针对工业4.0的工厂自动化体系一般首要包含三个层级的设备，用于驱动实时通讯和操控：
1. 在现场层级，I/O模块、制动器和驱动器担任工厂内的物理运作;
2. 在操控层级，可编程逻辑操控器(PLC)或计算机数控(CNC)担任从现场级收集信息并向现场宣布指令;
3. 在操作员层级，人机界面(HMI)设备与操作员交互通讯，一起操作员可以宣布指令。
每一个层级都需求经优化的硬件和软件处理方案来处理各自所面对的严峻规划应战。其间，涉及到操控层级的应战特别难以处理。
由于经过一个操控器所支撑的节点数量正在逐步添加，除了能耗、长电源运用寿命和牢靠性要求等与一切工业自动化规划相关的应战外，操控级设备的规划人员还面对着某些特定的应战。更多的支撑节点数量意味着整个工厂处理方案内所需的操控器数量就应该越少，以创立一个性价比更高的自动化处理方案，或许这些添加的节点都可以在工厂在得以运用，然后完成更高的自动化程度。但是，跟着支撑的节点数量越来越多，处理器的功用也有必要要同比提高，而且在此情况下依然坚持足够低的功耗，这样才可以防止添加封装的尺度。此外，大多数PLC在规划时都不需求添加电扇，因而功率损耗是规划方面的一个要害。
由于PLC和CNC一起操控工厂内的很多节点或功用，所以它们运营的实时性至关重要。关于一个处理方案而言，完成精准的守时需求两个部分：一个是实时操作体系，另一个则是针对工业通讯的灵敏时刻感知外设。实时操作体系(RTOS)在这些设备中被用于决议计划和操控延时，以满意要害守时的需求。商用RTOS在工业操控领域中的广泛运用现已长达数年，一起其在RT Linux®处理方案中的爱好也在不断添加，这些处理方案在添加了工业自动化运用所需的时刻感知和决议计划才能的一起，还具有Linux大型开源社区的悉数优势。
关于实时处理方案的通讯外设部分而言，首要的需求是经过一个即便在需求添加节点数量的情况下，也能完成低推迟和较短协议周期时刻的办法来支撑工业现场的总线协议。当在单个规划中有必要支撑多个现场总线规范时，这会变成一个愈加杂乱的难题。为了使终端产品与EtherCAT、PROFINET、以太网/IP等多个或许现已在工厂中运用的规范兼容，多协议支撑是有必要的。经过硬件 (ASIC) 来满意多协议支撑是比较杂乱的，其原因在于每个协议都或许需求归于其自己的专门ASIC，因而每个支撑的现场总线都需求不同的电路板规划。假如选用可编程办法的话，问题或许会变得简略一些。在这些办法中，只需进行软件或固件更改即可完成现场总线协议的改变。
为了使这个实时通讯处理方案愈加方便快捷，操控器需求很多外设接口，这是由于它们需求在多个层级上与工厂内的现场总线网络、衔接I/O的背板、制动器、驱动器或许其它操控器，以及那些运用OPC UA等协议进行数据收集来完成工厂确诊功用的服务器进行通讯。一切这一切都需求用到很多的外设接口，特别是以太网接口。此外，还需求一个灵敏的且可编程的通讯处理方案。
图片：可编程逻辑操控器和I/O卡
针对Sitara™ AM572x处理器的TMDXIDK5728工业开发套件 (IDK) 现在现已开端对外供给，用来评价操控层级工厂自动化处理方案。AM572x dual-core ARM® Cortex®-A15 处理器十分合适用于工业运用，这是由于它可以支撑工业温度规模，完成高达100000小时的超长运用寿命，一起具有实时软件支撑和很多的外设，例如针对可编程工业通讯的双PRU-ICSS(处理器实时单元—工业通讯子体系)。TMDXIDK5728供给4个以太网端口，其间2个可来自千兆交换机，别的2个可来自PRU-ICSS(默许装备)，或许4个端口均来自PRU-ICSS。TMDXIDK5728可以根据AM57x评价TI针对工业现场总线协议最新发布的处理方案，这些处理方案由Processor-SDK-RTOS中的PRU-%&&&&&%SS-INDUSTRIAL-SW供给。此外，供给TMDXIDK5728还可以运转Processor-SDK-Linux-RT软件包，该软件包可供给TI主线Linux内核上经优化的RT Preempt补丁包，以完成实时工业自动化运用的开发。
