在現代工業自動化領域，軟 PLC （Soft PLC）正如同一條靈活的“數字神經”，將傳統機械的“肌肉”（硬件設備）與智能化的“大腦”（軟件算法）緊密連接，賦予生產線更敏捷的執行能力和更智慧的決策能力。

傳統 PLC 在實現穩定、高效的標準化流程方面表現出色，是傳統大規模生產的理想選擇。而當面對日益增長的柔性化、個性化以及智能化生產需求時，其固定的硬件邏輯則顯現出一定的適應性限制。而軟 PLC 則像“可編程芯片”，能隨時調整邏輯，支持小批量、多品種的柔性制造。此外，傳統 PLC（OT 領域）相對封閉獨立，而軟 PLC 天然適配 IT 系統（如 MES 、ERP ），讓工廠數據無縫流動，可實現 IT 與 OT 的“跨界融合”。

翼輝軟 PLC 技術方案概覽

翼輝軟 PLC 方案可快速實現從嵌入式板卡到 PLC 產品的轉化，其秘訣在于翼輝日積月累的標準化 BSP（板級支持包） 平臺以及成熟擴展性強的 IGC SDK （軟件開發工具包）：

硬件抽象與標準化

通過 BSP 層屏蔽底層硬件差異，使同一套 PLC 控制邏輯可適配不同嵌入式板卡，實現 “硬件可替換、軟件可復用” 的軟 PLC 架構。

快速開發與靈活擴展

IGC SDK 提供符合 IEC 61131-3 標準的編程環境，支持用戶基于高級語言擴展自定義功能塊，滿足復雜控制需求。

實時性與可靠性保障

結合大型實時操作系統（如 SylixOS） 和硬件加速，確保控制周期達 μs 級，滿足高精度運動控制場景。

開放生態與工業互聯

以翼輝自研 VSOA 分布式軟總線為核心，構建開放、統一的互聯底座。VSOA 突破傳統工業協議局限，實現設備、系統與服務的跨協議（支持 Modbus、PROFINET、EtherCAT 等工業協議）、跨地域、跨平臺實時數據互通與功能協同，依托翼輝自主技術棧，實現從端到云、從實時控制到智能分析的統一連接與開放基礎。

翼輝 IGC1503 ：軟硬協同的典型范例

翼輝 IGC 系列控制器就是軟 PLC 方案的成功落地產品，以 IGC1503 為代表，這是一款翼輝信息基于 SylixOS 大型實時操作系統的軟 PLC 運行時環境，與自主設計的工業硬件平臺進行深度協同優化的典范之作。實現了從操作系統層、運行時層到硬件層的全棧技術整合，為用戶提供了一個高性能、高確定性、高度集成的一體化控制解決方案。

翼輝 IGC1503 電氣拓撲圖

翼輝 PLC 解決方案

01靈魂：軟 PLC 技術與實時內核深度融合

硬實時保障的確定性：SylixOS 作為國產大型硬實時操作系統，提供了微秒級的中斷響應和任務切換精度。這為軟 PLC 的掃描周期、運動控制循環提供了極其嚴格的時間確定性保障，實現了任務抖動穩定在 ±10μs 以內的卓越性能。

內核級總線協議棧：關鍵的工業網絡協議（如 EtherCAT ）以內核態驅動或內核模塊的形式直接運行在 SylixOS 中。這種架構消除了用戶態與內核態之間的數據拷貝和上下文切換開銷，使得協議棧的處理延遲更低、效率更高，是實現高精度同步運動控制（如 32 軸同步）的技術基石。

02軀體：為軟 PLC 量身定制的硬件架構

處理器資源的硬隔離與專核專用：搭載國產四核 1.2GHz 處理器并非簡單并行處理。在系統設計上，這種“專核專用”的設計從硬件層面消除了任務間干擾，是實現超高實時性的根本保證。

硬件與軟件的協同優化：硬件平臺上的 FPGA 或專用通信協處理器 與 SylixOS 內核驅動深度配合，負責處理 EtherCAT 幀的精確收發、分布式時鐘（ DC ）的同步校準等高速硬件操作，極大減輕了 CPU 的負載，進一步提升了整體性能和確定性。

