在工業領域，實時性是智能制造的“神經中樞”——毫秒級的生產監控、微秒級的設備響應，直接決定著效率與品質的天花板。工業物聯網中，實時通信協議讓機器與傳感器無縫協同；實時操作系統（如RTOS）將響應延遲壓縮至微秒級，支撐高精度機器人協作與數字孿生應用。而更關鍵的是，當“視覺感知”與“控制執行”在硬件層面深度融合，工業系統才真正擁有了“感知-決策-執行”的閉環能力，推動生產精度與智能化水平躍升。

但這并非易事：視覺與實時控制需在同一硬件環境中運行，既考驗計算性能，更依賴硬實時（微秒級無延遲）的底層支撐；傳統Windows系統雖占據主流開發環境，卻缺乏原生實時能力，需額外技術實現任務隔離與干擾屏蔽。

破解“視覺+控制”難題：Kithara實時工具套件的硬核支撐

德國Kithara公司的實時工具套件，正是為這一場景量身打造的高性能解決方案。它基于Windows實時擴展技術，在標準PC硬件上實現微秒級硬實時性能，開發者無需更換系統，即可在同一設備上同時部署視覺應用與實時控制任務，實現關鍵負載的高效整合，充分釋放x86平臺算力。

架構級隔離：Windows與實時任務互不干擾

Kithara通過CPU核心隔離技術，將實時任務嚴格分配到獨立CPU核運行，從硬件底層切斷資源競爭——Windows管理剩余核心保障日常操作流暢性，實時核專注高精度控制指令，兩者各司其職。

軟件兼容性：延續Windows開發友好性

Kithara保持Windows原生編程框架，提供專屬API，開發者可直接在Visual Studio中完成實時任務開發。其將實時系統以設備驅動形式運行，把用戶代碼中的實時需求段導出為動態鏈接庫（DLL），在RTOS實時環境中加載執行，兼顧開發便利性與系統可靠性。

英特爾平臺加持：從芯片級優化到全鏈路性能釋放

英特爾在工控領域通過其高性能、高可靠性的硬件技術為工業自動化和邊緣計算提供了關鍵支持。其x86架構的工業級處理器（如Intel Core?、Xeon?及Atom?系列）為工控機、PLC和工業網關提供了強大的計算能力，同時支持實時性擴展（如Time Coordinated Computing）。在計算能力方面，英特爾通過集成核顯及AI加速指令集（如AVX-512、AMX）助力機器視覺與邊緣智能。新一代的英特爾處理器還集成了神經網絡計算單元（NPU）進一步提升AI推理能力，幫助用戶在邊緣端部署AI模型。在實時性擴展方面，英特爾在傳統實時性擴展的基礎上增加了硬件調頻功能，可按核對處理器的運行頻率進行調整，用戶通過硬件調頻功能可在提高實時核實時性能的同時盡可能充分利用非實時核的計算性能，達到對硬件性能的最大化利用。

Kithara實時工具套件可完美適配各型號的英特爾硬件平臺。基于英特爾平臺的Kithara工業負載整合解決方案如下圖所示。

實戰案例：固晶機的“視控一體”升級之路

以半導體封裝關鍵設備——固晶機（Die Bonder）為例，其需在高速生產節拍（單頭30k/h，約1秒8-9個芯片貼裝）中，同步完成多伺服電機控制與視覺定位，最終邦定精度要求達到1mil（0.0254mm），不良率低于萬分之三。這對實時性與控制精度提出了極限挑戰。

基于英特爾平臺的Kithara方案給出答案：以第12代英特爾? 酷睿? 處理器為例，通過隔離2個實時核（1核專控運動指令，1核處理視覺采集與圖像處理），剩余核心由Windows管理非實時任務，配合四大核心技術模塊，完美滿足需求：

 ● 實時EtherCAT主站：基于優先級驅動的多任務系統，支持多核并行任務分配，在英特爾硬件上實現50μs甚至更短的主站周期，確保電機控制指令的極致同步；

 ● 實時機器視覺：實時核直接捕獲GigE Vision/USB3 Vision相機數據，檢測與管理功能均在同一周期內完成（抖動僅微秒級），圖像響應觸發即時控制，杜絕延遲；

 ● 實時任務模塊：提供微秒級精度的計時器與優先級調度系統（啟動精度0.1μs，頻率20kHz+），精準協調多任務執行順序。

 ● 實時/非實時通信：通過共享內存傳遞視覺識別結果至控制任務，指令收發、參數配置等通過消息管道隔離，確保整體實時性不受干擾。

實時視覺可實現飛拍解決方案。目前固晶機的視覺方案多采用非實時視覺方案，送料工作臺在一個工作循環中需停止拍攝，根據視覺結果再校正運動最終位置，工作臺兩次加減速且視覺識別計算時間與工作臺運動時間是串行疊加的；而采用實時視覺飛拍方案，視覺在工作臺運動中動態拍攝，由于基于同一時鐘，運動的實時核可同步鎖定工作臺的電機位置，根據視覺識別的結果與電機位置可獲得位置誤差直接補償至運動工作臺，在一個工作循環中只需要一次加減速，視覺識別計算時間可與工作臺移動時間并行重疊，可解決系統頻繁加減速帶來沖擊振動，進一步提高生產節拍。

KRmotion是基于Kithara Real-Time Suite的軟運動控制器，在其基礎上二次開發了邏輯控制、運動控制等功能，降低開發者的開發難度和縮短開發周期

實測數據說話，工業級可靠有保障

在英特爾平臺上，Kithara實時工具套件具備良好的實時性能。本文在英特爾? 處理器 N97和英特爾? 酷睿? Ultra 7 處理器 165H 兩個平臺上分別對Kithara實時工具套件執行實時任務的抖動進行測試，測試時間為24小時，結果如下：

英特爾與 Kithara 的聯合方案，以“硬件強支撐 + 軟件巧調度”破解工業實時性難題，讓 Windows 環境下的“視覺 + 控制”實現微秒級響應。從精密制造到工業物聯網，它正成為企業提升生產精度與效率的核心引擎。

*案例和測試數據由易碼智能提供

山東易碼智能科技股份有限公司（簡稱“易碼智能”），專注于為客戶提供運動控制、視覺檢測開發平臺，已為多個行業提供了視覺運動一體化解決方案，是德國 Kithara 公司在國內的指定戰略合作伙伴，負責實時拓展套件 KRTS（Kithara Real-Time Suite）在國內的推廣應用和銷售服務。