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MotionRT750是正運動技術首家自主自研的x86架構Windows系統(tǒng)或Linux系統(tǒng)下獨占確定CPU的強實時運動控制內核。
該方案采用獨占確定CPU內核技術實現(xiàn)超強性能的強實時運動控制。它將核心的運動控制、機器人算法、數(shù)控（CNC）及機器視覺等強實時的任務，集中運行在1-2個專用CPU核上。與此同時，其余CPU核則專注于處理Windows/Linux相關的非實時任務。
此外集成MotionRT750 Runtime實時層與操作系統(tǒng)非實時層，并利用高速共享內存進行數(shù)據(jù)交互，顯著提升了運動控制與上層應用間的通信效率及函數(shù)執(zhí)行速度，最終實現(xiàn)更穩(wěn)定、更高效的智能裝備控制，確保了運動控制任務的絕對實時性與系統(tǒng)穩(wěn)定性，特別適用于半導體、電子裝備等高速高精的應用場合。
MotionRT750應用優(yōu)勢：
1.跨平臺兼容性：支持Windows/Linux系統(tǒng)，適配不同等級CPU。
2.開發(fā)靈活性：提供多語言編程接口，便于二次開發(fā)與功能定制。
3.實時性提升：通過CPU內核獨占機制與高效LOCAL接口，實現(xiàn)2-3us指令交互周期，較傳統(tǒng)PCI/PCIe方案提速近20倍。
4.擴展能力強化：多卡多EtherCAT通道架構支持254軸運動控制及500usEtherCAT周期。
5.系統(tǒng)穩(wěn)定性：32軸125usEtherCAT冗余架構消除單點故障風險，保障連續(xù)生產(chǎn)。
6.安全可靠性：不懼Windows系統(tǒng)崩潰影響，藍屏時仍可維持急停與安全停機功能有效，確保產(chǎn)線安全運行。
7.功能擴展性：實時內核支持C語言程序開發(fā)，方便功能拓展與實時代碼提升效率。
更多關于MotionRT750的詳情介紹與使用點擊→強實時運動控制內核MotionRT750(一)：驅動安裝、內核配置與使用。
XPCIE6032H運動控制卡集成6路獨立EtherCAT主站接口。整卡最高可支持254軸運動控制；125usEtherCAT通訊周期時，兩個端口配置冗余最高可支持32軸運動控制。6個EtherCAT主站各通道獨立工作，多EtherCAT主站互不影響。
XPCIE6032H運動控制卡面向半導體設備、精密3C電子、生物醫(yī)療儀器、新能源裝備、人形機器人及激光加工等高速高精場景，為固晶機、貼片機、分選機、鋰電切疊一體機、高速異形插件設備等自動化裝備提供核心運動控制支持。
XPCIE6032H硬件特性：
1.EtherCAT通訊周期可到125us（需要主機性能與實時性足夠)。
2.板卡集成6路獨立的EtherCAT主站接口，最多可支持254軸運動控制。
3.搭載運動控制實時內核MotionRT750。
4.相較于傳統(tǒng)的PCI/PCIe、網(wǎng)口等通訊方式，速度可提升了10-100倍以上。
5.板載16路高速輸入，16路高速輸出。
6.板載4路高速鎖存、4路硬件位置比較輸出、4路通用PWM輸出。
更多關于XPCIE6032H的詳情介紹與使用點擊→全球首創(chuàng)！PCIe超實時6通道EtherCAT運動控制卡上市！。
XPCIE2032H集成2路獨立EtherCAT接口。整卡最高可支持至254軸運動控制；125usEtherCAT通訊周期時，單接口最高可支持32軸運動控制。2個EtherCAT主站各通道獨立工作，多EtherCAT主站互不影響。
雙EtherCAT主站端口可任意設置為以下通道，且兩個端口也設置為不同類型通道:
● 高速通道 - EtherCAT通訊周期125us
● 常規(guī)通道 - EtherCAT通訊周期250us-8ms
XPCIE2032H硬件特性：
1.EtherCAT通訊周期可到125us（需要主機性能與實時性足夠)。
2.板卡集成2路獨立的EtherCAT主站接口，最多可支持254軸運動控制。
3.搭載運動控制實時內核MotionRT750。
4.相較于傳統(tǒng)的PCI/PCIe、網(wǎng)口等通訊方式，速度可提升了10-100倍以上。
5.板載8路高速輸入，16路高速輸出。
6.板載4路高速鎖存，4路通用PWM輸出。
更多關于XPCIE2032H的詳情介紹與使用點擊→高速高精運動控制！PCIe超實時2通道EtherCAT運動控制卡上市！。
XPCIE1032H是一款基于PCI Express的EtherCAT總線運動控制卡，可選6-64軸運動控制，支持多路高速數(shù)字輸入輸出，可輕松實現(xiàn)多軸同步控制和高速數(shù)據(jù)傳輸。
XPCIE1032H運動控制卡集成了強大的運動控制功能，結合MotionRT7運動控制實時軟核，解決了高速高精應用中，PC Windows開發(fā)的非實時痛點，指令交互速度比傳統(tǒng)的PCI/PCIe快10倍。
XPCIE1032H硬件特性：
1.6-64軸EtherCAT總線+脈沖可選，其中4路單端500KHz脈沖輸出。
2.16軸EtherCAT同步周期500us，支持多卡聯(lián)動。
3.板載16點通用輸入，16點通用輸出，其中8路高速輸入和16路高速輸出。
4.通過EtherCAT總線，可擴展到512個隔離輸入或輸出口。
5.支持PWM輸出、精準輸出、PSO硬件位置比較輸出、視覺飛拍等。
6.支持直線插補、圓弧插補、連續(xù)軌跡加工（速度前瞻）。
7.支持電子凸輪、電子齒輪、位置鎖存、同步跟隨、虛擬軸、螺距補償?shù)裙δ堋?/p>
8.支持30+機械手模型正逆解模型算法，比如SCARA、Delta、UVW、4軸/5軸 RTCP...
更多關于XPCIE1032H詳情點擊“不止10倍提速！PCIe EtherCAT實時運動控制卡XPCIE1032H 等您評測！”查看。
01 C++進行MotionRT750項目的創(chuàng)建與開發(fā)
1.打開Visual Studio 2022軟件選擇創(chuàng)建新項目。
2.選擇開發(fā)語言為“C++”和“MFC應用”。
3.選擇項目名稱、文件目錄位置及框架。
4.選擇類型為“基于對話框”，下一步或者完成。
5.將廠商提供的C++的庫文件和相關頭文件復制到新建的項目里面。
6.在項目中添加靜態(tài)庫和相關頭文件。
靜態(tài)庫：zauxdll.lib, zmotion.lib
相關頭文件：zauxdll2.h, zmotion.h
1）先右擊頭文件，接著依次選擇:“添加”→“現(xiàn)有項”。
2）在彈出的窗口中依次添加靜態(tài)庫和相關頭文件。
3）聲明用到的頭文件和定義控制器連接句柄。
02 相關PC函數(shù)介紹
1.PC函數(shù)手冊可在光盤資料查看，具體路徑如下。
2.PC函數(shù)介紹。
03 相關測試代碼介紹
1.MotionRT750通過LOCAL連接按鈕的事件處理函數(shù)，調用函數(shù)ZAux_FastOpen()，選擇連接類型5去連接控制卡（LOCAL連接方式）。
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton3()
{
// 連接類型,
CString s;
cb1.GetWindowText(s);
if (!ZAux_FastOpen((ZMC_CONNECTION_TYPE)5, &s.GetBuffer()[0], 1000, &handle))
{
MessageBox("MotionRT750鏈接成功！");
}
else
{
MessageBox("MotionRT750鏈接失�。�");
}
}
2.MotionRT750和ZMC432-V2型號控制器通過網(wǎng)口連接按鈕的事件處理函數(shù)，調用函數(shù)ZAux_OpenEth()去連接控制器（網(wǎng)口連接方式）。
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton1()
{
CString s;
ed1.GetWindowText(s);
std::string ip = s.GetBuffer();
if (!ZAux_OpenEth(&ip[0],&handle))
{
MessageBox("鏈接成功！");
}
else
{
MessageBox("鏈接失��！");
}
}
3.PCIE464型號控制卡通過PCI連接按鈕的事件處理函數(shù)，調用函數(shù)ZAux_FastOpen()，選擇連接類型4去連接控制卡（PCI連接方式）。
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedpciconct()
{
// TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼
CString t;
cb3.GetWindowText(t);
if (!ZAux_FastOpen((ZMC_CONNECTION_TYPE)4, &t.GetBuffer()[0], 1000, &handle))
{
MessageBox("鏈接成功！");
}
else
{
MessageBox("鏈接失��！");
}
}
4.通過單條指令交互周期的測試按鈕的事件處理函數(shù)來計算單條指令的交互平均耗時和總耗時。
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton5()
{
CString s;
std::string S;
float dpos =0;
cb2.GetWindowText(s);
S = s.GetBuffer();
int i;
LARGE_INTEGER fre, StartCount, StopCount;
QueryPerformanceFrequency(&fre);
//開始計數(shù)
QueryPerformanceCounter(&StartCount);
for (i= 1; i <= std::stoi(S); i++)
{
ZAux_Direct_GetDpos(handle, 0, &dpos);
}
//停止計數(shù)
QueryPerformanceCounter(&StopCount);
double elapsed = (double)(StopCount.QuadPart - StartCount.QuadPart);
