Sa mga teknolohikal na tagumpay at pagtutulungan sa buong industriya, ang 2025 ay malawak na nakikita bilang "Taon ng Robotics." Ang buong industriya ng robotics ay nakakaranas ng sumasabog na paglaki, na may magkakaibang mga sitwasyon ng aplikasyon na nagtutulak ng magkakaibang mga teknolohikal na landas at hinihingi para sa parehong software at hardware. Dahil dito, iba-iba ang mga kinakailangan at pamamaraan ng pagpapatupad para sa real-time na kontrol sa paggalaw. Gamit ang malalim na pag-unawa sa sektor ng robotics, nakabuo ang APQ ng mga naka-target na real-time control optimization solution.
01
Diverging Robotic Technology Routes & Processing Platform Selection
Ang mga bipedal na humanoid robot ay nagtatampok ng mala-tao na disenyo na napakahusay sa kakayahang umangkop sa mga kumplikadong terrain at buong katawan na pinag-ugnay na mga operasyon. 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 control cycle hanggang 1000Hz. Gumagamit ang APQ ng mga high-performance na X86 processor na may software tuning para matugunan ang mga real-time na hinihinging 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 higit na mga pakinabang sa pagkontrol sa gastos, kahusayan sa paggalaw, at buhay ng baterya. Ang mga ito ay karaniwang may humigit-kumulang 30 degrees ng kalayaan at mas mababang demand para sa real-time na computing, ngunit mas sensitibo sa paggamit ng kuryente. Para sa kategoryang ito, ang APQ ay gumagamit ng mga low-power, murang mga platform gaya ng Intel® N97 o J6412 upang bumuo ng mga kumpletong solusyon. Binabalanse nito ang power efficiency at gastos habang ginagamit ang mayamang development ecosystem ng X86 platform para matugunan ang mahigpit na mga kinakailangan para sa real-time na performance, stability, integration, at compactness ng control system.
02
Pag-aaral ng Kaso ng EtherCAT Real-Time Control Optimization ng APQ
Background ng Application
Karaniwang ginagamit ang mga robot na may gulong/base sa kumplikadong kontrol ng trajectory, multi-axis linkage, vision-guided motion, at mga katulad na application. Dapat suportahan ng kanilang mga sistema ng kontrol ang:
-
EtherCAT high-speed bus na komunikasyonpara sa naka-synchronize na servo control
-
Mahirap na real-time na OSpara sa sub-millisecond na tugon
-
Compact na pang-industriya na disenyoangkop para sa masikip na mga kable o espasyo sa cabinet
-
Mga napapalawak na portkabilang ang maraming serial at LAN port para sa magkakaibang peripheral integration
Ang isang kliyente, na bumubuo ng multi-axis na robot, ay nangangailangan ng suporta sa EtherCAT at mataas na real-time na pagganap. Gayunpaman, ang pagsubok sa platform ng N97 at mga driver ng servo ay nagpakita na ang cycle ng komunikasyon ng EtherCAT ay hindi maaaring umabot sa ibaba 50μs, na lumilikha ng isang kritikal na bottleneck para sa mass production.
Real-Time na Optimization Approach
Gamit ang N97 at J6412 na mga platform, ang APQ ay nagsagawa ng buong system-level real-time tuning. Halimbawang proseso para sa N97 platform:
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 pagiging tugma para sa legacy na pangangailangan ng kliyente (Kernel 4.19 + Xenomai 3.1)
Mga Hakbang sa Real-Time na Pag-tune:
a) Pag-tune ng BIOS
b) Real-time na kernel parameter optimization (ECI)
c) Pag-tune ng parameter ng Cmdline (ECI)
d) Malalim na pagpapasadya sa antas ng OS
e) Pagsusukat ng Latency/Jitter
2. Karaniwang Real-Time Testing Workflow:
-
Mga tool:Latency, Clocktest, LinuxCNC test modules
-
Mga target:
-
Latency: Max na pagkaantala < 40μs
-
Clocktest: Drift ≈ 0 (3rd column malapit sa zero sa resulta)
-
-
Pagpapatupad:Maramihang pag-ikot ng pagsubok sa mga batch ng hardware (kabilang ang J6412 bilang paghahambing)
Resulta ng Pagsubok:
Sa ilalim ng Linux Xenomai environment, ang control cycle time at jitter ay makabuluhang napabuti. Ang latency ay nanatiling mas mababa sa 40μs sa kabuuan, habang ang clocktest drift ay lumalapit sa zero — nakakatugon sa mga kahilingan sa aplikasyon.
Real-World Application Outcomes
Multi-Axis Robotic Arm Control
Hamon:
Ang 8-axis na naka-synchronize na welding ay nangangailangan ng μs-level sync; ang mga tradisyunal na solusyon ay nagdulot ng drift at trajectory error.
Pag-optimize:
-
J6412 na may Ubuntu 20.04 + Xenomai 3.2
-
4x Gigabit LAN direkta sa EtherCAT servo
-
Ang Isolcpus ay nakatuon sa real-time na mga core ng pagproseso
Mga resulta:
-
Katumpakan ng Pag-sync:Clocktest drift ≤ 0.05μs; Max trajectory deviation < 0.1mm
-
Real-Time na Assurance:72h tuloy-tuloy na operasyon, peak latency ≤ 38μs
-
Pagbawas ng Gastos:35% mas mababang gastos, 60% mas mababa ang kapangyarihan kaysa sa i5 solution
Quadruped Robot Dog Motion Control
Hamon:
Ang 12-joint dynamic na pagbabalanse ay nangangailangan ng μs-level na feedback; legacy system latency > 100μs nagdulot ng kawalang-tatag
Pag-optimize:
-
N97 + Xenomai 3.2
-
PREEMPT_RT + ECI patch
-
Ang Cmdline ay naghiwalay ng 2 CPU core para sa mga gawaing servo
Mga resulta:
-
Mababang Latency:Control cycle sa loob ng 500μs, latency ≤ 35μs
-
Katatagan:Sa -20°C recovery test, jitter < ±8μs
-
Pagpapalawak:IMU sensor sa pamamagitan ng M.2; 60% power savings sa i3-based na solusyon
Mga Pagpipilian sa Pag-deploy
Para sa mga kliyenteng may kakayahang teknikal na nakatuon sa real-time na pagganap, inirerekomenda ng APQLinux + Xenomaideployment. Para sa mga end-user na mas gusto ang out-of-box na kaginhawahan, nag-aalok din ang APQpaunang na-install at na-optimize na mga imahe ng systemna may dokumentasyon ng pag-debug — pagpapababa ng mga hadlang sa pag-deploy.
Habang pinapalitan ng mga robot ang mga manu-manong gawain,real-time, stable, at cost-effective na mga control systemmaging kritikal sa tagumpay. Natutugunan ng APQ ang pangangailangang ito sa pamamagitan ng pinagsama-samang mga solusyon sa hardware-software at patuloy na palalalimin ang pagtuon nito sa robotic edge computing at motion control — na nagbibigay-kapangyarihan sa mas maraming pang-industriya na kliyente na may matatag, mahusay, at madaling pinagsamang 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 post: Hul-28-2025