIPS и SHx. Однако, при выборе платформы необходимо обратить внимание на наличие так называемого Board Support Package BSP). Это набор драйверов, загрузчик и конфигурационные файлы для каждой конкретной платформы, которые позволяют запускать Windows CE. Как правило, BSP поставляется производителем аппаратной платформы.
В сентябре 2009 года фирма Microsoft выпустила очередное значимое обновление — Windows Embedded CE 6.0 R3. Обновление содержит много новых функций, включая:
– Silverlight для Windows Embedded;
– Flash Lite;
– Сенсорный ввод и жесты;
– Диспетчер подключений;
– Средства просмотра документов Microsoft Office и файлов в формате PDF.

Ключевые особенности Windows Embedded CE 6.0:
архитектура ядра:
– до 32К одновременных процессоров по 2 Гб виртуальной памяти на каждый;
– драйвер в пространстве ядра и пользователя.

файловая система (exFAT):
– большие объемы носителей;
– файлы больших размеров;
– шифрование съемных носителей.

Функциональные возможности:
– Internet Explorer Embedded;
– Windows Media Player;
– Поддержка реального времени;
– Работа в сети;
– Удаленный рабочий стол (RDP);
– Web Services on Devices (WSDAPI);
– Сетевой проектор;
– Инфраструктура для VoIP.

Windows Embedded Server

Windows Embedded Server — это линейка серверных операционных систем Microsoft для создания выделенных серверных устройств на базе стандартных технологий Windows Server. Ключевое отличие от остальных программных продуктов — это лицензионные условия, согласно которым Windows Embedded Server должен поставляться в составе готового устройства и иметь выделенную функциональность. Вот несколько примеров: сервер хранения данных, сервер обработки рентгеновских фотографий, устройство фильтрации почты, антивирус-сервер.
Ниже приведен краткий перечень стандартных серверных решений от Microsoft с лицензионными ограничени-
ями.

Выделенный сервер
– Microsoft® Windows Server™ 2003 R2 for Embedded Systems;
– Microsoft® Windows Server™ 2008 for Embedded Systems

Сервер Хранения
– Microsoft® Windows® Storage Server 2008 R2;
– Microsoft Windows Unified Data Storage Server 2003;
– Windows Home Server.
Безопасность
– Microsoft® Windows Server™ 2003 w/ISA Server 2006;
– Intelligent Application Gateway 2007;
– Branch Office Appliance.

Серверные устройства, телекоммуникации
– Microsoft® Windows Server™ 2003 with the Server Appliance Software Version 3.1;
– Microsoft® Windows Server™ 2003 for Telecommunications with the Server Appliance Software Version 3.1;
– Microsoft® Windows Server™ 2008 for Embedded Systems Essentials;
– Microsoft® Windows Server™ 2008 for Embedded Systems Telco.

Серверные приложения
– Microsoft® SQL Server™ 2005 for Embedded Systems;
– Microsoft® SC Data Protection Manager 2007 for Embedded Systems.

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *