拯救研发工程师，机器人实时控制和仿真方案，让开发更简单

技术进步的目的是更好地服务人类，带来生活上的便利，促进生产力的发展，如何把工业产品的功率提上来，重量减下去，寿命延长，效率提高可以说是无穷无尽的漫漫长征。

为此，人们总在不断提升软硬件产品性能和顺畅程度，降低成本、空间和重量，保障可靠性和安全性，为更快的出产品、尽早的发现设计缺陷、更低的故障率而烦恼，这也是所有企业工程师和研究人员普遍面临的难题。

但现实情况往往却是，

系统设计好了，但是调试结果不达标再返回修改。来得及吗？

相对设计好的软件进行测试，但是硬件还没制作好。怎么办？

相对作动器做测试，但是控制器软硬件还没制作好。怎么办？

这种研发工程师和产品经理battle带来的焦虑，直接体现在他们的头发正日益减少。

面对更加激烈的市场竞争，更快的产品研发迭代节奏，越来越多工程师发现了实时仿真系统能带来的帮助，MATLAB和Simulink受到全世界更多人的信任和青睐，在航空航天、汽车、能源、医疗、教育、机器人、工业伺服等领域被愈发频繁的使用。Speedgoa公司产品和解决方案成功在这些行业应用中脱颖而出。

Speedgoat系统在全球范围内有大量的用户案例，当前，无论是国外的阿尔托大学、FairchildImaging、Preceyes公司、美国海军海上系统司令部(NAVSEA)、ClearMotion，还是国内的清华大学、复旦大学、同济大学等，都在基于Speedgoat的实时控制和仿真方案进行研究和开发，这家企业产品和方案的优势非常明显。

▍机器人应用方案一览

以Speedgoat的产品及服务在机器人板块的应用为例，哈佛大学、麻省理工学院、加利福尼亚大学洛杉矶分校、斯坦福大学、卡内基梅隆大学、密歇根大学、香港中文大学等大量高校，已经在采用Speedgoat进行猎豹机器人、双足机器人、可穿戴式机器人、心脏手术机器人、眼科手术机器人、人工假肢、机器鱼、无人机等相关开发和测试。

而目前已经将Speedgoat解决方案实际应用在产业中的也有许多企业。

例如刚完成2000万美元B轮融资的农业航空影像分析公司Intelinair，就将其用在公司自主化无人机新产品的研发上，使只需很少的研究人员就能够快速完成原型设计、模拟和控制软件部署，并检测出了缺陷、优化了算法。

而全球知名的眼科手术机器人公司Preceyes则采用基于Speedgoat模型的设计流程，加速了全球首款眼科手术机器人的开发。Preceyes的联合创始人Maarten Beelen表示，Speedgoat解决方案能使用MATLAB和Simulink提供的独立集成开发平台，支撑整个开发流程以及所有组件和协议，从而得以用少量的人手快速开发一套安全、实时的设备。同时Speedgoat解决方案也让临床中患者手术的安全更能得到保障，手术路径提前得到优化。

Speedgoat解决方案基于自主机器人控制器算法，深度切入到机器人系统RCP中的控制器、作动器、机械被控对象、传感器等诸多硬件中，能更容易实现感应、认知、规划、电机控制等多个环节的算法验证和测试。

基于此，Speedgoat产品和解决方案能够很轻易实现：

（1） 支持基于模型的开发流程

采用MATLAB/Simulink作为统一的开发和测试平台，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。

