Multi-Core: SPS-Applikation auf CPU-Kerne verteilen

Codesys hat angekündigt im Februar 2018 mit seinem IEC-61131-3-Soft-SPS-System SPS-Applikationen auf Multicore-Plattformen zu unterstützen. Dabei besteht die Möglichkeit, den Code in verschiedene Tasks aufzuteilen und diese mit unabhängigen Zykluszeiten abzuarbeiten.

Hersteller von Automatisierungsgeräten können ihren Kunden jetzt die Funktionalität anbieten, in Codesys die verschiedenen Tasks der SPS-Applikation auf symmetrische Prozessorkerne der Steuerungs-CPU manuell zu verteilen. Durch die parallele Abarbeitung steigt die Ausführungsgeschwindigkeit bei gleichzeitiger Ausnutzung der verfügbaren Prozessorleistung – und der Anwender behält die Kontrolle über das Zeitverhalten. Steuerungen mit Betriebssystemen wie Linux oder Windows nehmen eine solche Verteilung zwar selbst vor, das daraus resultierende Zeitverhalten jedoch ist im Einzelfall schwer abzuschätzen.

Zur Nutzung der in Codesys umgesetzten Multicore-Implementierung ordnet der Anwender im einfachsten Fall lediglich den gewünschten CPU-Kern zu Taskgruppen seiner SPS-Applikation zu. Bei komplexeren Konfigurationen helfen verfügbare Codierungsrichtlinien. Gleichzeitig ist die Problematik der Datenkonsistenz bei Datenhaltung bzw. -zugriff durch entsprechende Software im Codesys Control-Laufzeitsystem gelöst, beispielsweise, um häufige Blockaden durch Multiple Reader / Single Writer zu verhindern oder atomare Zugriffe auf Datentypen bis zu 64 Bit zu ermöglichen.

Viele Anwendungen profitieren

Die Multicore-Unterstützung bringt enorme Performance-Vorteile in vielen Anwendungsfällen. Eine komplexe SPS-Logik beispielsweise kann auf verschiedene unabhängige Taskgruppen und CPU-Kerne aufgeteilt werden. Darüber hinaus lässt sich die Logikapplikation von der Kommunikation und Zusatzfunktionen wie z. B. Motion, CNC oder Visualisierung trennen.

Anwender und Gerätehersteller können sich auf dem Codesys-Stand auf der „embedded world“ in Halle 4, Stand 307 selbst ein Bild von der Bedienung und Leistungsfähigkeit der Funktion machen.