ດ້ວຍຄວາມກ້າວໜ້າທາງດ້ານເຕັກໂນໂລຊີ ແລະ ການຮ່ວມມືກັນທົ່ວອຸດສາຫະກໍາ, ປີ 2025 ຖືກເຫັນຢ່າງກວ້າງຂວາງວ່າເປັນ "ປີຂອງຫຸ່ນຍົນ". ອຸດສາຫະກໍາຫຸ່ນຍົນທັງໝົດກໍາລັງປະສົບກັບການເຕີບໂຕຢ່າງໄວວາ, ດ້ວຍສະຖານະການການນໍາໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍທີ່ຂັບເຄື່ອນເສັ້ນທາງເຕັກໂນໂລຊີທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບທັງຊອບແວ ແລະ ຮາດແວ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄວາມຕ້ອງການ ແລະ ວິທີການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດສໍາລັບການຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວໃນເວລາຈິງຈຶ່ງແຕກຕ່າງກັນ. ໂດຍການນໍາໃຊ້ຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບຂະແໜງຫຸ່ນຍົນ, APQ ໄດ້ພັດທະນາວິທີແກ້ໄຂການເພີ່ມປະສິດທິພາບການຄວບຄຸມໃນເວລາຈິງທີ່ມີເປົ້າໝາຍ.
01
ເສັ້ນທາງເຕັກໂນໂລຊີຫຸ່ນຍົນທີ່ແຕກຕ່າງ ແລະ ການເລືອກແພລດຟອມການປະມວນຜົນ
ຫຸ່ນຍົນຄ້າຍຄືມະນຸດສອງຂາມີການອອກແບບຄ້າຍຄືມະນຸດທີ່ດີເລີດໃນດ້ານຄວາມສາມາດໃນການປັບຕົວເຂົ້າກັບພື້ນທີ່ທີ່ສັບສົນ ແລະ ການດຳເນີນງານທີ່ປະສານງານກັນທົ່ວຮ່າງກາຍ. ຫຸ່ນຍົນເຫຼົ່ານີ້ໂດຍທົ່ວໄປຕ້ອງການການຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວ 38 ຫາ 70 ແກນ, ຊຶ່ງໝາຍເຖິງຄວາມຕ້ອງການໃນເວລາຈິງທີ່ສູງຫຼາຍ ແລະ ວົງຈອນການຄວບຄຸມສູງເຖິງ 1000Hz. APQ ໃຊ້ໂປເຊດເຊີ X86 ປະສິດທິພາບສູງພ້ອມດ້ວຍການປັບແຕ່ງຊອບແວເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການໃນເວລາຈິງເຫຼົ່ານີ້.
ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ຫຸ່ນຍົນທີ່ມີລໍ້ ຫຼື ແບບພື້ນຖານໄດ້ຮັບຮອງເອົາການອອກແບບຕົວຖັງທີ່ມີນ້ຳໜັກເບົາກວ່າ, ເຊິ່ງສະເໜີຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼາຍກວ່າໃນການຄວບຄຸມຕົ້ນທຶນ, ປະສິດທິພາບການເຄື່ອນໄຫວ, ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງແບັດເຕີຣີ. ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວ, ຫຸ່ນຍົນເຫຼົ່ານີ້ມີອິດສະລະພາບປະມານ 30 ອົງສາ ແລະ ຄວາມຕ້ອງການຕ່ຳກວ່າສຳລັບການປະມວນຜົນແບບເວລາຈິງ, ແຕ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ການໃຊ້ພະລັງງານຫຼາຍກວ່າ. ສຳລັບໝວດໝູ່ນີ້, APQ ໃຊ້ແພລດຟອມທີ່ມີພະລັງງານຕ່ຳ, ລາຄາຕໍ່າ ເຊັ່ນ Intel® N97 ຫຼື J6412 ເພື່ອສ້າງວິທີແກ້ໄຂທີ່ສົມບູນ. ສິ່ງນີ້ດຸ່ນດ່ຽງປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານ ແລະ ຕົ້ນທຶນ ໃນຂະນະທີ່ນຳໃຊ້ລະບົບນິເວດການພັດທະນາທີ່ອຸດົມສົມບູນຂອງແພລດຟອມ X86 ເພື່ອຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ເຂັ້ມງວດສຳລັບປະສິດທິພາບ, ຄວາມໝັ້ນຄົງ, ການເຊື່ອມໂຍງ, ແລະ ຄວາມກະທັດຮັດຂອງລະບົບຄວບຄຸມແບບເວລາຈິງ.
