盤(pán)點(diǎn)無(wú)人機(jī)8大主流主控芯片

　　在CES 2016上，各大芯片廠商和設(shè)備廠商展開(kāi)了一場(chǎng)空中爭(zhēng)奪戰(zhàn)，讓無(wú)人機(jī)這種新興產(chǎn)品形式著實(shí)火了一把，究其原因，如果無(wú)人機(jī)一直定位在個(gè)人消費(fèi)品應(yīng)用，它的市場(chǎng)容量其實(shí)十分有限，廠商對(duì)它的熱情也不會(huì)這么高，但隨著它在農(nóng)業(yè)、物流等其他應(yīng)用場(chǎng)景下的需求被不斷發(fā)掘，一次足以席卷產(chǎn)業(yè)上下游的狂熱也就自然隨之而來(lái)。本年度的CES上跟無(wú)人機(jī)相關(guān)的主題隨處即是，而與非網(wǎng)小編可以頗引以為傲的說(shuō)，因?yàn)榇蠼?、億航等國(guó)內(nèi)公司憑敏銳市場(chǎng)嗅覺(jué)搶占先機(jī)，讓國(guó)內(nèi)廠商在這塊市場(chǎng)上很是風(fēng)光了一把，也掌握了產(chǎn)業(yè)鏈上的重要話語(yǔ)權(quán)。

　　但遍觀無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的上游芯片供應(yīng)商，尤其是主控芯片，卻還是以歐美韓系廠商為主導(dǎo)，小編特別盤(pán)點(diǎn)了當(dāng)下主流的8大無(wú)人機(jī)主控芯片，供大家參考：

　　1. 意法半導(dǎo)體STM32系列

　　目前意法半導(dǎo)體的STM32系列是國(guó)內(nèi)采用率很高的無(wú)人機(jī)主控芯片，在這點(diǎn)上意法半導(dǎo)體有個(gè)做法很聰明，它很早就贊助了全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，賽事推薦的無(wú)人機(jī)項(xiàng)目的主控芯片就是STM32，學(xué)生們熟悉了它的主控平臺(tái)，工作后要做無(wú)人機(jī)自然也會(huì)選擇它。

　　STM32系列又有STM32 F0/F1/F2/F3/F4/F7/L0/L1/L4多個(gè)產(chǎn)品系列，其中，STM32 F4系列在無(wú)人機(jī)中應(yīng)用較為廣泛。

　　基于ARM Cortex-M4的STM32F4系列MCU采用了意法半導(dǎo)體的NVM工藝和ART加速器，在高達(dá)180 MHz的工作頻率下通過(guò)閃存執(zhí)行時(shí)其處理性能達(dá)到225 DMIPS/608 CoreMark，這是迄今所有基于Cortex-M內(nèi)核的微控制器產(chǎn)品所達(dá)到的最高基準(zhǔn)測(cè)試分?jǐn)?shù)。

　　由于采用了動(dòng)態(tài)功耗調(diào)整功能，通過(guò)閃存執(zhí)行時(shí)的電流消耗范圍為STM32F410的89 µA/MHz到STM32F439的260 µA/MHz。

　　STM32F4系列包括八條互相兼容的數(shù)字信號(hào)控制器（DSC）產(chǎn)品線，是MCU實(shí)時(shí)控制功能與DSP信號(hào)處理功能的完美結(jié)合體：

　　高級(jí)系列

　　• STM32F469/479 – 180 MHz CPU/225 DMIPS，高達(dá)2 MB的雙區(qū)閃存，帶SDRAM和QSPI接口，Chrom-ART Accelerator™、LCD-TFT控制器和MPI-DSI接口

　　• STM32F429/439 – 180 MHz CPU/225 DMIPS，高達(dá)2MB的雙區(qū)閃存，具有SDRAM接口，Chrom-ART Accelerator™ 和LCD-TFT控制器

　　• STM32F427/437 – 180 MHz CPU/225 DMIPS，高達(dá)2 MB的雙區(qū)閃存，具有SDRAM接口、Chrom-ART Accelerator™、串行音頻接口，性能更高，靜態(tài)功耗更低

　　基礎(chǔ)系列

　　• STM32F446 – 180 MHz/225 DMIPS，高達(dá)512 KB的Flash，具有Dual Quad SPI和SDRAM接口

　　• STM32F407/417 – 168 MHz CPU/210 DMIPS，高達(dá)1MB的Flash，增加了以太網(wǎng)MAC和照相機(jī)接口

　　• STM32F405/415 – 168 MHz CPU/210 DMIPS，高達(dá)1MB的Flash、具有先進(jìn)連接功能和加密功能

　　基本型系列

　　• STM32F411 – 100 MHz CPU/125 DMIPS，具有卓越的功率效率，更大的SRAM和新型智能DMA，優(yōu)化了數(shù)據(jù)批處理的功耗（采用批采集模式的動(dòng)態(tài)效率系列）

