工业运动控制:软件比硬件创造更多的价值

嵌入式oem——特别是那些产品具有复杂的人机界面(HMIs)、管理多个运动程度、需要硬实时操作的oem——传统上依赖现场可编程门阵列(fpga)和数字信号处理器(dsp)来满足机器视觉和运动控制应用的精度和性能要求。

如今，这种以硬件为中心的模式正经受着严格的审查，因为整车厂面临着越来越大的市场压力，需要削减成本、提高质量和差异化产品。

通过采用基于软件的控制(软控制)架构，oem有机会做到这三点。他们可以通过显著提高产量/吞吐量和缩短上市时间来区分产品和提高竞争力。他们还可以减少材料清单(BOM)成本，并在简化和简化开发、可用性和培训的同时减少计算占用。

在不断变化的技术世界中，一些重要的进步正在促使人们重新思考传统的机器视觉和运动控制系统架构。支持这种颠覆的主要趋势包括:

• 日益强大的x86处理器技术
• 重新承诺商用现货(COTS)硬件和软件
• 基于cots的现场总线的进展和可用性
• 系统设计中组件的收敛性
• 物联网(IoT)和工业4.0的出现以触摸为中心的可用性和运动传感技术

尽管利用这些趋势有几种相互竞争的方法，但基于软件的控制体系结构已成为领先者。

通过采用软控制架构，原始设备制造商可以通过显著提高产量/吞吐量和缩短上市时间来区分他们的产品，提高竞争力。

通过利用基于x86的多核体系结构上的硬实时对称多处理(SMP)支持，以及与Microsoft Windows环境的紧密集成，oem可以利用多功能软控制体系结构，将控制逻辑从专门的硬件组件转移到软件中。例如，针对可编程逻辑控制器(plc)、运动控制和机器视觉系统，传统上在dsp或fpga上编译和运行的C/ c++源代码逻辑可以移植到针对实时操作系统(RTOS)或Microsoft Windows的实时扩展。结果是一个硬实时的、支持smp的应用程序，它直接运行在x86上，不需要FPGA或DSP来执行逻辑。

该软件组件运行在多核商用x86处理器上，并使用开放标准和标准通信体系结构，如USB和实时以太网。IntervalZero针对Windows的RTX64 SMP实时软件扩展是软控制体系结构的几个关键组件之一。通过启用硬实时、可扩展的SMP，利用Windows和多核，RTX64允许机床oem提高产量和吞吐量;缩小计算空间;并大幅降低他们和客户的成本。

复杂硬实时系统产品差异化的来源

在设备设计中，真正的价值——知识产权和产品差异化的来源——是执行任务时所执行的逻辑。它在DSP、FPGA或x86处理器上的表现已经不像以前那么重要了。根据应用程序的不同，该逻辑可以在DSP或FPGA硬件中捕获——例如PLC中的梯形逻辑——也可以作为运行在x86芯片上的C/ c++程序中的软件算法捕获。

实现逻辑的平台和体系结构取决于几个重要的需求，包括形式因素、性能和用户体验。

对于许多实时系统来说，性能需求历来受到严格限制，以至于fpga和dsp是实现逻辑的唯一可行选择。因此，这种架构是注定的。即使程序员可以通过使用集成开发环境(如针对x86处理器的Microsoft Visual Studio)提高10倍的工作效率，除非最终产品能够满足性能要求，否则使用更高效的环境在业务上没有意义。

在过去的十年中，基于x86的硬实时系统以稳定的速度增长，因为公司致力于基于软件的硬实时。例如，西门子的Simatic WinAC RTX PLC就做到了这一点。但fpga和dsp在运动控制或其他复杂、高精度和高性能系统的硬实时方面继续统治着市场。现在情况已经不同了。先进的技术使得整车厂能够部署突破性的软控制架构，从而改变游戏规则。

