ProConOS embedded CLR - das .NET-basierte IEC 61131-SPS-Laufzeitsystem

ProConOS embedded CLR ist das neue, offene und einheitliche IEC 61131 SPS-Laufzeitsystem für unterschiedliche Automatisierungsaufgaben (SPS, PAC, Motion Control, CNC, Roboter, Sensor).

ProConOS embedded CLR auf einen Blick

• Eigenentwicklung einer CLR für Embedded-Plattformen durch KW-Software
• Programmierung in IEC 61131 und C#
• Unterstützung von Echtzeit, Multitasking, Events
• Extrem schnelle Codeausführung durch nativen Maschinencode:
  - NIOS II 50 MHZ: 150 µs je 1000 SPS-Befehle
  - AMD 2.200+: 0,5 µs je 1000 SPS-Befehle
• Kleiner Footprint (< 100 KB)
• Einfach portierbar auf weitere CPUs (16/32/64 Bit)
• Leistungsfähige Debug- und Monitoring-Schnittstellen
  z.B. Start, Stop, Variablenzugriff, OPC-Funktionalität (auch für C# Variablen)

Unterstützte Targets:

• X86, NIOS II, MIPS64, ARM7/ARM9 sind verfügbar.
• SH2/SH3/SH4, Blackfin BF536/BF537 und PowerPC sind in Vorbereitung.
• Weitere CPUs auf Nachfrage.

Microsoft .NET CLR als technologische Basis

Die .NET-Plattform von Microsoft bildet eine allgemeine Basis zur Ausführung von .NET-Programmen. Eine wichtige Komponente dieses Konzepts ist die Laufzeitumgebung Common Language Runtime (CLR), die den nach ISO/IEC 23271:2006 standardisierten Zwischencode Common Intermediate Language (CIL) ausführt.

Aus Sicht des Automatisierers stellt sich die Frage: "Ist Echtzeit mit dieser Microsoft CLR möglich?" Die Antwort: Wenn es um die Erstellung Ressourcen-sparender oder Laufzeit-kritischer Embedded-Anwendungen geht, ist die Verwendung der Microsoft CLR speziell für Echtzeit-Aufgaben nicht zu empfehlen.
Denn: Bei der Ausführung des Codes gewährleisten Just-in-Time-Compiler (JIT) und Garbage Collector zwar ein hohes Maß an Sicherheit und bergen aber aus Sicht der Echtzeitanforderung gleichzeitig den entscheidenden Nachteil: Es werden mehr Ressourcen benötigt, die gesamte Ausführungszeit ist etwas langsamer als bei kompiliertem Code und die Antwortzeiten auf Ereignisse können in Mitleidenschaft gezogen werden.

Echtzeitfähig: ProConOS embedded CLR

Wir haben diese Problematik als Zielsetzung verstanden und mit ProConOS embedded CLR eine echtzeitfähige CLR entwickelt, welche die weltweit akzeptierte .NET-Technologie mit bewährten Standards vereint und die Echtzeitfähigkeit für Embedded-Applikationen sicherstellt.
Im Unterschied zur Microsoft CLR kommt bei ProConOS embedded CLR ein Ahead-of-Time (AOT)-Compiler zum Einsatz, der den CIL-Code im Unterschied zum Just-in-Time-Compiler (Microsoft CLR) nicht erst bei Anforderung in nativen Maschinencode kompiliert, sondern bereits im Vorfeld.

ProConOS embedded CLR: die Tür zur Echtzeitfähigkeit für Ihre Embedded-Applikationen!

Offene Programmierung mit CIL

Proconos embedded CLR ist mit einer offenen Programmierschnittstelle auf Basis des .NET-eigenen Zwischencodes CIL ausgestattet. Damit kann die embedded CLR mit jeder .NET-Sprache programmiert werden, die in der Lage ist, CIL-Code zu generieren.

Darüber hinaus ist das MS Visual Studio.NET durch vorgefertigte Templates erweitert worden, mit denen Projekte in C# als Firmware Library für das IEC-Programmiersystem MULTIPROG von KW-Software generiert werden.

Im Programmiersystem eingebunden, können die in C# entwickelten Programmteile wie IEC-61131-Funktionsbausteine und -Funktionen verwendet werden.

Embedded-SPS

Ob mit oder ohne unterlagertes Betriebssystem, stellt die ProConOS embedded CLR alle Funktionalitäten zur Verfügung, die zur Realisierung einer vollständigen SPS auf Basis einer Embedded-Plattform benötigt werden: Von der Multitasking-Fähigkeit, über die Unterstützung von System-Events bis zur Bereitstellung einer Geräteschnittstelle für Inbetriebnahme, Debugging und Monitoring. Eine klar definierte Zustandsmaschine liefert ein Maximum an Transparenz und sorgt zur Laufzeit für eine sichere Abarbeitung des SPS-Programms. OPC-Funktionalität, Retain-Handling und Systemvariablen runden das Leistungspaket der SPS ab.

Viele mögliche Plattformen

Die embedded CLR lässt sich schnell auf unterschiedliche 16-Bit-, 32-Bit- oder 64-Bit-CPU-Systeme portieren. Firmware in C# wird plattformunabhängig entwickelt und ist somit ohne Zusatzaufwand einfach portierbar.

Durch einen kleinen Footprint (< 100 KByte) sind der Portierbarkeit auf verschiedenste Embedded-Systeme kaum Grenzen gesetzt.