double exeTime, exeTime1;
exeTime = elapsed * 1000 / fre.QuadPart; //ms 總耗時
exeTime1 = elapsed * 1000 / fre.QuadPart/ (std::stoi(S)) * 1000; //us 單條指令耗時
//時間顯示
ed2.SetWindowText(std::to_string(exeTime1).data()); //us
ed3.SetWindowText(std::to_string((double)exeTime).data()); //ms
ed6.SetWindowText(std::to_string(dpos).data());
}
5.通過多條指令交互周期的測試按鈕的事件處理函數(shù)來計算多條指令的交互平均耗時和總耗時。
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton6()
{
CString s;
std::string S;
float data[12] = { 0 };
char get[255];
cb2.GetWindowText(s);
S = s.GetBuffer();
std::string cmd = "?dpos(0),dpos(1),dpos(2),dpos(3),axisstatus(0),axisstatus(1),axisstatus(2),axisstatus(3),in(0),in(1),in(2),in(3)";
LARGE_INTEGER fre, StartCount, StopCount;
QueryPerformanceFrequency(&fre);
//開始計數(shù)
QueryPerformanceCounter(&StartCount);
for (int i = 1; i <= std::stoi(S); i++)
{
ZAux_DirectCommand(handle, &cmd[0], get, 255);
}
//停止計數(shù)
QueryPerformanceCounter(&StopCount);
double elapsed = (double)(StopCount.QuadPart - StartCount.QuadPart);
double exeTime, exeTime1;
exeTime = elapsed * 1000 / fre.QuadPart; //ms 總耗時
exeTime1 = elapsed * 1000 / fre.QuadPart / (std::stoi(S)) * 1000; //us 單條指令耗時 //時間顯示
ed4.SetWindowText(std::to_string(exeTime1).data()); //單條指令耗時
ed5.SetWindowText(std::to_string((double)exeTime).data()); //總耗時
ZAux_TransStringtoFloat(&get[0], 12, data);
ed7.SetWindowText(std::to_string(data[0]).data());
ed8.SetWindowText(std::to_string(data[1]).data());
ed9.SetWindowText(std::to_string(data[2]).data());
ed10.SetWindowText(std::to_string(data[3]).data());
ed11.SetWindowText(std::to_string((int)data[4]).data());
ed12.SetWindowText(std::to_string((int)data[5]).data());
ed13.SetWindowText(std::to_string((int)data[6]).data());
ed14.SetWindowText(std::to_string((int)data[7]).data());
ed15.SetWindowText(std::to_string((int)data[8]).data());
ed16.SetWindowText(std::to_string((int)data[9]).data());
ed17.SetWindowText(std::to_string((int)data[10]).data());
ed18.SetWindowText(std::to_string((int)data[11]).data());
}
6.網(wǎng)口連接周期上報的方式獲取輸入口狀態(tài)的總耗時測試函數(shù)如下。
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton9()
{
// TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼 0
int32 singleValue = 0;
int32 InState[1000];
//打開使能周期上報