02
ການສຶກສາກໍລະນີການເພີ່ມປະສິດທິພາບການຄວບຄຸມແບບເວລາຈິງ EtherCAT ຂອງ APQ
ພື້ນຫຼັງແອັບພລິເຄຊັນ
ຫຸ່ນຍົນທີ່ມີລໍ້/ຖານມັກຖືກນໍາໃຊ້ໃນການຄວບຄຸມເສັ້ນທາງທີ່ສັບສົນ, ການເຊື່ອມຕໍ່ຫຼາຍແກນ, ການເຄື່ອນໄຫວທີ່ນໍາພາດ້ວຍວິໄສທັດ, ແລະ ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຄ້າຍຄືກັນ. ລະບົບຄວບຄຸມຂອງພວກມັນຕ້ອງຮອງຮັບ:
-
ການສື່ສານລົດເມຄວາມໄວສູງ EtherCATສຳລັບການຄວບຄຸມ servo ທີ່ປະສານກັນ
-
ລະບົບປະຕິບັດການທີ່ແຂງກະດ້າງໃນເວລາຈິງສຳລັບການຕອບສະໜອງພາຍໃນມິນລິວິນາທີ
-
ການອອກແບບອຸດສາຫະກໍາກະທັດຮັດເໝາະສຳລັບສາຍໄຟທີ່ແໜ້ນໜາ ຫຼື ພື້ນທີ່ຕູ້
-
ພອດທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ລວມທັງພອດ serial ແລະ LAN ຫຼາຍພອດ ສຳລັບການເຊື່ອມໂຍງອຸປະກອນຕໍ່ພ່ວງທີ່ຫຼາກຫຼາຍ
ລູກຄ້າຄົນໜຶ່ງ, ເຊິ່ງກຳລັງພັດທະນາຫຸ່ນຍົນຫຼາຍແກນ, ຕ້ອງການການສະໜັບສະໜູນ EtherCAT ແລະ ປະສິດທິພາບສູງໃນເວລາຈິງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການທົດສອບດ້ວຍແພລດຟອມ N97 ແລະ ໄດຣເວີ servo ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າວົງຈອນການສື່ສານ EtherCAT ບໍ່ສາມາດບັນລຸຕໍ່າກວ່າ 50μs, ເຊິ່ງສ້າງເປັນຈຸດແຂງທີ່ສຳຄັນສຳລັບການຜະລິດຈຳນວນຫຼາຍ.
