TQ-Embedded-News
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Vision-Machine-Learning Revolution im Bahnsystem – unterwegs in die digitale Zukunft
Die Digitalisierung des Bahnwesens ist der Schlüssel für Zukunftstechnologien, die das umweltfreundliche Verkehrsmittel fit für künftige Aufgaben und attraktiv als Mobilitätsangebot macht. Viele Technologien können aus der Avionik übernommen werden und durch den Bodenvorteil sogar noch einfacher und besser ausgelegt werden. Darunter fallen Kabinen-Management-Systeme um beispielsweise Sitzplätze den Wünschen des Reisenden anzupassen wie über eine Beleuchtungs- oder Ergonomiesteuerung. Infotainment-Systeme bieten dem Reisenden Zugriff auf Internet, Magazine, Filme und Zugverbindungsinformationen.
Daneben sorgen Cluster für die Bereitstellung von technischen Funktionen, die die funktionale Sicherheit sowie die Cybersicherheit gewährleisten.
Sichere Gateways ermöglichen Netzwerk- und Internetzugriff, Ortungsdaten werden verarbeitet und gesendet, Sensordaten werden so prozessiert, dass unmittelbar sowie langfristig Safety-Informationen aufbereitet werden, die für eine hohe funktionale Sicherheit sorgen. Die Interaktion mit Wayside Train Monitoring Systemen spielt dabei eine besondere Rolle.
Mit der Kombination aus PikeOS, PikeOS for MPU und einem System-on-a-Chip-Modul (SoC) aus der i.MX8-Serie von TQ Systems wie beispielsweise dem TQMa8MPxL (Ausführung: TQMa8MPQL-AA), lassen sich eingebettete Systeme für die Bahn auf bequeme Weise realisieren. Das TQMa8MPxL bietet Sicherheitsfunktionalität für höchste Ansprüche, Machine-Learning-Hardware-Unterstützung sowie eine herausragendene Vision-Verarbeitungsleistung. Mit dieser können beispielsweise optische Daten von Hindernissen gesammelt werden und mittels Machine Learning so prozessiert werden, dass langfristig Erkenntnisse gesammelt werden können, die das Bahnfahren noch sicherer machen, indem frühzeitig Muster erkannt werden, auf die geeignete Maßnahmen eingeleitet werden können. Pro Kern können eine sowie mehrere Anwendungen parallel zueinander laufen. So ist es möglich funktional sicher auf einem weiteren Kern ein it-sicheres Gateway laufen zu lassen.
Das Echtzeitbetriebssystem und Hypervisor PikeOS bietet hier die Grundlage Anwendungen im eingebetteten System funktional sicher in Raum und Zeit zu trennen. Die funktionale Sicherheit kann über SYSGOs Certification Kits erreicht werden, die unter anderem für die Railway Safety-Standards EN 50128, EN 50657 für PikeOS verfügbar sind um das höchste Sicherheitslevel SIL 4 zu erreichen. PikeOS ist gegen EN 50128 und EN 50657 vorzertifiziert. Durch seine Vorzertifizierung gegen den Security-Standard Common Criteria auf Stufe EAL 5+ bietet der PikeOS Separation Kernel (ver. 5.1.3.) darüber hinaus Cybersicherheit im Höchstmaß.
Auf Kundenwunsch nach entsprechender Anpassung mittels Board Support Package, kann auf dem Microcontroller (Arm Cortex-M7), der sich auf dem heterogen angelegten TQMa8Xx befindet, darüber hinaus PikeOS for MPU, als sicher getrennte Partition laufen.
PikeOS for MPU übernimmt wichtige Aufgaben, bei denen man u.a. aus Gründen der übergeordneten Sicherheit oder Überschaubarkeit einen Microcontroller gegenüber einer CPU bevorzugt. Dies kann beispielsweise die deterministische Prozessierung von großen Datenmengen sein.
Mit der integrierten Entwicklungsumgebung CODEO können solche eingebetteten Systeme, die höchste Ansprüche an Sicherheit, Determinismus bzw. Echtzeit und Konsolidierung stellen, innerhalb eines Tools erstellt werden. PikeOS und PikeOS for MPU benötigen keine große Toolchain, sondern finden auf der Eclipse-basierten IDE CODEO ein gemeinsames Dach.
Eine mögliche systematische Beispielarchitektur könnte folgende Applikationen umfassen:
Unsere USPs
- Unschlagbar langfristige Verfügbarkeit
- Robustheit für alle Einsatzfälle
- Das umfassendste Modulangebot am Markt
- E²MS-Hersteller mit umfassendem Support für Technik und Design
- Volle Designfreiheit, da voller Zugriff auf alle Prozessorfunktionen