改变嵌入式系统的竞争基础
如前所述，嵌入式行业有五个明显的趋势，推动原始设备制造商转向软控制架构。虽然利用这些趋势中的一种确实可以给机器设计师带来竞争优势，但当综合考虑时，它们可以明显地区别于所有竞争对手。

一旦了解了这些趋势，就更容易看到软控制架构是如何实现的，以及它为什么如此有效。

推进x86芯片技术
在很长一段时间里，性能需求超过了嵌入式实时系统的所有其他需求。通过满足非常严格的性能指南来满足产量和质量要求是最优先考虑的。如果工具不能像设计的那样运行，那么人机界面如何就不重要了。通常，性能和精度的要求是如此严格，以至于只有应用特定的集成电路(ASIC)， DSP或FPGA芯片可以考虑硬实时处理的要求。

此外，由于实时组件是隔离的，以便在dsp、fpga和实时操作系统上执行任务关键逻辑，如果需要复杂的用户界面，机器设计者将不得不添加一个依赖于通用操作系统(GPOS)的操作员工作站。换句话说，该体系结构在两层客户端(GPOS) /服务器(RTOS)配置中需要两个计算平台。

随着x86多核、多处理器计算机和64位处理器的进步，事实上的两层架构不再是最有效的。事实上，可以在SMP实现中跨多个核或处理器分布线程的实时子系统的规模很容易超过DSP或FPGA解决方案。

从隔离实时子系统的架构中解放出来，机器设计师可以以新的方式进行竞争。他们可以通过新的体系结构进行创新，在统一的开发环境中提供更好的用户体验，并使他们能够降低产品成本和提高运营效率。

因为x86处理器的能力已经提高了很多，即使是单个核心也有可能超过FPGA和基于dsp的应用程序。这使得机器设计师可以将他们的FPGA和DSP功能从定制板(例如运动板)转移到多核系统中的一个核心上。我们将在本文后面详细介绍这些好处，但必须注意的是，产量和质量将显著提高，成本也将降低。

为了给他们的系统增加更多的功率，许多oem正在转向四核，在四核中，多个核可以并行运行硬实时进程。这使得x86在FPGA和基于dsp的应用程序中具有优势，即使是最高端和最苛刻的硬实时部署。

当然，对x86性能翻倍的不懈追求并没有因为多核而停止。例如，64位提供了更多的灵活性，并支持影响硬实时系统理想体系结构的其他趋势所要求的功能。

总之，性能需求本身不再决定嵌入式系统架构。具有多核、多处理和64位的X86处理器实现了突破性的架构，可以超越依赖dsp、fpga、微控制器和RTOSs的传统嵌入式环境。

对商用现货(COTS)的承诺
已经用了大量的笔墨来描述开放标准如何降低系统成本并提高质量。没有必要在这里赘述这一点。可以这么说，随着x86性能的提高，向COTS的转移只会加速。以前需要dsp或fpga来执行硬实时任务的所有组件都可以转换为软件组件，并作为一个进程在多核环境中的一个x86核上运行。这是COTS的极端，它正在到来。

西门子的软plc是COTS如何推动快速变化的一个很好的例子。大约五到七年前，西门子开始提供在个人电脑上运行的工业plc，而不是依赖于专有硬件。西门子创新了该行业，并继续取得成功。CNC制造商很快就采用了软PLC，但当涉及到他们自己的运动逻辑时，他们仍然依赖于用dsp或fpga构建的运动板，因为x86的性能还不能与之相比。

然而，随着x86的性能和精度的提高，以满足CNC行业的要求，思想领先的机器设计师开始转向软运动，他们的运动逻辑运行在x86上。

事实上，现在有可能有软plc运行在一个核心和软运动运行在另一个核心。整个数控机床现在可以在一台工业PC上驱动，而无需定制板。

过去，机器设计师曾抱怨说，由于芯片组变化频繁，很难在PC上进行优化。虽然这对消费pc来说是真的，但企业提供的工业pc通过保证长达10年的可用性，绕开了x86芯片组的“寿命终结”问题。