擴展架構的深度集成：其強大的本地 I/O 擴展能力（最大支持 32 個模塊），背板總線與 SylixOS 的設備管理框架、軟 PLC 的 I/O 映射服務緊密集成，使得擴展 I/O 的刷新周期能夠被納入統一的實時任務調度中，確保所有分布式 I/O 點的數據都能在確定的周期內完成與控制器內存的同步。

翼輝信息“軟 PLC ”技術架構

翼輝信息的方案具備開放性與靈活性，極大限度地讓用戶無需依賴特定品牌的專用硬件，即可使用符合 IEC 61131-3 標準的編程環境（如 CODESYS ）進行程序開發，享受軟件迭代升級的便利和豐富的生態系統。通過軟硬件垂直整合，獲得了媲美硬 PLC 的確定性性能和工業級可靠性，也克服了傳統軟 PLC 方案在穩定性和環境適應性上的不足。

翼輝 IGC SDK 核心優勢解析

基于翼輝自研的 SylixOS 實時操作系統， IGC SDK 具備以下核心優勢：

01適配多樣硬件架構：

覆蓋 ARM32/64、x86/x64、MIPS32/64 、LoongArch、RISC-V32/64 等主流及國產芯片架構，實現真正的“一次開發，多平臺部署”。

02開箱即用的 BSP 生態：

? 提供標準化 BSP 庫，客戶可直接復用現成驅動支持，大幅縮短硬件適配周期

? 依托翼輝十年以上 BSP 開發經驗，針對國產芯片提供深度優化支持（如內存管理/中斷響應專項調優）

? 支持工具鏈自動適配，同一套代碼可通過不同編譯器無縫移植到目標架構

03國產化全棧技術保障：

? 自主可控內核：從操作系統到 BSP 層實現 100% 國產化，規避供應鏈風險

? 實時性保障：通過時間確定性調度、綁核隔離等技術，確保工業場景 μs 級響應

04翼輝 IGC SDK 可幫助客戶：

? 縮短硬件適配周期

? 直接復用現有 BSP +工具鏈，可實現國產芯片兼容性驗證成本大幅降低

? 持續提供 BSP 升級與安全補丁，滿足客戶全生命周期維護保障

? BSP 已基于多個國產平臺架構完成驗證

SylixOS 對實時性任務調度的優化

SylixOS 采用 1000Hz 的默認 Tick 頻率，通過精細的實時任務調度機制確保系統響應確定性。在執行周期任務時，系統會智能區分任務特性：

對于執行時間短于 1ms 的關鍵高優先級任務，系統將保持其獨占 CPU 核心持續運行，避免任務切換帶來的性能損耗；而對于執行時間超過 1ms 的任務，則采用嚴格的優先級搶占式調度策略——系統始終優先執行高優先級任務，僅當高優先級任務進入等待狀態時，才會利用時間間隙執行低優先級任務。

這種分級調度機制既保障了關鍵實時任務的微秒級響應能力，又實現了系統計算資源的高效利用，完美平衡了實時性和系統吞吐量的需求。

SylixOS 實時任務調度調優示意圖

ACOINFO

1.Cache 優化：在正常的任務調度過程中，任務上下文切換會觸發較多的刷 cache 操作，這些 cache 操作會導致任務的抖動增大。SylixOS 可以通過優化不同平臺的 cache 以及適配 CPU 架構內部的緩存分區功能（如 ARM DSU），能夠大大降低 cache 所導致的抖動問題。

2.RMS（Rate Monotonic Scheduling）速率單調調度算法 + FIFO （First-In-First-Out）調度策略：PLC 的任務調度具有鮮明的周期性特征——絕大多數任務像鐘表齒輪一樣規律運轉，執行邏輯和耗時相對穩定。針對這一特點，我們采用 RMS（速率單調調度） 作為優先級分配策略，確保周期越短的任務優先級越高；同時結合 FIFO（先進先出） 的隊列管理方式，讓高優先級任務如同“緊急通道”上的車輛，隨時搶占低優先級任務的執行權。這種組合策略的優勢在于：

