鴻道（Intewell）操作系統應用于PC-Based擴展運控板卡項目案例

案例背景

為了利用Windows生態，客戶通常選擇X86工控機作為上位機來運行HMI和視覺應用，并通過PCIe接口擴展運動控制板卡，以執行對實時性要求較高的運動控制算法。雖然該方案中的總線延遲較低，但Windows系統的非確定性特性會導致算法執行時出現較大的抖動，從而無法充分展現運控板卡的高性能優勢。

實踐概述

本項目向客戶提供了一套基于國產化技術的高性能運動控制解決方案，采用了Windows與鴻道（Intewell）的混合架構。通過鴻道Intewell-H實時擴展操作系統，我們特別分配了一個內核運行運動控制算法，以驅動PCIe運動控制卡完成EtherCAT通訊，而其他內核則用于運行客戶現有的非實時Windows系統應用。實時與非實時任務之間通過共享內存或虛擬網絡進行高效通信。此方案確保了Windows應用程序無需進行跨平臺移植，同時實現了非實時Windows系統與實時系統的分區隔離，即使非實時Windows端發生故障也不會影響實時業務的運行。此外，該架構還能支持多個RTOS實例，允許多個實時業務并行運行，從而提供更高的靈活性和可靠性。

應用效果

本方案成功解決了客戶在Windows系統下難以實現高實時性和高精度運動控制的問題，確保了運動控制算法應用的時間確定性和高實時性。同時，方案保留了客戶的Windows生態應用，實現了Windows應用的兼容性與實時運動控制的并行運行，滿足了客戶的需求。

本方案分區隔離，非實時應用如視覺等與實時運用如運動控制互不干擾，保證設備控制的穩定性；也彌補了Windows實時性差的缺陷，系統在最嚴苛強壓力環境下，總線任務定時抖動在任務周期（250us）的5%（12.5us）以內。

審核編輯 黃宇