ວິທີການເພີ່ມປະສິດທິພາບໃນເວລາຈິງ
ໂດຍການໃຊ້ແພລດຟອມ N97 ແລະ J6412, APQ ໄດ້ປະຕິບັດການປັບແຕ່ງແບບເຕັມຮູບແບບໃນເວລາຈິງໃນລະດັບລະບົບ. ຕົວຢ່າງຂະບວນການສຳລັບແພລດຟອມ N97:
1. OS ປ່ຽນໄປ Linux Xenomai Environment:
-
Ubuntu 20.04 + Linux Kernel 5.15
-
ການແກ້ໄຂແບບເວລາຈິງ: Xenomai 3.2 (ເຂົ້າກັນໄດ້ກັບ LinuxCNC)
-
ທົດສອບຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ສຳລັບຄວາມຕ້ອງການລຸ້ນເກົ່າຂອງລູກຄ້າ (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
ຂັ້ນຕອນການປັບແຕ່ງແບບເວລາຈິງ:
ກ) ການປັບແຕ່ງ BIOS
ຂ) ການເພີ່ມປະສິດທິພາບພາລາມິເຕີເຄີເນລໃນເວລາຈິງ (ECI)
ຄ) ການປັບແຕ່ງພາລາມິເຕີ Cmdline (ECI)
ງ) ການປັບແຕ່ງລະດັບລະບົບປະຕິບັດການຢ່າງເລິກເຊິ່ງ
ຈ) ການວັດແທກຄວາມຊັກຊ້າ/ການສັ່ນສະເທືອນ
2. ຂະບວນການທົດສອບແບບເວລາຈິງມາດຕະຖານ:
-
ເຄື່ອງມື:ໂມດູນທົດສອບຄວາມໜ่วงເວລາ, ການທົດສອບໂມງ, LinuxCNC
-
ເປົ້າໝາຍ:
-
ຄວາມໜ่วงເວລາ: ຄວາມໜ່ວງເວລາສູງສຸດ < 40μs
-
ການທົດສອບໂມງ: ດຣິຟ ≈ 0 (ຖັນທີ 3 ໃກ້ສູນໃນຜົນໄດ້ຮັບ)
-
-
ການປະຕິບັດ:ການທົດສອບຫຼາຍຮອບໃນທົ່ວຊຸດຮາດແວ (ລວມທັງ J6412 ເປັນການປຽບທຽບ)
ຜົນການທົດສອບ:
ພາຍໃຕ້ສະພາບແວດລ້ອມ Linux Xenomai, ເວລາຮອບວຽນການຄວບຄຸມ ແລະ jitter ໄດ້ຮັບການປັບປຸງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ຄວາມໜ່ວງເວລາຍັງຄົງຕໍ່າກວ່າ 40μs ຕະຫຼອດ, ໃນຂະນະທີ່ clocktest drift ເຂົ້າໃກ້ສູນ — ຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການຂອງແອັບພລິເຄຊັນ.
ຜົນໄດ້ຮັບຈາກການນຳໃຊ້ຕົວຈິງໃນໂລກຕົວຈິງ
ການຄວບຄຸມແຂນຫຸ່ນຍົນຫຼາຍແກນ
ສິ່ງທ້າທາຍ:
ການເຊື່ອມໂລຫະແບບຊິ້ງໂຄຣໄນສ໌ 8 ແກນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຊິ້ງໂຄຣໄນສ໌ລະດັບ μs; ວິທີແກ້ໄຂແບບດັ້ງເດີມເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຜິດພາດໃນການເລື່ອນ ແລະ ການໂຄຈອນ.
