在無人機(jī)領(lǐng)域，大疆等中國的無人機(jī)企業(yè)也或多或少的感受到了危機(jī)，華為尚且能夠自研芯片，但是無人機(jī)企業(yè)的CPU等核心芯片、器件基本由國外供應(yīng)，那無人機(jī)方面依賴國外的核心芯片和器件有哪些呢? 我們來進(jìn)行一個全面的大盤點(diǎn)。
首先，本文盤點(diǎn)的不僅僅是核心芯片，包括飛控系統(tǒng)中的CPU等核心控制單元，還有連接器件、傳感器件以及云臺等關(guān)鍵部件，即使是大疆在某些方面，除了CPU還是完全靠進(jìn)口來解決。
一、主控
在無人機(jī)領(lǐng)域，CPU是必須的(幾十塊的玩具無人機(jī)除外)，而無人機(jī)方面的CPU和整體方案主要有大疆自研的飛控系統(tǒng)、高通提供的無人機(jī)設(shè)計(jì)平臺Snapdragon Flight、還有基于開源平臺APM、Px4等各種方案中用到的CPU。
1、大疆自研飛控
有網(wǎng)友拆解發(fā)現(xiàn)大疆早期的飛控用的nxp的lpc1768，消費(fèi)級的32位處理器。后面可能有FPGA+dsp的方案。
2018年發(fā)布的Spark曉，視頻處理用的是Intel旗下Movidius的Myriad 2計(jì)算機(jī)視覺處理芯片。后面有人發(fā)現(xiàn)其用了意法半導(dǎo)體的STM32F303、英特爾的Movidius MA2155 VPU、聯(lián)芯的LC1860C SoC和Atheros/高通的AR1021X雙頻Wi-Fi SoC。
Mavic Mini視頻處理用的是Ambarella處理器，而有人拆解Mavic發(fā)現(xiàn)飛控芯片的主控CPU用的是ATMEL的M7內(nèi)核的ATSAME70Q21，主頻300MHZ 集成2048KB FLASH 384KB RAM。
2、高通(Qualcomm)的Snapdragon Flight平臺
高通于2015年推出的無人機(jī)設(shè)計(jì)平臺Snapdragon Flight主要有零度、普宙等公司用了，但是后來消費(fèi)類市場基本被大疆壟斷以后，這兩家公司主要面向行業(yè)無人機(jī)，因此高通的無人機(jī)平臺和芯片應(yīng)該是一直停留在2016年的架構(gòu)和水平了。
Snapdragon芯片集無線通信、傳感器集成和空間定位等功能于一體。采用了“RealSense”技術(shù)，能夠建起3D地圖和感知周圍環(huán)境，它可以像一只蝙蝠一樣飛行，主動避免障礙物。Snapdragon Flight之所以具有能夠拉低無人機(jī)的制造成本和售價的最根本優(yōu)勢，是因?yàn)楦咄o人機(jī)芯片具有和智能手機(jī)相同的處理器，也可能包括其他一些相同部件，因此做到規(guī)模化生產(chǎn)從而帶來成本優(yōu)化的效應(yīng);芯片高度集成化，節(jié)省了無人機(jī)多個高價模塊的合起來的成本，據(jù)悉各個模塊成本合計(jì)為無人機(jī)成本的30%~40%。對比當(dāng)時主要的無人機(jī)芯片解決方案，高通snapdragon flight 的CPU 尺寸最小、主頻最高。
但是高通的芯片方案似乎想魚與熊掌兼得，加上無人機(jī)市場競爭激烈，反而沒有搞起來。
3、出貨量第二的APM開源方案CPU：Atmel
APM的開源系統(tǒng)市場上用的最多的CPU是Atmel(愛特梅爾)。
主控：ATMEL MEGA2560開發(fā)板。AT91M55800A，ARM7TDMI核、嵌入式ICE接口、存儲器以及外圍。有人說Atmel的AVR處理器芯片在國外的無人機(jī)中被采用的很多，但在國內(nèi)被意法半導(dǎo)體占去了大部分市場，其實(shí)不然，曾經(jīng)在國內(nèi)出貨量達(dá)到10萬+的飛控就是采用APM的Atmel CPU。
