Sistemi tovarniške avtomatizacije za industrijo 4.0 običajno obsegajo tri ravni opreme, ki omogočajo-komunikacijo in nadzor v realnem času:
Na ravni polja V/I moduli, aktuatorji in pogoni upravljajo fizične operacije v tovarni;
Na nadzorni ravni so programabilni logični krmilniki (PLC) ali sistemi računalniškega numeričnega krmiljenja (CNC) odgovorni za zbiranje informacij na ravni polja in izdajanje ukazov terenu.
Na ravni operaterja naprave vmesnika človek{0}}stroj (HMI) komunicirajo z operaterji, ki lahko istočasno izdajajo ukaze.
Vsaka stopnja zahteva optimizirane strojne in programske rešitve za obravnavo svojih edinstvenih oblikovalskih izzivov. Med temi je izzive na ravni nadzora še posebej težko rešiti.
Ker število vozlišč, ki jih podpira en krmilnik, še naprej narašča, se načrtovalci naprav-na nadzorni ravni soočajo s posebnimi izzivi, ki presegajo običajne pomisleke pri načrtovanju industrijske avtomatizacije, kot so poraba energije, podaljšana življenjska doba napajalnika in zahteve glede zanesljivosti. Podpora za več vozlišč pomeni, da je potrebnih manj krmilnikov v celotni rešitvi obrata, kar ustvarja stroškovno-učinkovitejšo rešitev za avtomatizacijo. Druga možnost je, da se ta dodatna vozlišča razporedijo po celotnem obratu, da se dosežejo višje ravni avtomatizacije. Ko pa število podprtih vozlišč raste, se mora zmogljivost procesorja ustrezno povečati, hkrati pa ohranjati dovolj nizko porabo energije, da se prepreči povečanje velikosti paketa. Poleg tega je večina PLC-jev zasnovanih brez ventilatorjev, zaradi česar je disipacija moči kritična zasnova.
Ker PLC-ji in CNC-ji hkrati nadzirajo številna vozlišča ali funkcije v tovarni, je narava-njihovih operacij v realnem času kritična. Za rešitev za doseganje natančnega časovnega razporejanja sta bistveni dve komponenti:-operacijski sistem v realnem času (RTOS) in prilagodljive,-časovno zaznavne zunanje naprave za industrijsko komunikacijo. RTOS je v teh napravah uporabljen za upravljanje-odločanja in nadzor zakasnitve, kar zagotavlja skladnost s kritičnimi časovnimi zahtevami. Komercialni RTOS so že leta splošno sprejeti v industrijskem nadzoru, medtem ko zanimanje za rešitve RT Linux® še naprej raste. Te rešitve zagotavljajo časovno-občutljivost in zmožnost-odločanja, ki so potrebne za aplikacije industrijske avtomatizacije, hkrati pa izkoriščajo vse prednosti velike odprtokodne skupnosti Linux-.
Za komunikacijski periferni del-rešitev v realnem času je primarna zahteva podpora industrijskim protokolom fieldbus z metodo, ki dosega nizko zakasnitev in kratke čase cikla protokola, tudi pri povečanju števila vozlišč. To postane bolj zapleten izziv, ko je treba v eni zasnovi podpreti več standardov fieldbus. Podpora za več-protokole je bistvenega pomena za zagotovitev, da so končni izdelki združljivi z več standardi-, kot so EtherCAT, PROFINET in Ethernet/IP-, ki so morda že nameščeni v tovarni. Doseganje podpore za več-protokole prek strojne opreme (ASIC) je zapleteno, saj lahko vsak protokol zahteva svoj namenski ASIC, kar zahteva različne zasnove plošč za vsako podprto fieldbus. Programabilni pristop poenostavlja ta izziv. Pri teh pristopih je mogoče spremembe protokola fieldbus izvesti samo s posodobitvami programske opreme ali vdelane programske opreme.
Za omogočanje te-učinkovite komunikacijske rešitve v realnem času krmilniki potrebujejo obsežne periferne vmesnike. To je zato, ker morajo komunicirati na več ravneh: z omrežji fieldbus v tovarni, hrbtnimi ploščami, ki povezujejo V/I, aktuatorje, pogone ali druge krmilnike, in strežniki, ki izvajajo tovarniško diagnostiko prek protokolov za pridobivanje podatkov, kot je OPC UA. Vse to zahteva veliko število perifernih vmesnikov, predvsem vmesnikov Ethernet. Poleg tega je potrebna prilagodljiva in programabilna komunikacijska rešitev.
Industrijski razvojni komplet TMDXIDK5728 (IDK) za procesor Sitara™ AM572x je zdaj na voljo za ocenjevanje rešitev za tovarniško avtomatizacijo-na ravni nadzora. Dvojedrni-procesor AM572x ARM® Cortex®-A15 je idealen za industrijske aplikacije zaradi podpore za industrijska temperaturna območja, podaljšane življenjske dobe do 100.000 ur,-programske podpore v realnem času in obsežnih zunanjih naprav-vključno z dvojnim PRU-ICSS (procesorjem) Real{13}}Enota-Industrijski komunikacijski podsistem) za programabilne industrijske komunikacije. TMDXIDK5728 ponuja štiri ethernetna vrata, pri čemer dve potencialno izvirata iz gigabitnega stikala, drugi dve pa potencialno izvirata iz PRU-ICSS (privzeta konfiguracija) ali vsa štiri vrata izvirajo iz PRU-ICSS. TMDXIDK5728 omogoča ocenjevanje najnovejših rešitev TI za industrijske protokole fieldbus, ki temeljijo na AM57x, dostavljenih prek PRU-ICSS-INDUSTRIAL-SW znotraj Processor-SDK-RTOS. Poleg tega lahko TMDXIDK5728 poganja programski paket Processor-SDK-Linux-RT, ki zagotavlja optimiziran popravek RT Preempt za glavno jedro Linuxa TI, da se omogoči razvoj aplikacij-industrijske avtomatizacije v realnem času.