基于cots的现场总线的进展和可用性
术语“嵌入式系统”给人的印象是部署的系统是独立的。不是这样的。在当今世界，一切都是相互联系的，包括嵌入式系统。

无论是实时以太网、USB还是IEEE1394，许多复杂的系统都需要实时通信。快速发展的相互通信标准是COTS趋势的另一个例子。越来越多的实时标准正在寻求使用现成PC上的硬件，如USB端口或NIC卡或1394端口。

系统设计中组件的收敛性
如今的终端客户想要的是完整的或预先集成的解决方案，而不是自己获取组件进行组装。这一趋势迫使整车厂重新考虑他们的产品供应范围。

为了更好地满足客户的需求，响应型整车厂正在寻找更多垂直或水平整合的方法。

垂直集成的好例子是CNC和机床设计师在内部开发他们自己的运动逻辑，而不是购买零件，如运动板和软plc，包括在机器设计中。

横向集成的一个例子是运动板供应商正在扩大他们的产品，包括plc。OEM客户希望PLC和运动逻辑预先集成，所以大多数运动供应商现在都添加了软PLC。

无论采用哪种方式，最终用户都会受益，因为更多的部件是预先集成的，这缩短了上市时间，提高了质量，并减少了维护。

由于多核处理器的可伸缩性和性能允许比以前更深层次的集成，这一趋势正在发展。以前集成是不可能的，因为运动逻辑需要一个专用的处理器/板，PLC也是如此。该体系结构需要独立的不同组件。现在有了可扩展的硬实时SMP替代方案，开发人员可以将运动控制逻辑和PLC移植到新的体系结构中。

事实上，许多独立的系统可以成为一个高度集成的系统，从而进一步提高质量，加快上市时间并降低成本。

基于cots的现场总线的进展和可用性
不要低估用户体验的力量。

销售。

正如我们所看到的，实时系统历来要求一个将用户体验与硬实时子系统分离的体系结构。专注于实现性能上的突破而不是用户体验是非常有意义的。如果机器不能提供所需的有限延迟和精度，那么再好的用户体验也是无用的。

既然运动逻辑可以在不同的体系结构中运行，更紧密的集成也成为可能，设备和机器的设计师将改进的用户体验视为竞争分离的手段之一。这正是微软Windows迅速成为简单嵌入式系统战略平台的原因。这也是为什么Windows正迅速成为具有高实时性要求和复杂人机界面的复杂设备和机器设计的战略平台。

Windows平台在市场份额上领先，背后拥有最多的开发资源。它是用户体验的事实上的标准，也是世界上最常见的形式因素。当公司带着新的多媒体体验、主板或技术进入市场时，他们瞄准的第一个操作系统就是Windows，这并不奇怪，因为它代表着最大的收入机会。

私有的实时操作系统，甚至是开源的实时解决方案，都不可能跟上Windows用户体验的步伐。正如我们所见，在传统的两层硬实时架构中，实时操作系统不必与微软的用户体验保持同步。但是这种两层架构增加了许多成本:两个芯片集、两个工具链、两个代码库、两个开发组、两个维护工作等等。通过更紧密地集成系统，成本显著降低。

用户体验的变化速度正在加快，这正是Windows和微软的巨大优势所在。事实上，微软正在创新的两项新技术将极大地改变嵌入式系统的日常用户使用基于pc的解决方案的方式。例如，支持以触摸为中心的输入的表面技术，已经开始反映在当前版本的Silver Light和Windows中。使用手指缩放和平移极大地改变了用户与系统的互动方式。想象一下，一个超声波医疗系统允许技术人员通过指向实际的图形来缩放，而不是依靠轨迹球或操纵杆。随着Windows的发布和迅速采用，这项技术及其与众不同的功能将成为主流。