4、PX4/Pixhawk開源方案
PIXHawk 突破性地采用了整合硬件浮點(diǎn)運(yùn)算核心的Cortex-M4的單片機(jī)作為主控芯片，內(nèi)置兩套陀螺和加速度計(jì)MEMS傳感器，互為補(bǔ)充矯正，內(nèi)置三軸磁場傳感器并可以外接一個三軸磁場傳感器，同時可外接一主一備兩個GPS傳感器，在故障時自動切換。主控制器STM32F427 32位微處理器：168 MHz，252 MIPS，Cortex M4核心與浮點(diǎn)單元。獨(dú)立供電的32位STM32F103備用故障保護(hù)協(xié)處理器，在主處理器失效時可實(shí)現(xiàn)手動恢復(fù)。
5、小米無人機(jī)平臺：全志R16
小米旗下的飛米第一代無人機(jī)經(jīng)過了數(shù)次研發(fā)，最初采用Arm芯片，但是研發(fā)失敗，后來與全志合作，采用全志R16方案，但是也經(jīng)歷了第一次發(fā)布的炸機(jī)事件，不過到現(xiàn)在已經(jīng)比較穩(wěn)定了。
二、其他主控方案
在無人機(jī)興起是2015年火熱的消費(fèi)類無人機(jī)市場的帶動下，其他各個廠商都推出了各自的主控方案，但是實(shí)際出貨的產(chǎn)品和銷量很少，有的是實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的，其中有：
5、聯(lián)芯科技
聯(lián)芯科技有限公司是大唐電信科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)的核心企業(yè)之一，總部位于中國上海，專業(yè)從事2G、3G、4G移動互聯(lián)網(wǎng)終端核心技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，提供3G/4G移動終端芯片及解決方案。聯(lián)芯科技面向個人終端、家庭智能終端、行業(yè)應(yīng)用終端等產(chǎn)品提供核心芯片平臺及解決方案，產(chǎn)品形態(tài)覆蓋智能手機(jī)、平板電腦、數(shù)據(jù)類終端、穿戴式設(shè)備等多種移動消費(fèi)電子產(chǎn)品。
2014年第三季度正式上市的LC1860芯片，是國內(nèi)首顆面向公開市場商用的28nm 4G SoC芯片，是一顆自主可控的“中國芯”。2016年，大疆在其最新一代的消費(fèi)級航拍無人機(jī)——大疆精靈Phantom 4中，首次采用了聯(lián)芯方案LC 1860，這顆芯片也被應(yīng)用在了零度智控的第一代無人機(jī)上。LC1860具備“4G+28nm”的特性，支持LTE-TDD/LTE-FDD/TD-SCDMA/WCDMA/GGE五模， 集成4+1個Cortex A7 1.5GHz CPU、雙核GPU Mali T628、Trustzone安全架構(gòu)等特點(diǎn)，是國內(nèi)首顆面向公開市場商用的28nm 4G SoC芯片。
6、TI(德州儀器)
主控：TI OMAP3630。Micron閃存，德州儀器電源管理+USB解決方案，Atheros802.11b/g/nWiFi控制器，博世BMA150加速器，BMP180氣壓傳感器，應(yīng)美盛的IMU-3000陀螺儀和運(yùn)動處理器，微芯科技的PIC24HJ單片機(jī)。
7、 SamSung(三星)