（2） 开放式系统结构

采用开放式软件，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。

（3） 支持各种I/O接口和总线协议

提供各种模拟量、数字量I/O接口；支持EtherCAT、CAN、Real-TimeUDP、串口、ModBus、以太网等多种通讯协议。

（4） 强大的计算能力

采用业界高性能处理器（如英特尔i7 4核4.2GHz CPU），满足算力要求。

（5） 微秒级的实时性

保证在确定的时间内（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。

基于speedgoat实时目标机所做的机器人快速控制demo演示：

受益于这种非常直观的实时仿真和测试工作流程，Speedgoat产品和解决方案可以用于快速控制原型设计和硬件在环仿真，为桌面应用、实验室和现场环境创建实时系统。

▍方案详情与优势解析

详细来看，Speedgoat产品及服务完整硬件系统包括实时目标机、例如安装在目标机内的IO板卡、IO板卡配套的线缆、接线端子排等输入/输出模块。

软件部分，Speedgoat则会提供通信协议支持和Simulink 可编程 FPGA，包括Simulink驱动库、出厂测试模型和相关电子版文档等。

目前Speedgoat提供Performance高性能版、Mobile移动版、Baseline基础版、Unit单元版等多款实时目标机（内嵌Simulink Real-Time实时操作系统）和200多种IO及通讯板卡，支持各种类型IO和协议。

同时Speedgoat解决方案也支持根据用户实际需求, 按需配置。

Speedgoat的这套产品及服务主要特征包括两点：

（1）支持最新版本MATLAB/Simulink

（2）Speedgoat自身系统不需要任何license和dongle

除此之外，如果用户需要FPGA的接口资源或者需要FPGA的计算资源，在Speedgoat可编程的FPGA方案中，用户可以用传统Simulink建模方式搭建算法后，调用MathWorks的HDL Coder，将Simuink模型生成VHDL/Verilog代码，然后综合映射到FPGA板卡，整个流程无需编写代码。基于Speedgoat和HDL Coder搭建FPGA算法，具有门槛低、效率高等优点，并能很好满足多机器人、电力电子、高速电机等领域的高频运算需求。

由于Speedgoat接口灵活，可配置的的FPGA方案也适用于对接口丰富程度要求高，以及希望一张FPGA板卡覆盖多个需求以及考虑覆盖未来需求的应用，或者用户直接提接口需求，会由Speedgoat公司编程实现这些接口功能。

可以说这个方案用简便的Simulink建模方式代替了晦涩的硬件描述语言编程方式，使得FPGA算法开发回归到了熟悉的Simulink建模。用户可以将Speedgoat模块简单的拖拽到Simulink模型中，而FPGA位流文件则以MAT格式，会在实时应用程序下载时，加载到基于FPGA的硬件I/O模块。如果用户可以在对话框中选择不同的位流文件，重新配置FPGA板卡IO功能，无需升级硬件。

▍Speedgoat与MathWorks

这种使用上的便利性和MathWorks与Speedgoat两家企业的渊源密不可分。

Speedgoat是由MathWorks前员工于2006年创立的公司，目前也是MathWorks的联营公司，Speedgoat在MathWorks总部旁专门设立分部门开展联合开发，双方合作紧密，经过十多年的更新迭代，Speedgoatde产品运行已经可靠稳定。目前，Speedgoat是MathWorks优先推荐的实时系统，也是在MathWorks官网唯一被详细介绍的实时系统。

由于是MathWorks的官方合作伙伴，作为实时仿真系统领域的专家，Speedgoat可以无缝集成Simulink和Simulink Real-Time进行实时仿真和测试，Simulink模型也可一键编译下载到Speedgoat实时系统，同时支持实时在线调参和实时查看信号。Speedgoat驱动库没有License限制，没有硬件加密狗限制，不限电脑使用，还能根据用户需求灵活配置硬件，性价比非常高，这也让许多企业往往能借助两家公司的不同体系形成独立的解决方案。

而Speedgoat在中国，则由上海熠速信息技术有限公司（简称“上海熠速”）负责销售、市场、技术咨询与服务。

上海熠速是一家持续和快速成长的高科技企业，通过与国际知名厂商的强强联合，以系统设计开发和测试为中心，目前能为用户提供一流的研发工具、工程咨询以及培训等多种产品与服务。

更多资料，可以查询：

MATLAB 实时仿真工具箱

https://cn.mathworks.com/products/simulink-real-time.html

上海熠速信息技术有限公司官网

http://www.yisuworld.com/

电话：[phone]

电子邮件：[e-mail]

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