Dahil sa mga tagumpay sa teknolohiya at kolaborasyon sa buong industriya, ang 2025 ay malawakang itinuturing na "Taon ng Robotics." Ang buong industriya ng robotics ay nakakaranas ng mabilis na paglago, na may iba't ibang senaryo ng aplikasyon na nagtutulak sa magkakaibang landas at pangangailangan sa teknolohiya para sa parehong software at hardware. Dahil dito, ang mga kinakailangan at pamamaraan ng pagpapatupad para sa real-time na pagkontrol ng paggalaw ay nag-iiba-iba. Gamit ang malalim na pag-unawa sa sektor ng robotics, ang APQ ay bumuo ng mga naka-target na solusyon sa pag-optimize ng real-time na kontrol.
01
Paglihis ng mga Ruta ng Teknolohiya ng Robot at Pagpili ng Plataporma sa Pagproseso
Ang mga bipedal humanoid robot ay nagtatampok ng disenyong mala-tao na mahusay sa pag-aangkop sa masalimuot na lupain at mga operasyong koordinado sa buong katawan. Ang mga robot na ito ay karaniwang nangangailangan ng 38 hanggang 70 axes ng motion control, na nangangahulugang napakataas na real-time na mga kinakailangan at mga cycle ng kontrol hanggang 1000Hz. Gumagamit ang APQ ng mga high-performance na X86 processor na may software tuning upang matugunan ang mga real-time na pangangailangang ito.
Sa kabaligtaran, ang mga robot na may gulong o base-type ay gumagamit ng mas magaan na disenyo ng chassis, na nag-aalok ng mas malaking bentahe sa pagkontrol ng gastos, kahusayan sa paggalaw, at buhay ng baterya. Karaniwang may humigit-kumulang 30 degrees of freedom ang mga ito at mas mababang demand para sa real-time computing, ngunit mas sensitibo sa pagkonsumo ng kuryente. Para sa kategoryang ito, gumagamit ang APQ ng mga low-power at low-cost na platform tulad ng Intel® N97 o J6412 upang bumuo ng mga kumpletong solusyon. Binabalanse nito ang kahusayan sa kuryente at gastos habang ginagamit ang mayamang development ecosystem ng platform ng X86 upang matugunan ang mahigpit na mga kinakailangan para sa real-time na pagganap, katatagan, integrasyon, at pagiging compact ng control system.
02
Pag-aaral ng Kaso ng Pag-optimize ng Real-Time na Kontrol ng EtherCAT ng APQ
Kaligiran ng Aplikasyon
Ang mga robot na may gulong/base ay karaniwang ginagamit sa kumplikadong pagkontrol ng trajectory, multi-axis linkage, vision-guided motion, at mga katulad na aplikasyon. Ang kanilang mga sistema ng kontrol ay dapat sumusuporta sa:
-
Komunikasyon ng high-speed bus ng EtherCATpara sa naka-synchronize na kontrol ng servo
-
Mahirap na real-time na OSpara sa tugon na sub-millisecond
-
Disenyong pang-industriya na siksikangkop para sa masikip na mga kable o espasyo sa kabinet
-
Mga napapalawak na portkabilang ang maraming serial at LAN port para sa magkakaibang peripheral integration
Isang kliyente, na bumubuo ng isang multi-axis robot, ang nangailangan ng suporta sa EtherCAT at mataas na real-time na pagganap. Gayunpaman, ipinakita ng pagsubok gamit ang N97 platform at servo drivers na ang communication cycle ng EtherCAT ay hindi maaaring umabot sa ibaba ng 50μs, na lumilikha ng kritikal na bottleneck para sa malawakang produksyon.