主控：Samsung Artik芯片。Artik 10采用1.3GHz八核處理器，擁有2GB內(nèi)存和16GB閃存。包括Wi- Fi、藍(lán)牙和藍(lán)牙低功耗、ZigBee和Thread。三星于2015年5月推出了低功耗芯片Artik，有三個規(guī)格，其中Artik1大小只有12mm*12mm，售價不到10美元，據(jù)悉規(guī)格不同，在處理速度、存儲能力以及無限電通信能力上均有差異。這芯片面向無人機(jī)和智能家具等互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。業(yè)界普遍認(rèn)為Artik將成為三星對抗高通及英特爾的殺手锏，但嚴(yán)格來說，三星還只是后來者。
8、NVIDIA(英偉達(dá))
相比起英特爾試圖利用其處理器進(jìn)入無人機(jī)市場，來彌補(bǔ)PC銷售的疲軟態(tài)勢，英偉達(dá)沒有迫切進(jìn)入無人機(jī)市場的理由，其核心的GPU圖形處理器業(yè)務(wù)年增長幅度為7%，占據(jù)其2016上半年?duì)I收的82%。據(jù)了解，2015年英偉達(dá)相繼為Parrot及大疆提供芯片，針對無人機(jī)市場，英偉達(dá)開發(fā)了Jetson TX1芯片方案，可以勝任各類圖像圖形識別和高級人工智能任務(wù)，使用它的無人機(jī)可以在空中停留更長時間。此前，英偉達(dá)還同時為大疆和Parrot提供過芯片方案。當(dāng)然英偉達(dá)并沒有將TX1主板的潛力限于在無人機(jī)的運(yùn)用，它還可被運(yùn)用于機(jī)器人、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或者實(shí)驗(yàn)室裝備。英偉達(dá)還為開發(fā)者們提供了計(jì)算機(jī)如OpenVX1.1的視覺庫以幫助開發(fā)人員使用主板。
9、華為海思
在無人機(jī)領(lǐng)域，華為旗下全資子公司海思原先在安防攝像頭市場有70%的市場份額，隨后為了給這安防攝像頭插上翅膀，于2016年7月推出了華為無人機(jī)平臺，即聯(lián)手深圳本土初創(chuàng)公司宙心科技，在華為海思芯片的基礎(chǔ)上推出了一系列無人機(jī)解決方案。
10、XMOS
活躍在在機(jī)器人市場的歐洲處理器廠商XMOS也表示進(jìn)入到無人機(jī)領(lǐng)域。目前XMOS的xCORE多核微控制器系列已被一些無人機(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。
11、瑞芯微
主控：瑞芯微RK3288。瑞芯微有基于RK3288的無人機(jī)產(chǎn)品在國內(nèi)展示并試飛。據(jù)介紹，這款無人機(jī)產(chǎn)品采用軸距300mm的四旋翼，基于瑞芯微RK3288是處理器，攝像頭與機(jī)身采用了一體化設(shè)計(jì)，支持1080p視頻拍攝。機(jī)身重量約730g，續(xù)航時間為14分鐘。功能方面，支持一鍵全景、失控返航、定點(diǎn)巡航、一鍵自拍、一鍵繞飛、地理圍欄等。
12、新唐(Nuvoton)
來自臺灣，主控：新唐 MINI5系列。低階遙控器使用 SOP20 封裝的4T 8051 N79E814;中高階遙控器則采用Cortex-M0 M051系列內(nèi)建ARM9及H.264視頻邊譯碼器的N329系列。
三、傳感器和連接器
傳感器是無人機(jī)飛行控制中必不可少的器件。其中主要的核心器件基本由國外大廠研發(fā)。
13、博世
2016博世推出的BMF055提供了“一站式”傳感器解決方案，讓創(chuàng)新者們可以專注于軟件開發(fā)和其他更重要的因素，利用BMF055傳感器開發(fā)的無人機(jī)不僅可以在空中高速飛行，甚至可在半空中翻轉(zhuǎn)。
還有BMM150三軸數(shù)字地磁傳感器、BMP388 氣壓傳感器。