微软也在研究运动感应技术。在肮脏的工业环境中，触摸屏可能没有意义，运动检测系统可以让操作员传达数控机床的起始位置。通过运动或手部运动，操作人员可以更快地通过设置。后一种技术更具未来感，但要点是一样的。微软绝对致力于保持用户体验的标准。既然用户体验能够更好地成为复杂嵌入式系统的区别因素，Microsoft Windows是正确的选择。没有任何一家公司比它更能保持创新的步伐。

突破性软控制体系结构的主要特征
因此，技术正在改变竞争格局，但在评估它们如何适应新世界之前，我们必须首先检查新架构的理想特征。定义软控制体系结构或利用上述进展和机会的突破性体系结构的最佳实践是什么?

正如我们所看到的，当各方被迫将硬实时子系统从复杂的用户界面中分离出来时，竞争环境是公平的。所有的原始设备制造商都有两套硬件，两个工具链，两个源代码模型，两个工程团队等等。此外，实时团队通常以硬件为导向，其设计过程与用户界面团队大相径庭。这需要仔细的协调，使沟通更加困难。然而，由于所有的原始设备制造商面临同样的挑战和成本，获得竞争优势是困难的。

随着x86多核统一系统性能的提高，在单个集成系统上同时控制硬实时和复杂的HMI成为可能。突破的机会是让一个集成开发环境同时处理复杂的用户界面和硬实时子系统。这种方法简化并简化了开发过程，因为只有一个开发环境和一个目标环境。工程团队使用相同的语言，因此沟通和协调更容易。这直接转化为改进的质量和上市时间。

为了利用x86性能的提升，业界已经看到了两种基本的处理模型的出现，它们都是软控制体系结构的基础——SMP和非对称多处理(AMP)或虚拟化。

由于各种原因，当启用SMP时，集成开发环境可以提供两个世界的最佳结果。(图1)Windows以其难以置信的强大、世界级的用户界面而闻名，但并不以满足硬实时需求而闻名。实时操作系统的作用应该是实时确定的性能，而不是为用户提供高度图形化的界面。

最后，为了实现x86多处理器环境比DSP或FPGA性能更好的可伸缩性，真正的SMP环境是最可行的模型，因为它提供了最可伸缩和可维护的部署环境。

针对Windows的真正确定性SMP实现的一个值得注意的特征是硬实时扩展，它在此配置中充当RTOS。实时扩展添加了一个实时调度程序和一些其他功能，以允许需要确定性的线程在Windows约束之外的实时容器中运行。在这种配置中，只需要一个Windows实例和一个实时扩展实例，而不需要使用多少个处理器。这意味着系统资源(如内存)不会负担过重，还意味着OEM不必维护同一软件的多个实例。系统对象和资源(如IPC对象和共享内存)由子系统的单个实例维护。任何处理器上的所有线程对这些资源具有相同的直接、平等的访问权。

这种方法与AMP或虚拟化体系结构(图2)形成了直接对比，后者引入了极大的复杂性和自定义，并不能提供真正SMP模型所提供的相同的可伸缩性。有两种AMP/虚拟化模型。

第一个虚拟化模型是异构实现，其中体系结构支持单个处理器上的两个不同操作系统。另一种虚拟化实现是同构实现，其体系结构在多个虚拟机中复制具有实时扩展的相同Windows操作系统。

在异构虚拟化模型中，硬件是划分的。驱动用户界面的操作系统运行在一个或多个核上，RTOS运行在不同的核上。硬件由一个管理程序划分，即使这两个系统恰好运行在系统上，用户界面也与实时子系统分离，其方式与前面描述的低效率、高成本的两层体系结构非常相似。OEM并不比传统架构好到哪里去——回到两个工具链，两个开发团队，等等。