　　• STM32F410 – 100 MHz CPU/125 DMIPS，為卓越的功率效率性能設(shè)立了新的里程碑（停機(jī)模式下89 µA/MHz和6 µA），采用新型智能DMA，優(yōu)化了數(shù)據(jù)批處理的功耗（采用批采集模式的動(dòng)態(tài)效率™系列），配備真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、低功耗定時(shí)器和DAC

　　• STM32F401 – 84 MHz CPU/105 DMIPS，尺寸最小、成本最低的解決方案，具有卓越的功耗效率（動(dòng)態(tài)效率系列）

　　2. 高通驍龍F(tuán)light平臺(tái)

　　在CES2016上，Qualcomm Incorporated子公司Qualcomm Technologies、騰訊和零度智控發(fā)布并展示了一款基于高通驍龍F(tuán)light平臺(tái)的商用無(wú)人機(jī)YING，將于2016年上半年在全球上市。

　　驍龍F(tuán)light是一塊高度優(yōu)化的58x40mm開(kāi)發(fā)板，專門(mén)針對(duì)消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)和機(jī)器人應(yīng)用而設(shè)計(jì)。驍龍F(tuán)light包含一顆驍龍801 SoC（由四顆主頻為2.26GHz的核心組成），支持GPS、4K視頻拍攝、強(qiáng)勁的連接性以及先進(jìn)的無(wú)人機(jī)軟件和開(kāi)發(fā)工具，雙通道Wi-Fi和藍(lán)牙模塊，支持實(shí)時(shí)飛行控制系統(tǒng)，擁有全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）接收器，支持4K視頻處理，支持快速充電技術(shù)，而這一切全被整合在一張名片大小的主板上。帶來(lái)了最前沿的移動(dòng)技術(shù)以打造全新級(jí)別的消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)。

　　這款芯片可把4K無(wú)人機(jī)的平均價(jià)格從約合人民幣7791元拉低至約合人民幣1948-2597元，續(xù)航從20分鐘延長(zhǎng)到45-60分鐘，是不是立馬覺(jué)得它很接地氣。

　　驍龍F(tuán)light平臺(tái)具有先進(jìn)的處理能力，依靠高通Hexagon DSP可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)飛行控制，內(nèi)置高通2x2 Wi-Fi和藍(lán)牙連接，和經(jīng)優(yōu)化的領(lǐng)先的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）以支持高度精確的定位。驍龍F(tuán)light平臺(tái)的目的是滿足無(wú)人機(jī)消費(fèi)者最想要的高級(jí)功能，包括：

　　4K視頻—支持4K高清攝像、圖形優(yōu)化和視頻處理功能，以及同步720p解碼

　　先進(jìn)通信和導(dǎo)航—雙通道2*2 802.11n WiFi、藍(lán)牙4.0和5Hz GNSS定位功能，以及基于Hexagon DSP的實(shí)時(shí)飛行控制

　　魯棒攝像和傳感—4K 立體VGA，光流攝像機(jī)、慣性測(cè)量單元（IMU），氣壓傳感器，以及額外的傳感器支持和端口

　　高通快充技術(shù)—支持視頻/圖片之間的電池快速充電

　　驍龍801處理器支持世界上一些最熱門(mén)的智能手機(jī)，包括一個(gè)2.26GHz的四核高通Krait CPU，高通Adreno 330 GPU，Hexagon DSP，以及可選的視頻解碼引擎和雙圖形信號(hào)處理器（ISP）。

　　這些功能組件構(gòu)成了一個(gè)異步計(jì)算平臺(tái)，支持如避障和視頻穩(wěn)定性等無(wú)人機(jī)先進(jìn)功能的開(kāi)發(fā)。

　　3. 英特爾凌動(dòng)處理器

　　CES2016上，英特爾展示了無(wú)人飛行器（UAV）領(lǐng)域采用英特爾實(shí)感技術(shù)的Yuneec Typhoon H，該設(shè)備具有防撞功能，具有方便起飛、配備4K攝像頭和360度萬(wàn)向接頭，以及遙控器內(nèi)置顯示屏等特點(diǎn)，讓運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者們能夠捕捉運(yùn)動(dòng)中的自己。Yuneec計(jì)劃在2016年上半年將這款設(shè)備推向市場(chǎng)。

　　內(nèi)置了高達(dá)6個(gè)英特爾的“RealSense”3D攝像頭，采用了四核的英特爾凌動(dòng)（Atom）處理器的PCI-express定制卡，來(lái)處理距離遠(yuǎn)近與傳感器的實(shí)時(shí)信息，以及如何避免近距離的障礙物。