Pamamaraan sa Pag-optimize sa Real-Time
Gamit ang mga platapormang N97 at J6412, isinagawa ng APQ ang buong real-time tuning sa antas ng sistema. Halimbawang proseso para sa platapormang N97:
1. Lumipat ng OS sa Linux Xenomai Environment:
-
Ubuntu 20.04 + Linux Kernel 5.15
-
Real-time na patch: Xenomai 3.2 (tugma sa LinuxCNC)
-
Sinubukan ang compatibility para sa legacy need ng kliyente (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
Mga Hakbang sa Pag-tune sa Real-Time:
a) Pag-tune ng BIOS
b) Pag-optimize ng parameter ng kernel sa totoong oras (ECI)
c) Pag-tune ng parameter ng Cmdline (ECI)
d) Malalim na pagpapasadya sa antas ng OS
e) Mga sukat ng latency/jitter
2. Karaniwang Daloy ng Pagsubok sa Real-Time:
-
Mga Kagamitan:Mga module ng pagsubok sa Latency, Clocktest, LinuxCNC
-
Mga Target:
-
Latency: Pinakamataas na pagkaantala < 40μs
-
Pagsubok sa Orasan: Pag-anod ≈ 0 (ika-3 kolum na malapit sa sero ang resulta)
-
-
Pagpapatupad:Maraming round ng pagsubok sa iba't ibang batch ng hardware (kabilang ang J6412 bilang paghahambing)
Resulta ng Pagsusulit:
Sa ilalim ng kapaligirang Linux Xenomai, ang oras ng control cycle at jitter ay bumuti nang malaki. Ang latency ay nanatiling mababa sa 40μs sa kabuuan, habang ang clocktest drift ay lumapit sa zero — na natutugunan ang mga pangangailangan ng aplikasyon.
Mga Resulta ng Aplikasyon sa Tunay na Mundo
Kontrol ng Robotic Arm na May Maraming Axis
Hamon:
Ang 8-axis synchronized welding ay nangailangan ng μs-level sync; ang mga tradisyunal na solusyon ay nagdulot ng mga error sa drift at trajectory.
Pag-optimize:
-
J6412 na may Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2
-
4x Gigabit LAN direkta sa EtherCAT servo
-
Mga real-time processing core na nakalaang Isolcpus
Mga Resulta:
-
Katumpakan ng Pag-sync:Pag-anod sa orasan ≤ 0.05μs; Pinakamataas na paglihis ng trajectory < 0.1mm
-
Pagtitiyak sa Tunay na Oras:72 oras na tuloy-tuloy na operasyon, peak latency ≤ 38μs
-
Pagbabawas ng Gastos:35% na mas mababang gastos, 60% na mas kaunting lakas kaysa sa solusyong i5
Kontrol sa Paggalaw ng Aso na May Apat na Robot
Hamon:
Nangangailangan ng μs-level feedback ang 12-joint dynamic balancing; ang legacy system latency na > 100μs ay nagdulot ng instability
Pag-optimize:
-
N97 + Xenomai 3.2
-
PREEMPT_RT + patch ng ECI
-
Naghiwalay ang Cmdline ng 2 CPU core para sa mga gawain sa servo
Mga Resulta:
-
Mababang Latency:Ikot ng kontrol sa loob ng 500μs, latency ≤ 35μs
-
Katatagan:Sa -20°C na pagsubok sa pagbawi, jitter < ±8μs
-
Pagpapalawak:IMU sensor gamit ang M.2; 60% na pagtitipid sa kuryente kumpara sa solusyong nakabatay sa i3
Mga Opsyon sa Pag-deploy
Para sa mga kliyenteng may kakayahang teknikal na nakatuon sa real-time na pagganap, inirerekomenda ng APQLinux + Xenomaipag-deploy. Para sa mga end-user na mas gusto ang out-of-box na kaginhawahan, nag-aalok din ang APQmga pre-installed at na-optimize na imahe ng systemgamit ang dokumentasyon sa pag-debug — pagpapababa ng mga hadlang sa pag-deploy.
Habang ang mga robot ay lalong pumapalit sa mga manu-manong gawain,mga sistema ng kontrol na real-time, matatag, at matipidnagiging mahalaga sa tagumpay. Natutugunan ng APQ ang pangangailangang ito sa pamamagitan ng pinagsamang mga solusyon sa hardware-software at patuloy na palalalimin ang pokus nito sa robotic edge computing at motion control — na nagbibigay-kapangyarihan sa mas maraming industriyal na kliyente gamit ang matatag, mahusay, at madaling maisamang mga naka-embed na platform.
Kung interesado ka sa aming kumpanya at mga produkto, huwag mag-atubiling makipag-ugnayan sa aming kinatawan sa ibang bansa, si Robin.
Email: yang.chen@apuqi.com
WhatsApp: +86 18351628738
Oras ng pag-post: Hulyo 28, 2025