? 強實時保障：高優先級任務（如高速IO采集）總能“插隊”執行，確保關鍵操作的時效性；

? 抗過載設計：當系統負載激增時，允許低優先級任務（如日志記錄）被直接“拋棄”，避免無謂的上下文切換拖累整體響應，從而消除高優先級任務的執行抖動；

? 確定性調度：任務像流水線上的工件一樣嚴格按優先級順序處理，使得系統行為高度可預測，契合PLC對穩定性的苛刻要求。

3.任務綁核與核親和性配置：在實時系統中，任務調度就像一場精密的交通管制——核心綁定（CPU pinning） 確保關鍵任務獨占專屬“車道”，而強核親和性（strict affinity） 則像設置了一道隔離護欄，阻止無關任務闖入干擾。通過設置SCHED_FIFO + cpuset強制隔離，使綁定的核心僅服務實時任務，普通任務甚至內核線程都無權“借道通行”；也避免因其他任務刷cache 導致的冷啟動抖動。

4.支持 TSN 解決方案：SylixOS 對 TSN（時間敏感網絡）協議族的支持，從網絡通信底層對實時操作系統能力的根本強化，為最關鍵的實時任務提供了納秒級抖動、微秒級同步、無縫冗余的高可靠通信能力。SylixOS 將 TSN 協議棧（特別是 802.1AS 和 802.1Qbv）深度集成于內核網絡棧，并與自身的高精度時鐘中斷和任務調度器緊密耦合。可以在關鍵數據包發送/接收的時間窗口到來前，優先調度相應的通信任務，確保其能及時獲得 CPU 資源，處理網絡數據，從而消除操作系統調度帶來的抖動，實現“端到端”的確定性。（了解更多，點擊查看 TSN 全文介紹：時間敏感性網絡 TSN 助力用戶消除兩大難題——SylixOS 網絡版圖再添新成員）

5. 實時網卡優化：標準化：SylixOS 網絡驅動框架預留了輪詢收發接口，作為實時性協議棧進行周期調用。實時性：具備專業成熟的網絡驅動開發經驗，此外針對網卡實時性優化已經有一套標準化的優化流程，可以針對不同的網絡驅動進行實時性優化。

以專業開發實力，筑牢客戶價值根基

伴隨工業 4.0 的到來，我們相信未來工業控制將從“單一機械臂”進化到“全身協同的智能體”，既需要硬 PLC 提供可靠“軀干”，也需要軟 PLC 編織智慧“神經網絡”，共同推動工業自動化邁向更開放、更智能的時代。

為滿足不同客戶的多元需求，翼輝信息團隊將依托全國產化工控數字基臺以及豐富的行業實戰經驗，秉持長期深度合作理念，推出了多種靈活適配的商業模式：

許可證模式，降低起步門檻：中小型設備制造商以及需要從其他平臺遷移的客戶可通過購買操作系統軟件許可證方式，以相對較低的成本迅速打造自身產品系列。

標準化 IGC SDK，快速入門：提供軟硬件一體化方案和標準化 IGC SDK 。工業自動化上下游渠道商可直接部署驗證控制器系統及 PLC 編程平臺。通過實際運行測試，精準評估技術方案與業務需求的匹配度，避免立項階段的盲目投入。

委托專業開發，高效達成目標：國內自動化廠商應對國產化替代等高安全、高可靠應用領域，需聯合開展全新產品定義的相關項目集成廠商，可選擇將控制器系統以及 PLC 編程軟件開發平臺的定制服務，全權委托翼輝信息，團隊憑借專業的技術能力與豐富的項目經驗，精準把握廠商需求，助力廠商實現定制開發目標，少走彎路。

提供即裝即用的工業級產品：預裝 IGC 產品系列經過嚴格驗證的 SylixOS 實時系統與 CODESYS 開發環境，國產化自動化設備制造商、項目集成商開箱即可投入生產部署。翼輝提供從硬件維護、軟件升級到安全補丁的持續支持，確保設備符合 IEC 61131-3 工業標準。