同质虚拟化方法是根据需要将Windows和Windows硬实时扩展复制到尽可能多的内核上。四核解决方案将需要一个管理程序和四个Windows副本或硬实时子系统副本的某种组合。如果这些实例需要通信，或者需要共享资源，那么程序员必须开发等价于进程间通信的程序，并且必须创建远程过程调用，以便使系统同步。这种方法需要对原始设备制造商进行大量定制，因为必要的协调和版本控制充满了质量和维护挑战。进程间通信和管理程序的开销增加了太多的延迟和复杂性，几乎无法与SMP方法竞争。

还有一个最终的虚拟化体系结构尚未向市场发布，它代表了利用SMP的硬实时嵌入式系统最可行的虚拟化平台。

这个未来的平台是异构和同质实现的混合，为微软赢得嵌入式硬实时虚拟化市场提供了机会。这种混合虚拟化环境将允许Windows用户界面在HyperV虚拟化环境中运行，并允许Windows硬实时扩展子系统在受HyperV保护的多个核上以SMP模式运行。这意味着实时扩展可以在smp支持的模式下直接看到和控制多个核和资源，然后通过直接内存进行通信。

该解决方案与虚拟机Windows硬实时解决方案相比，因为Windows环境和实时子系统可以在不同的内核上运行，而实时子系统可以在SMP模式下运行。两者都需要满足可伸缩性和性能需求。

与非HyperV Windows虚拟化模型相比，SMP还有其他优点。

SMP将多处理器硬件视为共享资源，具有跨所有配置的处理器运行的单个实时子系统。虚拟化的目标是隔离，这与集成完全相反。例如，直接访问所有资源可以实现系统的可伸缩性。利用多核芯片的优势意味着OEM必须能够将进程和线程分配给多个核，并能够在每个核中设置线程的优先级。只有支持smp的内核可以将线程直接调度到内核。

AMP/虚拟化系统在每个虚拟化操作系统上都有一个操作系统/调度器，因此线程之间的通信和同步变得太复杂、太快，以至于无法将线程分配给运行它的进程所在的核心之外的任何核心。仅这一点就限制了虚拟化环境的价值，因为缺乏直接的进程间通信直接限制了其扩展能力。不仅要考虑资源访问，还要考虑数据。SMP核心必须能够立即和直接访问共享数据。AMP严重依赖于程序员开发的机制来复制相当于进程间通信和内存复制的内容，以允许访问共享数据区域。这将导致并行代码的数据损坏和同步问题。同样，这是一个更复杂的问题，OEM必须承担责任，而不是像SMP那样让系统来完成工作。

SMP优于虚拟化，因为它依赖于实际实时子系统更小的内存占用。较小的内存占用提高了整个系统的性能和可伸缩性。理想情况下，在四核系统上，一个实时扩展只需要大约250k的内存来运行实际的子系统——而不是用户应用程序。在虚拟化环境中，实时扩展将为每个核上的每个实例需要内存，而不是SMP的跨所有所需核的一个实例。

最后，虽然需要一些思考，但如果代码从一开始就设计为可参数化，则SMP部署的可伸缩性是可参数化的。换句话说，代码只需编写一次，而性能将随着处理器数量的增加而自动扩展——无需更改代码甚至重构。

总之，SMP环境提供的最佳实践是:

• 一个通用的集成开发环境和世界级的GUI -例如微软Windows
• 单个实时子系统实例直接在多个分配的处理器上执行
• 所有资源对所有实时进程可见
• 跨多个处理器调度实时线程的能力，或将特定的逻辑专门用于特定的核心
• 直接访问共享数据，无需额外的副本和大量的IPC使用
• 最小的系统内存需求-占用空间/功率使用
• 能够编码一次与参数并行

虽然虚拟化在概念上令人愉悦，因为它简化了每个隔离实例，但对于所有重要的可伸缩性来说，进程间通信是必要的。

优化软控制体系结构中的最佳实践
软控制体系结构利用了所有最近的技术进步——特别是x86多核处理器——还混合了通用操作系统和实时操作系统的优点，从而实现了系统设计的突破，改变了通常严重依赖dsp和fpga的市场竞争基础。受影响的行业包括工业自动化、医疗系统、测试和测量以及数字媒体市场等。