　　英特爾把無(wú)人機(jī)作為其處理器產(chǎn)品的一大新興應(yīng)用加以推廣，但從宣傳力度來(lái)看，英特爾似乎更愿意看到其這兩年主打的RealSense實(shí)感技術(shù)即3D攝像頭的無(wú)人機(jī)應(yīng)用有所突破。關(guān)于英特爾的處理器我們了解的很多了，這里就重點(diǎn)介紹下英特爾的RealSense 3D攝像頭。

　　- 從硬件部分，它是支持Intel實(shí)感計(jì)算的3D攝像頭；

　　- 從軟件部分，它是Intel“實(shí)感”計(jì)算的SDK；

　　Intel 3D攝像頭分為兩種，一種是用于近距離，精度較高的前置3D攝像頭，另一種是可用于較遠(yuǎn)距離，精度稍低的后置3D攝像頭。

　　前置實(shí)感3D攝像頭和Kinect一樣，它的工作原理也是“結(jié)構(gòu)光”。至于結(jié)構(gòu)可以具體可以看下圖：

　　至于遠(yuǎn)距離的3D攝像頭，Intel使用“主動(dòng)立體成像原理”，它模仿了人眼的“視差”原理，通過(guò)打出一束紅外光，以左紅外傳感器和右紅外傳感器追蹤這束光的位置，然后用三角定位原理來(lái)計(jì)算出3D圖像中的“深度”信息。

　　它的結(jié)構(gòu)是這樣的：

　　英特爾實(shí)感3D攝像頭可以根據(jù)被用于設(shè)備在 前置/后置 的不同位置，被分為R系列與F系列。被用在Dell Venue 8 7840中的后置攝像頭型號(hào)為Snapshot R100，同系列還有R200。而一般被用于傳統(tǒng)電腦、筆記本電腦和一體機(jī)等產(chǎn)品中的前置攝像頭則被稱為F系列，目前的設(shè)備有F200。

　　R200主要針對(duì)平板使用，其主要用途包括了3D掃描、家庭裝潢、身臨其境的試衣、圖像和視頻處理、游戲應(yīng)用等五個(gè)方面。相比前者，R100在功能定位方面要簡(jiǎn)單許多，其最主要的任務(wù)便是支持RealSense。此外，F(xiàn)200的主要用途包括了獲取3D數(shù)據(jù)的捕捉、掃描，手勢(shì)控制，以及沉浸式的協(xié)作。

　　4. 三星Artik芯片

　　三星的Artik芯片有三個(gè)型號(hào)，其中應(yīng)用于無(wú)人機(jī)的主要是Artik 5，Artik 5尺寸為29x25mm，搭載1GHz ARM雙核處理器（Mali 400 MP2 GPU），搭配的是512MB LPDDR3內(nèi)存以及4GB eMMc閃存。支持Wi-Fi、低功耗藍(lán)牙，支持802.11 b/g/n。此外，該芯片還能對(duì)解碼H.264等格式720p 30fps的視頻進(jìn)行解碼，并提供了TrustZone。

　　ARTIK 5 采用三星下一代ePoP封裝技術(shù)，為廣泛的設(shè)備和應(yīng)用提供計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量的最佳組合，在性能和功耗之間實(shí)現(xiàn)平衡。集成有業(yè)界最佳的安全特性。

　　ARTIK 5模塊為高度集成的系統(tǒng)模塊，采用Exynos架構(gòu)的雙核ARM Cortex-A7處理器，同時(shí)集成DRAM和閃存、一個(gè)安全元件（SE），并提供多種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字控制接口，支持外部傳感器以及高性能外圍器件，以擴(kuò)展模塊功能。

　　5. 德州儀器OMAP3630

　　德州儀器的OMAP3630曾經(jīng)在單核時(shí)代的智能手機(jī)領(lǐng)域風(fēng)光無(wú)限，但隨著多核成為主流，以及德州儀器逐漸淡出消費(fèi)電子，OMAP3630的戰(zhàn)場(chǎng)也轉(zhuǎn)移到無(wú)人機(jī)這樣的新興市場(chǎng)。

　　6. Atmel Mega2560芯片

　　Atmel的AVR處理器芯片在國(guó)外的無(wú)人機(jī)中被采用的很多，但在國(guó)內(nèi)被意法半導(dǎo)體占去了大部分市場(chǎng)。其特性參數(shù)包括：

