嵌入式与物联网和工业4.0

 由于瓦特的发明，人类社会进入了“蒸汽时代”，并迎来了第一次工业革命。 第一次工业革命用工厂系统代替了手工车间，而用机器代替了手工工作。 这几乎是自动化方式上的突破。随后引入的传送带生产被认为是明智且高效的货物生产，并且是工业2.0的又一重要里程碑。 在工业3.0中，可编程逻辑控制器(称为PLC)开始了这个新时代。那时，中继系统通用的硬连线控制过程已经成为过去。

硬件和软件的时代开始了，从而为嵌入式系统奠定了基础。减少了布线所需的工作，并且这种新型的控制系统具有越来越多的灵活性。最初，嵌入式系统基于8位或16位微控制器。在自动化阶段，首次使用了所谓的现场总线以及诸如光栅，限位开关，温度和液位传感器等传感器的连接。较小的分散式控制器通过现场总线和专有网络与PLC连接。对网络和数据供应的需求不断增长。因此，对总线系统和网络的要求也增加了，以便显示有关完工状态，库存，生产能力等的数据。这是通过将机器链接到公司管理计算机(垂直集成)来实现的。这被称为联网工厂。

当网络变得司空见惯时，也开始了自动化的新纪元：今天，我们谈论工业4.0和物联网。两者都不是产品，也不是概念。相反，它是智能数字系统的整体联网的愿景。将来，机器应该能够通过新的信息和通信技术互相控制。生产流程(例如生产本身，计划和服务)应自动优化。整个过程应尽可能实时进行，以实现自组织的生产系统或增值链。

为了在现实中实施该项目，为此目的所需的所有数据都必须可用。如果可以在全球范围内考虑，那么将没有足够的能量和内存容量将所有数据保存在云中。因此，逻辑系统概念是实现此愿景的前提。对此的重要要求是所有系统的本地化和联网，以及节能系统的使用以及所需信息的传输，而不是复杂而庞大的数据量。另一个要点是在将机器，系统和设备联网以及传输和联网安全关键信息时要有足够的安全性概念。没有人希望通过全球黑客向公众甚至竞争对手公开重要信息和数据。

公司面临着众多任务，这些任务需要根据项目特定要求提供解决方案。解决方案的可能方法是嵌入式模块和系统解决方案。基于ARM的CPU的制造商通常会提供完善的系统和安全性概念。除了集成在CPU中的基于硬件的安全功能之外，已经有许多软件解决方案可实现安全可靠的系统。特别是基于ARM的嵌入式系统是根据IoT和工业4.0的能效要求实施项目的理想平台。与其他架构相比，ARM在每个芯片表面的性能最高，并且在芯片技术方面处于领先地位。多家制造商的基于ARM的CPU当前正在快速发展：在性能，除了具有32位架构的当前计算核心(例如Cortex A7，Cortex A8和Cortex A9)之外，ARM还提供了基于64位架构的计算核心，例如Cortex A53或Cortex A72。尽管性能不断提高，但它们仍然显示出计算能力与功耗之间的良好关系。

ARM芯片制造商使用它集成每个市场专用的接口，以便满足最高的安全标准，同时满足新的市场要求，尤其是在网络领域。基于几乎所有行业的廉价且功能优化的替代产品可用于几乎所有行业，无论是在汽车行业，网络行业，自动化技术还是技术领域控制。不同之处还在于，将来可能会集成其他安全功能，以便更好地满足市场对安全数据传输的要求。