正如开头所述，软控制体系结构价值的关键是将硬实时控制逻辑(如PLC或运动逻辑)从专门的硬件组件转移到软件组件。随着x86处理器的进步，原始设备制造商可以采用传统的C/ c++源代码逻辑在DSP或FPGA上编译和运行，并将源代码移植到微软Windows上，以实现类似于rtos的实时扩展。该扩展作为硬实时、支持smp的应用程序直接在x86上运行，因此不需要FPGA或DSP执行逻辑。该软件组件运行在多核商用x86处理器上，并使用开放标准和标准通信体系结构，如USB和实时以太网。例如，在图3和图4中可以看到启用smp的数控机床设计与传统以硬件为中心的数控机床设计的对比。

为了实现这一价值，软控制架构混合了三个组件:Windows、x86多核芯片和一个类似即时操作系统的、支持smp的硬实时扩展。

Windows提供了最佳的用户体验，是这种突破性架构的基础。显然，没有任何即时服务可以与它的可用性相比。在Windows中添加实时功能要比让实时服务供应商跟上用户界面要容易得多。为了实现单一的集成开发环境，必须用实时调度器和其他类似于rtos的特性来扩展Windows。接下来的问题就是为Windows选择最好的硬实时扩展。

这个Windows硬实时扩展的要求是严格的。支持smp的硬实时是以下条件的前提:

• 足够的可伸缩性
• 支持逻辑从dsp和fpga迁移到运行在x86上的软件所需的性能级别
• 优化x86多核处理器的利用。

虽然直接提供基准测试数据很困难，因为不同的电脑不同，但应该注意的是，Windows的最小睡眠时间是1毫秒+/- 7.5毫秒。IntervalZero RTX64提供1微秒定时器，但由于在该间隔内几乎不能执行，客户通常使用100微秒定时器，只体验到2微秒的抖动。其他客户选择使用20微秒定时器，这是在某些行业充分取代dsp和fpga所需的。现在，考虑在多个核上并行运行多个线程。这里的要点是，RTX能够提供与RTOSs或竞争扩展相同的确定性，并且可以优于dsp和fpga。同时，x86多核芯片能够支持SMP，并实现原始设备制造商所要求的可扩展性和性能要求。

由此带来的好处是实实在在的。通过在吞吐量和产量方面的突破，软控制架构为原始设备制造商提供了明显的竞争优势和产品差异化;在生产质量;在更紧凑的物理足迹;以及大幅降低成本。除了降低产品成本之外，软控制架构还可以提高OEM的运营效率。通过将硬件组件转换为软件组件，无需库存，部件可以无限复制。

IntervalZero RTX64支持可扩展的硬实时SMP
IntervalZero的RTX64是这个强大的新软控制架构中必不可少的支持组件。经济形势不容忽视，率先采取行动的公司将拥有显著优势。

RTX是世界上唯一无缝集成到Microsoft Visual Studio集成开发环境的解决方案;部署到单一集成的Windows系统;它扩展了Windows，在延迟有限的情况下提供硬实时精度;这是在多核处理器上作为原生SMPenabled解决方案实现的。

下面将介绍如何使用软控制体系结构，如基于多核x86硬件的控制体系结构，如KINGSTAR软运动平台和针对Windows的IntervalZero RTX64实时扩展，可以帮助原始设备制造商提高产量和吞吐量，缩小计算空间，并显著降低自身和客户的成本。

软控制架构驱动运动控制和机器视觉
传统的运动控制器必须集成硬件微机、FPGA或DSP来提供诸如(比例-积分-导数)PID补偿等功能，而软运动则完全依赖于一个软件引擎，该引擎直接运行在主机PC的核心上，以处理实时处理。这取代了以前在插入PC的PCI板上运行的解决方案，这种解决方案价格昂贵，因为在PCI板工作时，会让PC处于空闲状态。