　　核心處理器：AVR

　　內(nèi)核位數(shù)：8-位

　　速度：16MHz

　　連通性：EBI/EMI，I2C，SPI，UART/USART

　　外圍設(shè)備：欠壓檢測(cè)/復(fù)位，POR，PWM，WDT

　　輸入/輸出數(shù)：86

　　程序存儲(chǔ)器容量：256KB （256K x 8）

　　程序存儲(chǔ)器類型：FLASH

　　EEPROM 大?。?K x 8

　　RAM 容量：8K x 8

　　電壓 - 電源 （Vcc/Vdd）：4.5 V ~ 5.5 V

　　數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器：A/D 16x10b

　　振蕩器型：內(nèi)部

　　工作溫度：-40°C ~ 85°C

　　封裝/外殼：100-TQFP， 100-VQFP

　　7. XMOS XCORE多核微控制器

　　多軸飛行器需要用到四至六顆無(wú)刷電機(jī)（馬達(dá)），用來(lái)驅(qū)動(dòng)無(wú)人機(jī)的旋翼。而馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制器就是用來(lái)控制無(wú)人機(jī)的速度與方向。原則上一顆馬達(dá)需要配置一顆8位MCU來(lái)做控制，但也有一顆MCU控制多個(gè)BLDC馬達(dá)的方案。

　　活躍在在機(jī)器人市場(chǎng)的歐洲處理器廠商XMOS也表示已經(jīng)進(jìn)入到無(wú)人機(jī)領(lǐng)域。目前XMOS的xCORE多核微控制器系列已被一些無(wú)人機(jī)/多軸飛行器的OEM客戶采用。在這些系統(tǒng)中，XMOS多核微控制器既用于飛行控制也用于MCU內(nèi)部通信。

　　xCORE多核微控制器擁有數(shù)量在8到32個(gè)之間的、頻率高達(dá)500MHz 的32位RISC內(nèi)核。xCORE器件也帶有Hardware Response I/O接口，它們可提供硬件實(shí)時(shí)I/O性能，同時(shí)伴隨很低的延遲。多核解決方案支持完全獨(dú)立地執(zhí)行系統(tǒng)控制與通信任務(wù)，不產(chǎn)生任何實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）開(kāi)銷。xCORE微控制器的硬件實(shí)時(shí)性能使得客戶能夠?qū)崿F(xiàn)精確的控制算法，同時(shí)在系統(tǒng)內(nèi)無(wú)抖動(dòng)。

　　8. 新唐MINI 51系列

　　雖然來(lái)自臺(tái)灣，但終于有國(guó)產(chǎn)處理器出現(xiàn)了。

　　Mini51為Cortex-M0 32位微控制器系列，其特點(diǎn)為寬電壓工作范圍2.5V至5.5V與-40℃ ~ 105℃工作溫度、內(nèi)建22.1184 MHz高精度RC晶振（±1%精確度，25℃ 5V）、并內(nèi)建Data Flash、欠壓檢測(cè)、豐富外設(shè)、整合多種串行傳輸接口、高抗干擾能力（8KV ESD/4KV EFT）、支持在線系統(tǒng)更新（ISP）、在線電路更新（ICP）與在線應(yīng)用程序更新（IAP），提供封裝有TSSOP20、QFN33（4mm*4mm與 5mm*5mm）與LQFP48。

　　關(guān)鍵特性 ：

　　• 內(nèi)核（Core）

　　- Cortex®-M0 32位微處理器

　　- 工作頻率可達(dá) 24 MHz

　　- 工作電壓：2.5V to 5.5V

　　- 工作溫度：-40℃ ~ 105℃

　　• 內(nèi)存（Memory）

　　- 16 KB應(yīng)用程序

　　- 內(nèi)嵌2 KB SRAM

　　- 可配置的 Data Flash

　　- 在線系統(tǒng)更新ISP

　?。↖n-System Programming）

　　- 在線電路更新ICP

　　（In-Circuit Programming）

　　- 在線應(yīng)用程序更新 IAP

　?。↖n-Application Programming）

　　• 模擬轉(zhuǎn)數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ADC）

　　- 提供8通道

　　- 10位分辨率

　　- 每秒采樣率可達(dá) 250kSPS

　　- PWM輸出可以觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換

　　• 脈沖寬度調(diào)制（PWM）

　　- 最多6信道PWM輸出或3信道互

　　補(bǔ)式PWM輸出

　　- PWM時(shí)間與周期可觸發(fā)A/D轉(zhuǎn)換

　　• 通訊接口（Connectivity）

　　- 一組SPI（可達(dá)24 MHz）

　　- 一組I²C（可達(dá) 400 kHz）

　　- 一組UART

　　• 時(shí)鐘控制（Clock control）

　　- 外部晶振4 to 24MHz

　　- 內(nèi)置22.1184 MHz高精度RC晶振，常溫

　　5V下±1%誤差