近日,由东土科技、科学城(广州)信息科技集团联合投资的必一体育公司发布了适用于工业控制领域的业内领先的国产操作系统Windows实时扩展版本——Intewell-Win。
在工业领域,多数应用软件主要基于Windows操作系统进行部署。Windows属于非实时操作系统,无法满足工业控制和工业通讯领域对于部署高实时应用的要求。随着工业操作系统平台集成化程度加深,一款既能保留Windows原始功能,又可在平台部署基于RTOS端实时工业控制应用的操作系统已成为业内刚需。
Intewell-Win是基于Windows研发的可支持实时应用的国产操作系统,可使实时和非实时应用在同一个硬件上同时运行,填补了传统Windows操作系统无法开展实时性应用的技术空白,并打破该技术长期被国外垄断的现状。
主要应用场景:
1. CNC数控系统
在CNC数控系统领域,一台铣床的CNC控制、HMI、PLC及简单插补的控制都需要独立运行的RTOS独立硬件平台。采用Intewell-Win,可以将CNC控制、PLC和简单插补控制分别运行在两个相互隔离的RTOS中,在Windows上开发HMI,各系统间采用共享内存进行高速通信,以提高性能并节约成本。
2. 机器人控制系统
随着机器人智能化程度增加,外围智能设备冗杂,系统间交互数据愈发庞大,多维视觉系统、触觉感知系统等传感系统的加入,使整个机器人控制系统架构变得臃肿,设备网络复杂,集成难度加大,性价比极低。采用Intewell-Win,将不同机器人业务部署到一台硬件设备中,一个RTOS实时系统运行机器人专用控制,另一个RTOS对用户开发运行PLC或运动控制,方便客户集成机器人周边应用,Windows系统运行机器视觉和上层虚拟化应用。
3. 类似激光行业等需要机器视觉和运动控制高度结合的应用场景
现有的工业相机通讯接口大多数支持Windows驱动,机器视觉大量的数据先天性的导致其无法在RTOS端处理,在RTOS端加载太多数据,会导致更多的不稳定性,而Windows丰富的图像算法库则可以对这些问题更好地进行处理。比如,在激光行业中,激光系统图形化应用软件主要基于Windows运行,为了实现高精高速的作业,可部署Intewell-Win,利用Intewell-Win实时和非实时通讯机制,将Windows端处理结果通知RTOS端,并利用RTOS端做实时控制,实现机器视觉+运动控制的高度结合。
Intewell-Win技术特性
(Intewell-Win系统架构)
1. 多业务融合
Intewell-Win继承了Intewell多融合的特性,可在Windows上运行可提供高实时性应用的RTOS。Intewell-Win支持一个CPU核心同时运行多个RTOS,并确保多个RTOS能按用户要求以确定性的时间运行,此外在发生突发事件时,还能满足特定RTOS抢占处理。
在开发PC-Base控制器中集成Windows+RTOS的应用,可以将非实时应用(HMI、机器视觉、工业AI、边缘计算)与实时应用(PLC控制、运动控制、机器人控制、CNC控制)集成到一个硬件平台,以减少控制器数量,节约成本。
2. 多重部署
Intewell-Win可凭借多种部署方式,应对复杂的应用需求。
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CPU核心足够时,可以每个CPU核心运行1个RTOS;
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需要Windows保留更多性能时,所有RTOS可以在1个CPU核心上运行;
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需要拥有更多算力时,RTOS还能以SMP模式运行,成倍提升算力。
3. 支持Windows和RTOS安全隔离
Intewell-Win具备完善的资源隔离技术,可完全隔离IO控制器,保障Windows发生蓝屏等系统故障时RTOS端可以继续运行,并能收到Windows蓝屏的事件通知,以执行相关的安全策略。
4. 集成多种开发工具
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提供Toolbox工具对实时系统进行操作,相比传统虚拟化系统,用户可以直接使用分配给Windows的硬件设备,减少设备透传限制问题;
(Toolbox工具)
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提供图形化抖动测试工具Intewell-Win System Latency,以评估RTOS平台的实时性;
(Intewell-Win System Latency)
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提供Eclipse的Intewell Developer集成开发环境,不仅可以做上层应用程序开发,还可进行系统参数配置,Windows和RTOS硬件资源配置等。
(Eclipse的Intewell Developer集成开发环境)
5. 支持多种生态软件
Intewell-Win除了兼容Windows生态外,在RTOS端也可以支持IEC61131-3标准的运行环境,如国产MaVIEW软件、3S公司的Codesys软件,支持Canopen、EtherCAT的协议栈,丰富的RTOS API接口(进程,线程,套接字,posix,win32 API),支持C ++ STL、eigen等第三方标准库,方便进行应用移植和开发。