运动控制软件解决了传统硬件方法中固有的许多挑战，包括厂商锁定、灵活性和成本。最好的软控制架构有能力用低成本的、基于windows的机器自动化平台完全取代工业运动控制和机器视觉硬件，并利用EtherCAT等标准，用低成本的商品部件(如网络接口卡(nic)和CAT5电缆)取代专有的I/O和布线。

通过像KINGSTAR软运动平台这样基于软件的运动控制解决方案，EtherCAT可以通过网络传输和接收数据，而像IntervalZero的RTX64这样的实时扩展可以将Windows变成实时控制系统。使用EtherCAT在网络上传输和接收所有数据，可以根据需要控制尽可能多的轴，使用标准的CAT5电缆就可以很容易地扩大轴的数量，这种电缆价格低廉，长度不限。使用EtherCAT，放大器可以安装在非常靠近电机的地方，信号的数字性质完全消除了模拟电缆，因为这些输出成为以太网数据包的一部分。这使得编码器、霍尔和电机电源线尽可能短——最多只有几英尺长——这极大地降低了成本。此外，所有的电缆，现在短得多，是相同的。这种电缆简单地将电机与放大器连接起来，这也大大降低了成本，并将出错的可能性降到最低。有了这个系统，控制逻辑软件本身就可以编写，并作为一个集成平台运行，这些组件可以完成DSP解决方案所能提供的所有功能，甚至更多。

软件与硬件:性能比较
运动控制软件提供与同类硬件相同或更好的性能。目前可用的英特尔处理器可以进行与DSP芯片完全相同的计算，更新速度也非常相同，运动轮廓和PID计算只是两个例子。此外，由于解决方案是基于软件的，它可以很容易地改变，所以如果需要一个更复杂的控制方案的特定轴，它可以直接编程。一个人会让所有的标准轴正常运行，但接管任何需要更多逻辑的轴的控制:在飞行中改变伺服增益;用电子方式使任意轴与任意轴相啮合。有了软件，你获得了敏捷性，节省了时间。

EtherCAT可以根据需要在设计中添加任意多的轴，单核英特尔处理器已被用于控制100个轴，更新速率为500 μ s，这代表着比DSP解决方案的数量级改进。这种能力是如此强大，以至于在某些情况下，运动控制工程师在意识到可以在一个EtherCAT网络上运行多个程序，用一台PC控制每个程序后，尝试在基于单核英特尔处理器的设备上作为两台独立的机器执行两个控制程序。但是，如果需要，可以为要求更高的应用程序中的每个程序专用一个单独的核心。

软件与硬件:成本比较
如图1所示，一个8轴基于软件的运动控制系统的成本是类似DSP解决方案成本的44%。如果需要在系统中增加一个额外的轴，DSP解决方案的成本就会增加1500美元，因为必须在PC上增加一个额外的板;有了软运动解决方案，额外的轴可以包括在没有额外的成本。

当企业比竞争对手以更低的成本和更快的上市时间生产高质量的产品时，企业就会成功。像KINGSTAR这样的机器控制软件就能做到这一点。与传统硬件解决方案相比，软运动控制具有相同或更好的性能，成本不到一半，是实现实际业务结果的明确选择。

Dipesh Mukerji是KINGSTAR的营销和战略副总裁。

KINGSTAR软运动平台是一种纯软件解决方案，其性能优于硬件和其他竞争软件解决方案，精度性能仅为成本的一半。KINGSTAR是一个开放的、基于标准的集成平台，它使运动和视觉控制工程师能够利用KINGSTAR的Soft motion库和软件PLC设计、开发和集成运动和视觉控制应用程序。它建立在EtherCAT和实时64位Windows操作系统的基础上，是一个功能集成的完整平台。