ການເພີ່ມປະສິດທິພາບ:
-
J6412 ພ້ອມດ້ວຍ Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2
-
4x Gigabit LAN ໂດຍກົງກັບ servo EtherCAT
-
ແກນປະມວນຜົນແບບເວລາຈິງທີ່ອຸທິດຕົນຂອງ Isolcpus
ຜົນໄດ້ຮັບ:
-
ຄວາມແມ່ນຍຳຂອງການຊິ້ງ:ການທົດລອງການເລື່ອນຂອງໂມງ ≤ 0.05μs; ຄ່າຜັນແປຂອງວິຖີການເຄື່ອນທີ່ສູງສຸດ < 0.1 ມມ
-
ການຮັບປະກັນແບບເວລາຈິງ:ການເຮັດວຽກຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ 72 ຊົ່ວໂມງ, ຄວາມໜ່ວງຊ້າສູງສຸດ ≤ 38μs
-
ການຫຼຸດຕົ້ນທຶນ:ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕໍ່າກວ່າ 35%, ພະລັງງານຕໍ່າກວ່າ 60% ເມື່ອທຽບກັບໂຊລູຊັ່ນ i5
ການຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວຂອງໝາຫຸ່ນຍົນສີ່ຕົວ
ສິ່ງທ້າທາຍ:
ຕ້ອງການການດຸ່ນດ່ຽງໄດນາມິກ 12 ຂໍ້ຕໍ່; ຄວາມຊັກຊ້າຂອງລະບົບເກົ່າ > 100μs ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມບໍ່ໝັ້ນຄົງ
ການເພີ່ມປະສິດທິພາບ:
-
N97 + Xenomai 3.2
-
PREEMPT_RT + ແພັດຊ໌ ECI
-
Cmdline ແຍກ 2 CPU cores ສຳລັບວຽກງານ servo
ຜົນໄດ້ຮັບ:
-
ຄວາມໜ່ວງຊ້າຕ່ຳ:ວົງຈອນການຄວບຄຸມພາຍໃນ 500μs, ຄວາມໜ່ວງຊ້າ ≤ 35μs
-
ຄວາມທົນທານ:ໃນການທົດສອບການຟື້ນຕົວ -20°C, jitter < ±8μs
-
ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍ:ເຊັນເຊີ IMU ຜ່ານ M.2; ປະຫຍັດພະລັງງານ 60% ເມື່ອທຽບໃສ່ກັບໂຊລູຊັ່ນທີ່ອີງໃສ່ i3
ຕົວເລືອກການນຳໃຊ້
ສຳລັບລູກຄ້າທີ່ມີຄວາມສາມາດດ້ານເຕັກນິກທີ່ສຸມໃສ່ປະສິດທິພາບໃນເວລາຈິງ, APQ ແນະນຳLinux + Xenomaiການນຳໃຊ້. ສຳລັບຜູ້ໃຊ້ສຸດທ້າຍທີ່ມັກຄວາມສະດວກສະບາຍທີ່ທັນສະໄໝ, APQ ຍັງສະເໜີຮູບພາບລະບົບທີ່ຕິດຕັ້ງລ່ວງໜ້າ ແລະ ໄດ້ຮັບການເພີ່ມປະສິດທິພາບແລ້ວດ້ວຍເອກະສານການແກ້ໄຂບັນຫາ — ຫຼຸດຜ່ອນອຸປະສັກໃນການນຳໃຊ້.
ໃນຂະນະທີ່ຫຸ່ນຍົນກຳລັງທົດແທນວຽກງານດ້ວຍມືຫຼາຍຂຶ້ນເລື້ອຍໆ,ລະບົບການຄວບຄຸມແບບເວລາຈິງ, ໝັ້ນຄົງ ແລະ ມີປະສິດທິພາບດ້ານຕົ້ນທຶນກາຍເປັນສິ່ງສຳຄັນຕໍ່ຄວາມສຳເລັດ. APQ ກຳລັງຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການນີ້ຜ່ານວິທີແກ້ໄຂຮາດແວ-ຊອບແວແບບປະສົມປະສານ ແລະ ຈະສືບຕໍ່ສຸມໃສ່ການປະມວນຜົນຂອບຫຸ່ນຍົນ ແລະ ການຄວບຄຸມການເຄື່ອນໄຫວ — ເສີມສ້າງຄວາມສາມາດໃຫ້ລູກຄ້າອຸດສາຫະກຳຫຼາຍຂຶ້ນດ້ວຍແພລດຟອມທີ່ຝັງຢູ່ຢ່າງໝັ້ນຄົງ, ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ປະສົມປະສານໄດ້ງ່າຍ.
ຖ້າທ່ານສົນໃຈບໍລິສັດ ແລະ ຜະລິດຕະພັນຂອງພວກເຮົາ, ກະລຸນາຕິດຕໍ່ຫາຕົວແທນຕ່າງປະເທດຂອງພວກເຮົາ, Robin.
Email: yang.chen@apuqi.com
WhatsApp: +86 18351628738
ເວລາໂພສ: 28 ກໍລະກົດ 2025