Aree di competenza / Campo e connessione / 1.3
Embedded & Integrazione HW-SW
Quando il pezzo giusto non esiste, lo progettiamo.
Un dispositivo installato in una stazione remota deve funzionare per anni con la memoria, l’energia e la temperatura che trova, senza nessuno sul posto a riavviarlo. Quando il componente adatto non esiste, o quello disponibile non regge le condizioni reali, bisogna progettarlo.
È ciò che facciamo: elettronica e firmware per ambienti in cui il margine di errore è piccolo. Prevediamo il guasto invece di sperare nell’assistenza, progettiamo aggiornamenti che si possono sempre annullare, pianifichiamo l’obsolescenza dei componenti prima che il produttore smetta di fabbricarli. E qualifichiamo ciò che realizziamo per l’uso industriale, perché un prototipo che funziona in laboratorio non è ancora un prodotto.
Un’industria può partire dal pezzo che manca per chiudere un’integrazione; un ente di ricerca da uno strumento che deve funzionare in quota o sottoterra. È una disciplina della scarsità, e ci insegna qualcosa che portiamo in ogni altro progetto: ogni risorsa è finita.
Quattro gruppi di competenza
Ogni gruppo ha un dettaglio tecnico per chi lo vuole.
- 1.3.a
Piattaforme hardware e sistemi operativi embedded
L’hardware giusto, con il software che lo fa funzionare.
Scegliamo l’architettura di calcolo adatta al dispositivo, dal microcontrollore al Linux embedded, e ne scriviamo il software di sistema. Ogni scelta tiene conto di consumi e ciclo di vita.
Dettaglio tecnico
Il gruppo comprende piattaforme di calcolo dedicate e il loro software di sistema. In produzione: microcontrollori ARM Cortex-M, SoC ARM Cortex-A con Linux embedded, sistemi operativi real-time FreeRTOS e Zephyr. In progetto: FPGA e logica programmabile, distribuzioni Yocto Project e Buildroot, device tree e sviluppo di driver kernel. RISC-V è seguito come architettura emergente.
- 1.3.b
Sicurezza e aggiornabilità del dispositivo
Il dispositivo che si protegge da solo.
Progettiamo dispositivi che si aggiornano da remoto in sicurezza e tornano da soli in uno stato sicuro se qualcosa si blocca. Nessuno deve andare sul posto a riavviarli.
Dettaglio tecnico
Il gruppo comprende la sicurezza e l’aggiornabilità del dispositivo. In produzione: aggiornamento firmware remoto con ritorno sicuro alla versione precedente, watchdog e meccanismi di failsafe hardware. In progetto: secure boot e catena di fiducia, TPM, secure element e HSM embedded. SBOM del firmware e obblighi del Cyber Resilience Act sono seguiti in vista della loro applicazione.
- 1.3.c
Interfacce, bus e connettività di dispositivo
Come il dispositivo parla con il mondo intorno.
Colleghiamo il dispositivo a sensori e periferiche con i bus di bordo, e sappiamo portare bus industriali e connettività a corto raggio. La misura arriva pulita e nel formato giusto.
Dettaglio tecnico
Il gruppo comprende le interfacce di bordo e la connettività locale. In produzione: bus I2C, SPI e UART per sensori e periferiche. In progetto: CAN bus e CANopen per ambienti industriali e veicolari, condizionamento del segnale e conversione ADC/DAC, connettività a corto raggio BLE, Zigbee e Thread.
- 1.3.d
Progettazione, qualifica e ciclo di vita
Un prototipo non è ancora un prodotto.
Qualifichiamo i dispositivi per l’uso industriale e pianifichiamo l’obsolescenza dei componenti. Ciò che installiamo resta mantenibile per tutta la vita dell’impianto.
Dettaglio tecnico
Il gruppo comprende progettazione, qualifica e ciclo di vita del prodotto. In produzione: qualifica di grado industriale e gestione dell’obsolescenza dei componenti. In progetto: progettazione PCB e integrità del segnale, conformità EMC/EMI e marcatura CE, requisiti della direttiva RED, progettazione a basso consumo, test JTAG, boundary scan e hardware-in-the-loop.
Per il lettore tecnico
Il software generalista vive nell’abbondanza di risorse; l’embedded nel suo contrario. Memoria stabilita anni prima, energia contata, temperature estreme, componenti che il produttore smetterà di fabbricare prima che l’impianto vada in pensione, e nessuno sul posto quando qualcosa si blocca. Il dominio progetta hardware e firmware per queste condizioni, quando il componente adatto non esiste sul mercato o non regge l’ambiente d’uso.
Il dominio lavora su quattro gruppi. Le piattaforme hardware e i sistemi operativi comprendono in produzione microcontrollori ARM Cortex-M, SoC Cortex-A con Linux embedded e sistemi real-time FreeRTOS e Zephyr; FPGA, distribuzioni Yocto e Buildroot e sviluppo di driver sono portati in progetto. La sicurezza e l’aggiornabilità del dispositivo comprendono in produzione l’aggiornamento firmware remoto con rollback e i meccanismi di watchdog e failsafe, e in progetto secure boot, catena di fiducia e moduli TPM o secure element. Le interfacce di bordo comprendono i bus I2C, SPI e UART in produzione e, in progetto, CAN bus, condizionamento del segnale e connettività BLE, Zigbee e Thread. La progettazione e il ciclo di vita comprendono in produzione la qualifica di grado industriale e la gestione dell’obsolescenza dei componenti, e in progetto PCB e integrità del segnale, conformità EMC e marcatura CE, direttiva RED, progettazione a basso consumo e test JTAG e hardware-in-the-loop.
Il principio progettuale è prevedere il guasto invece di sperare nell’assistenza: ogni dispositivo deve sapere tornare in uno stato sicuro, e ogni aggiornamento deve poter essere annullato.
Il dominio fornisce dispositivi e gateway al dominio 1.2. Gli obblighi del Cyber Resilience Act e la distinta dei componenti software si seguono con i domini 4.1 e 2.3; gli aggiornamenti in esercizio si pianificano con il dominio 5.2.
Parliamo del vostro sistema
Raccontateci il requisito di servizio: che cosa deve funzionare, entro quanto, e che cosa succede quando qualcosa si rompe. La tecnologia la scegliamo dopo.