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工業用PC評価レポート(PC評価サービス)

マイクロネットではお客様が快適にPCベースの制御ソリューションを活用していただくためのお手伝いとして、「PC評価サービス」
をご用意しております。 本サービスをご利用いただくことにより、お客様がPCベース制御ソリューションのプラットフォームとして
検討されているPCのリアルタイム性能、拡張性能などをお客様に代わって、マイクロネットが評価判定させていただきます。
◆PC評価サービスとは
PC評価サービスは、お使いの産業用PCがリアルタイム制御プラットフォームとして利用する際の性能を評価するサービスです。

評価を行う内容は大きく分けて、以下の2つの評価項目です。
(1)リアルタイム性能
  リアルタイムOSを組み込んだ際のジッターのばらつきや割り込み応答性能、スレッド切り替え性能
(2)適合性性能
  PCに実装されている拡張スロットやUSBポート、シリアルポート、NICがリアルタイムOSで活用できるか、EtherCATの利用可能か など

上記の内容について、実際にリアルタイムOSを組み込んで評価を実施し、わかりやすいレポート形式で提出させて頂きます。
本サービスは、有償サービスで、ご依頼を受け、PCが弊社に到着してから、おおむね1~2週間前後で評価を行い、レポートを作成します。

本サービスは、あくまで客観的な視点でのPCの評価サービスの提供のみであり、評価を実施した対象となるPCの性能を保証するものでは
ございませんが、お客様がリアルタイムプラットフォームを選定する際の有力な情報となるものと思います。
◆PC評価サービスの評価基準について
マイクロネットのPC評価サービスでは、以下の点に重点を置いて評価を実施します。

評価ポイント1. INtimeチックタイムのジッターにばらつきがないか?
マイクロネットのリアルタイムソリューションは、そのベースにリアルタイムOS「INtime」を活用しております。
このリアルタイムOSはPCでのハードリアルタイムな制御を実現しますが、 PCのBIOSの種類やWindows用のドライバによっては、
チックタイムのジッターにバラツキが見られることがあります。
マイクロネットでは、このチックタイムのバラツキを計測して評価します。

通常、500μsのチックタイムの場合は+/-20μS以内であれば大半のリアルタイムシステムとして実用上問題はありません。

チックタイムのバラツキは、BIOSのアップデートや設定変更、およびドライバのアップデートで改善されることがあり、
マイクロネットではこの改善を施した上でベストと思われる状態で本評価を実施いたします。

評価ポイント2. オンボード機能は使用できるか?
PCに内蔵されているオンボードネットワークコントローラやシリアルコントローラ、USBコントローラ等が、INtimeに適合しており、
リアルタイム制御に応用可能かどうかを判定します。

評価ポイント3. PCI/PCIexpressスロットにINtime用の独立のIRQが割り当てられるか?
PCI/PCIexpress拡張ボードスロットがINtimeで利用できるかどうかについて評価します。

PCI拡張ボードスロットでは、割り当てられるIRQがWindows用デバイスのIRQと重なると、そのスロットはINtimeの割り込みを使う
拡張ボード用としては使えません。
このため実装されている拡張ボードスロットのIRQがWindowsデバイスと重複していないかどうかについても1スロット毎に検証を
行います。

仮にこの評価によって、IRQが重複している、という判定結果が出た場合であっても、 割り込みを使わないDi/oボードやAi/oボードを
INtimeで制御する場合やWindowsで利用する場合は、このスロットを活用していただけます。

評価ポイント4.割り込み応答性能はどれくらいの速度か?
INtimeを利用した機器制御の際は、割り込み信号を制御に利用することが多々あります。

この際の割り込み応答性能がどれくらいの性能を発揮するのか、についてもマイクロネットは評価いたします。
以下が代表的なCPUでの割り込み応答性能の一例です。
cpu_int.jpg   CPUごとのハードウェア割込み遅れ時間
  詳細

評価ポイント5.スレッド切り替え性能はどれくらいの速度か?
INtimeのようなリアルタイムOSでは、処理を行うスレッドはその優先度に応じて処理の切り替えを頻繁に行います。

この処理の切り替えの性能についてもマイクロネットは評価します。
以下が代表的なCPUでのスレッド切り替え応答性能の一例です。
cpu_task.jpg   CPUごとのスレッド切り替え時間
  詳細

◆評価レポート例
株式会社コンテック殿 BX-1000 の例
評価レポートの評価例として、株式会社コンテック殿のBX-1000を評価した例を挙げます。
CONTECBX-1000.jpg   BX-1000 評価レポートの例
  詳細

まず注目いただきたいのは1ページの目の「総合判定」のページです。
PCの評価ポイントを大きく分けて、(1)「適合性評価結果考察」、(2)「リアルタイム性能評価結果考察」
の二面で評価しています。

(1)「適合性評価結果考察」
  上記評価ポイントの2、3で挙げたように、
  「該当のPCではデバイスをどれくらいリアルタイム制御の対象として扱うことができるのか」の視点で評価をしています。

  「実装されている内蔵デバイスをどれくらいリアルタイム制御できるのか」
  「拡張スロットはどれくらい利用できるか」
 という点を総合的に評価しています。

 本項において、該当のPCが最新のフィールドバス技術EtherCAT®に対応したネットワークコントローラを実装しているかに
 ついても言及します。

(2)「リアルタイム性能評価結果考察」
  上記評価ポイントの1、4、5で挙げたように
  「該当のPCではどれくらいのリアルタイム性能を発揮できるのか」の視点で評価をしています。

  500μsのチックタイムでのジッターのバラツキ、スレッド切り替え速度、割り込み応答性能など、リアルタイムコントローラとして
  利用する際に、その性能が要求する仕様を満たすものであるのかを、エンドユーザーはここの結果を元に判定されるかと思います。

このようにPCをリアルタイムコントローラとして利用する際にキーになるポイントを詳細に弊社マイクロネットでは評価しております。
この評価結果は、その通りに動作することを保証するものではございませんが、
お客様がリアルタイムプラットフォームを選定する際の有力な情報となるものと思います。



 *工業用PC評価レポート一覧
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※EtherCAT® は、Beckhoff Automation GmbH, Germanyの登録商標です。