ZAux_CycleUpEnable(handle, 0, 1000, "IN(0,1000)");
//強制上報一次，0 為通道號
ZAux_CycleUpForceOnce(handle, 0);
LARGE_INTEGER fre, start, stopCount;
QueryPerformanceFrequency(&fre);
//開始計數(shù)
QueryPerformanceCounter(&start);
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
int ret = ZAux_CycleUpReadBuffInt(handle, 0, "IN", i, InState);
if (ret != 0) //判斷是否報錯，有報錯彈出錯誤碼
{
CString str;
str.Format(_T("錯誤碼:%d"), ret);
MessageBox(str);
break;
}
}
QueryPerformanceCounter(&stopCount);
double elapsed = (double) (stopCount.QuadPart - start.QuadPart);
double exeTime;
exeTime = elapsed * 1000 / fre.QuadPart; //ms
//顯示
ed19.SetWindowText(std::to_string(exeTime).data()); //ms
//關閉周期上報的功能
ZAux_CycleUpDisable(handle, 0);
}
7.單條指令讀取1個輸入口狀態(tài)的總耗時測試函數(shù)如下。
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton10()
{
// TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼
uint32 singleValue = 0;
uint32 InState[1000];
LARGE_INTEGER fre, StartCount, StopCount;
QueryPerformanceFrequency(&fre);
//開始計數(shù)
QueryPerformanceCounter(&StartCount);
for (int i = 0; i < 1000; i++)
{
ZAux_Direct_GetIn(handle, i, &singleValue); //單條指令讀取單個輸入口狀態(tài)
InState[i] = singleValue;
}
//停止計數(shù)
QueryPerformanceCounter(&StopCount);
double elapsed = (double)(StopCount.QuadPart - StartCount.QuadPart);
double exeTime;
exeTime = elapsed * 1000 / fre.QuadPart; //ms 總耗時
//顯示
ed20.SetWindowText(std::to_string(exeTime).data()); //ms
}
8.單條指令讀取多個輸入口狀態(tài)的總耗時測試函數(shù)如下。
void CcRunSpdDlg::OnBnClickedButton11()
{
// TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼
int32 singleValue[1000];
LARGE_INTEGER fre, StartCount, StopCount;
QueryPerformanceFrequency(&fre);
//開始計數(shù)
QueryPerformanceCounter(&StartCount);
ZAux_Direct_GetInMulti(handle, 0, 999, singleValue);
//停止計數(shù)
QueryPerformanceCounter(&StopCount);
double elapsed = (double)(StopCount.QuadPart - StartCount.QuadPart);
double exeTime;
exeTime = elapsed * 1000 / fre.QuadPart; //ms 總耗時
//顯示
ed21.SetWindowText(std::to_string(exeTime).data()); //ms
}
04 運行效果
1.MotionRT750通過LOCAL連接方式的單條指令和多條指令交互時間測試結果如下圖所示。
MotionRT750 LOCAL連接方式示意圖
MotionRT750 LOCAL連接方式測試(1k次)
MotionRT750 LOCAL連接方式測試(1w次)
MotionRT750 LOCAL連接方式測試(10w次)
2.MotionRT750通過網(wǎng)口連接方式的單條指令和多條指令交互時間測試結果如下圖所示。
MotionRT750 網(wǎng)口連接方式示意圖
MotionRT750 網(wǎng)口連接方式測試(1k次)
