迷你型实时目标机充当机器人控制器

不同的厂家、不同类型的机器人所采用的硬件架构和软件开发与运行环境都是不同的。

在硬件上，传统的机械臂控制器因为发展比较成熟，国内外各知名厂商如ABB、KUKA、固高等，大都采用X86芯片，芯片内加载实时操作系统如VxWorks、Windows RTX或RT Linux。而较新的移动机器人如AGV、无人机、无人驾驶车辆一般采用 PowerPC、Infineon、ARM Cortex等芯片，加载或不加载操作系统。

控制软件使用商用或开源的开发软件实现，种类更为繁多。商用付费开发软件如德国3S公司的CoDeSys、倍福的TwinCAT IDE、菲尼克斯PLCnext等。

开源控制软件如ROS、Orocos、OpenPLC、Beremiz等。设计语言有C、C++、Python等。控制软件设计完成之后，运行在专用的实时或非实时操作系统如VxWorks、QNX、Windows RTX、RT Linux等。

有些控制软件自带较为简单的调度程序如CoDeSys runtime，即使没有安装操作系统，也可完成简单的任务调度。

综合起来，现有机器人控制器存在很多问题：

• 开放性差

绝大多数的软件开发包括算法和驱动部分都需要开发人员进行大量手动编码，效率和错误率都比较高。一些商用软件在驱动配置上较为方便，但成本巨大，且应用层算法部分仍需要人工编码实现。软件结构及其逻辑结构依赖于处理器硬件，难以在不同的系统间移植。

• 扩展性差

由于结构的封闭性，难以根据需要对系统进行扩展，如增加传感器控制等功能模块。

新型机器人控制器应有以下特色：

这种流程采用统一的开发和测试平台: MATLAB/Simulink ，让产品开发从需求分析阶段就开始验证，并做到持续不断的验证和测试。

采用开放式软件，用户可以根据实际需要调用软件接口库，实现自定义开发或与第三方系统的连接。硬件上使用模块化、标准化设计，可以根据需要方便实现I/O扩充功能，使其适用不同类型机器人控制器的设计需求，不再受限于某一特定应用场景。

可以满足各种模拟量、数字量I/O接口以及各种机器人控制常用总线协议的连接。

随着自主运动机器人的发展，机器人控制器集成了如SLAM等机器视觉、运动规划、多轴运动控制等功能，这些功能需要有强大的CPU实现。

机器人控制器必须能在确定的时间内（微秒级）完成控制算法的执行和中断调度 ,并且可以使多个任务同时进行。

支持多种多样网络通讯协议，以便于实现资源共享或多台机器人协同工作。

Speedgoat是一家专门从事实时仿真系统开发和制造的国际化公司，总部位于瑞士伯尔尼。作为Mathworks的联营公司，自2007年创立伊始，Speedgoat即与Mathworks一道共同开发实时仿真测试整体解决方案。

Speedgoat实时目标机均基于MathWorks的实时操作系统Simulink Real-Time^™，无缝兼容 Matlab/Simulink^® 开发环境，是Mathworks官方的实时仿真和测试平台。

Speedgoat实时仿真系统，配合Mathworks的软件解决方案，能够保证用户在完整的基于模型的开发流程（MBD）中持续的确认和验证其设计，这些流程包括需求规范、离线仿真、快速控制原型（RCP）、硬件在环仿真（HIL）和部署等环节。

针对目前市场需求，尤其是紧凑的、可批量使用机器人控制器的需求，Speedgoat于2020年2月创新性地推出单元版实时目标机（Unit Target Machine）。

这是一款体积小（仅6cm*14cm*10cm）、质量轻（约800g）且坚固耐用的“迷你型”实时目标机，可提供多种IO接口扩展满足各种应用，特别适合对质量和尺寸要求严苛的应用场合。

如同其他版本的Speedgoat产品一样，单元版目标机经过专业的设计，用于运行、测试和部署基于Simulink平台开发的实时应用。

单元版实时目标机具有四核Intel 1.6GHz 处理器，可实时运行基于Simulink建立的实时仿真应用，配置SSD硬盘进行数据记录，2个千兆以太网接口，其中一个用于与上位机进行通信，另一个可支持基于以太网通信的各种协议，包含Real-Time UDP, XCP, TCP/IP, PTP IEEE1588和EtherCAT Master等协议，可安装不同的IO模块进行IO扩展，支持扩展温度范围-40℃~ +85℃。

除最新发布的单元版实时目标机外，Speedgoat还提供其他三种类型的实时目标机：

这些目标机配置不同的IO板卡和通讯板卡，可形成各种各样的机器人控制器或者机器人测试系统（用来测试机器人的设备）。

注：前排从左至右分别为基础版实时目标机、移动版实时目标机；后排为高性能实时目标机