2018年美國拉斯維加斯消費(fèi)電子展(CES)上，博世傳感器(Bosch Sensortec)最新推出了兩款傳感器新品。其中一款是高性能慣性測量單元(IMU)BMI088，一款六軸IMU，具有卓越的抗振性，專為無人機(jī)和機(jī)器人應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
15、TE
專門用于無人機(jī)的解決方案的器件有：利用測量空氣的壓力來換算成海拔高度的數(shù)字氣壓傳感器，用于植保機(jī)的數(shù)字壓差傳感器等。
MS5607/MS5611 ，是利用測量空氣的壓力來換算成海拔高度的數(shù)字氣壓傳感器。它們可以分辨出0.012mbar (1.2pa)的氣壓，約等于10cm的上升高度(在低空，海平面附近)，是無人機(jī)和高度計(jì)海拔測量的理想選擇。
TE的MS4515DO 是數(shù)字壓差傳感器，用于空速的一般需要非常低的壓力范圍。一般會選4515DO表壓的型號。
16、ALPS
ALPS傳感器在無人機(jī)領(lǐng)域與國內(nèi)很多大廠家，包括大疆是非常長久的合作關(guān)系。
主要集中在一些現(xiàn)有的傳感器比如說角度傳感器，應(yīng)用在攝象頭的控制，還有氣壓的傳感器，包括升空高度自動剪枝產(chǎn)品。
17、廣瀨
目前出貨量比較大的還是大疆。無人機(jī)方面提供的方案主要是云臺，一個是高清，另一個是震動的前提之下要保證連接的穩(wěn)定，這個是廣瀨的優(yōu)勢，主要集中在這塊。
具體是指從攝象頭模組，接到主板，攝象頭本身接到云臺中間需要一個可以轉(zhuǎn)動的高頻高速的信號，里面有一個器線同軸的產(chǎn)品，它的RF是單個的做成一排。
四：GPS
為什么單獨(dú)把GPS拿出來，是因?yàn)榧词怪袊F(xiàn)在擁有北斗，即將能夠覆蓋全球的能力，但是目前在商業(yè)化和實(shí)際使用方面使用最多的還是美國的GPS，特別是在國外市場，美國的GPS制式核心模塊是少不了的。同時，即使能夠國產(chǎn)化GPS，但是依然還得依賴美國GPS制式，因此，這也是無人機(jī)中一個必不可少的核心器件。
18、GPS
國內(nèi)外GPS廠家很多，有多模的，有三選二(美國GPS、中國北斗、俄羅斯格洛納斯)甚至更多制式選擇的，但是都少不了核心GPS制式。
在高端高精度上有差分GPS。
結(jié)語：
可見，在無人機(jī)方面的核心CPU和核心器件方面，目前大部分都還是依賴國外廠商的進(jìn)口，至于為什么不能自研，一方面中國的無人機(jī)大多專注在集成方面，另外一個重要的原因是市場還不夠大，全球消費(fèi)類無人機(jī)一年的銷量僅僅一百萬臺左右，行業(yè)類無人機(jī)僅僅10-20萬余臺。這樣的市場容量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足芯片的自行研發(fā)、設(shè)計(jì)、流片、投產(chǎn)等所付出的動輒上億的代價。而國外大廠一般都有成熟的設(shè)計(jì)和研發(fā)能力，也有一些通用的或者近似的芯片架構(gòu)，這方面所投入的成本攤薄開來就相對較少了。
因此，要想解決無人機(jī)核心芯片自研，還得加大市場開拓和創(chuàng)新力度，雖然無人機(jī)目前主要轉(zhuǎn)向行業(yè)發(fā)展，但是消費(fèi)類始終是數(shù)量最大的市場，只有解決了消費(fèi)類市場的痛點(diǎn)，讓人人隨手都能玩無人機(jī)，才可能拓展至十倍、百倍，畢竟全球手機(jī)市場有數(shù)十億，而無人機(jī)市場才百余萬，還是有非常大的想象空間。
而消費(fèi)類市場的繁榮也必定會帶動行業(yè)類無人機(jī)市場更快的發(fā)展和興旺。來源：搜狐科技
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