Hypervisor und Container Von IT zu zeitkritischer OT

In der IT-Welt sind Virtualisierung und Container regelrechte Technologietreiber. Doch was nützen diese Serverapplikationen für den ressourcenkritischen Embeddedbereich, gerade wenn es eine Zeitschranke einzuhalten gilt?

Die Embedded Welt befindet sich momentan in einem großen Umbruch.
So war es bis vor ein paar Jahren noch üblich, dass die Gerätesoftware als großer, proprietärer Monolith entwickelt wurde; nach Markteinführung wurde dieser möglichst nicht mehr verändert. Auch das Gerät selbst war funktional ein Monolith, der höchstens noch über ein proprietäres Protokoll Daten mit der Umgebung tauschte.

Heute sind ganz andere Paradigmen zu beachten. Unter dem Internet-der-Dinge steht Kommunikation ganz oben auf der Prioritätenliste, die Entwicklung beschleunigt stark. Die Industrie hat den Wert von Open-Source-Software als Mittel zur Lösung in diesem Rennen erkannt.
Zudem wird Hardware immer leistungsfähiger bei gleichzeitig sinkenden Kosten*. Damit werden jetzt auch beispielsweise Multi-Core-CPUs für die Embedded Welt beim BOM akzeptierbar. Und weiterhin auch große Speicher, standardisierte Kommunikations-Interfaces (Ethernet) und andere gängige Technologien der IT-Welt. Diese neue, leistungsfähige Hardware kann aber wiederum nur mit Open-Source-Software schnell und kosteneffizient zum Einsatz gebracht werden. Nicht umsonst hat sich Linux im industriellen Umfeld so schnell durchgesetzt. Kaum ein anderes Betriebssystem unterstützt eine ähnlich große Zahl an Hardwareplattformen.

Zusätzlich zu diesen Änderungen an Hard- und Software wandelte sich auch die Rolle der Automatisierung im Zuge von cyber-physischen Systemen. Während zu Beginn die Meinung vorherrschte, dass die einzige Lösung in großen, server-zentrierten Ansätzen (Cloud) besteht, zeigt sich heute, dass ein gangbarer Weg darin liegt, Teile der IT-Welt in die OT-Welt zu holen.

Diese als Edge- und Fog-Computing bezeichneten Ansätze sehen vor, dass Echtzeit-Daten** vor Ort verarbeitet werden. Also etwa Steuerungs- oder Sensordaten. Darüber sitzt dann eine Art von Datensammelstelle, eben der Edge- oder Fogrechner. Dieser bekommt die (eventuell bereits vorverarbeiteten) Daten von den Sensoren/Steuerungen, bearbeitet einerseits die Echtzeit-Informationen und übermittelt andererseits die aggregierten Informationen zu den Serverfarmen in der Cloud.

Edgerechner besitzen mit fortschrittlicher Hardware nun die Kapazitäten, um bisherige Serverapplikationen lokal auszuführen. Und damit halten auch die Programmieransätze der IT-Welt Einzug in die Embedded Welt. Diese muss sich jetzt mit virtuellen Maschinen (VM) und deren Verwaltungssoftware (Virtual Machine Manager, VMM, auch Hypervisor genannt) oder Containern auseinandersetzen und beurteilen, welches die bessere Lösung ist.

Spezifische Embedded-Anforderungen wie beispielsweise Echtzeit** müssen weiterhin berücksichtigt und erfüllt werden.