MotionRT750 網(wǎng)口連接方式測試(1w次)
MotionRT750 網(wǎng)口連接方式測試(10w次)
3.ZMC432-V2控制器通過網(wǎng)口連接方式的單條指令和多條指令交互時間測試結果如下圖所示。
ZMC432-V2 網(wǎng)口連接方式示意圖
ZMC432-V2 網(wǎng)口連接方式測試(1k次)
ZMC432-V2 網(wǎng)口連接方式測試(1w次)
ZMC432-V2 網(wǎng)口連接方式測試(10w次)
4.PCIE464控制卡通過PCI連接方式的單條指令和多條指令交互時間測試結果如下圖所示。
PCIE464 PCI連接方式示意圖
PCIE464 PCI連接方式測試(1k次)
PCIE464 PCI連接方式測試(1w次)
PCIE464 PCI連接方式測試(10w次)
接下來是對IO狀態(tài)獲取的耗時測試，通過不同的IO狀態(tài)獲取模式（周期上報，單指令獲取1個或多個輸入口狀態(tài)），對比各連接方式下的總耗時，旨在為實際應用場景提供性能參考，提升數(shù)據(jù)獲取效率，確保系統(tǒng)能更高效穩(wěn)定運行。
（1）MotionRT750通過LOCAL連接方式時使用單條指令獲取1個輸入口狀態(tài)和單條指令獲取多個輸入口狀態(tài)，兩種方式獲取1000個輸入口狀態(tài)的總耗時如下。
（2）MotionRT750通過網(wǎng)口連接方式使用周期上報功能獲取輸入口狀態(tài)、使用單條指令獲取1個輸入口狀態(tài)和使用單條指令獲取多個輸入口狀態(tài)，三種方式獲取1000個輸入口狀態(tài)的總耗時如下。
（3）ZMC432-V2控制器通過網(wǎng)口連接方式使用周期上報功能獲取輸入口狀態(tài)、使用單條指令獲取1個輸入口狀態(tài)和使用單條指令獲取多個輸入口狀態(tài)，三種方式獲取1000個輸入口狀態(tài)的總耗時如下。
（4）PCIE464控制卡通過PCI連接方式使用單條指令獲取1個輸入口狀態(tài)和單條指令獲取多個輸入口狀態(tài)，兩種方式獲取1000個輸入口狀態(tài)的總耗時如下。
05 分析與結論
1.對于MotionRT750的LOCAL方式連接、網(wǎng)口方式連接以及PCI方式和控制器網(wǎng)口方式連接時的單條或多條指令交互時間測試，從上面的運行效果圖的數(shù)據(jù)顯示來看，可以看出：
當進行1k、1w次和10w次的單指令交互或多條指令交互的時候，MotionRT750的LOCAL連接方式進行單條指令交互所需要的時間（平均2.1us左右）和一次性讀取12個狀態(tài)的多條指令交互所需要的時間（平均3.8us左右），都是要比PCI連接和控制器網(wǎng)口連接的方式更快（PCI單條平均42us左右、多條平均105us左右；網(wǎng)口單條平均127us、多條平均177us左右）。
2.對于讀取輸入口狀態(tài)指令測試，從運行效果圖的顯示結果來看：
無論是MotionRT750還是控制器，在網(wǎng)口連接下周期上報功能效率最高，避免輪詢引發(fā)的多包數(shù)據(jù)傳輸耗時問題，提升帶寬利用率，總耗時大約僅需0.44ms；
而單指令批量讀取多個輸入口狀態(tài)因減少通信次數(shù)，耗時時間對比讀取單個輸入口降低約96%；
LOCAL和PCI連接時，雖不支持周期上報功能，但單指令對比下，批量讀取多個輸入口狀態(tài)的效率顯著高于讀取單個輸入口。
綜合來看，在實際應用中，選擇哪種數(shù)據(jù)獲取策略取決于具體的應用場景、數(shù)據(jù)特性和性能要求。
例如，如果程序需要快速響應單個事件，單條獲取可能更為合適。如果目標是最大化數(shù)據(jù)處理速度，多條獲取可能更有益。而對于需要定期維護數(shù)據(jù)新鮮度的應用，周期性獲取是必要的。
3.C++例程講解視頻可點擊→“強實時運動控制內核MotionRT750(六)：us級高速交互之C++，為智能裝備提速”查看。
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本次，正運動技術強實時運動控制內核MotionRT750(六)：us級高速交互之C++，為智能裝備提速，就分享到這里。
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正運動技術專注于運動控制技術研究和通用運動控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國家級高新技術企業(yè)。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運動控制基礎技術的研究，是國內工控領域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內少有、完整掌握運動控制核心技術和實時工控軟件平臺技術的企業(yè)。主要業(yè)務有：運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等等。
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