在當今數字化時代，嵌入式系統(tǒng)得到快速發(fā)展，機器人、人工智能、ChatGPT的頻率越來越高，工業(yè)智能系統(tǒng)對基于智能芯片上的處理能力和處理速度的需求更為強勁。傳統(tǒng)基于CPU的處理器已經不能滿足各項智能任務的要求，智能控制SoC芯片的橫空出世，已經成為眾多智能終端設備的首選，智能控制SoC芯片的多核異構結構能夠配合人工智能算法進行深度耦合，獲取更高效能和更復雜算法的支持，為智能AI、人工智能、機器人的應用夯實了基礎。而芯馳D9350這款國產多核異構SoC，正適合應用到機器人場景，米爾作為嵌入式處理器模組廠商，也推出了基于芯馳D9350的核心板和開發(fā)板，助力開發(fā)者賦能智能機器人應用。

圖：機器人應用場景圖

多核一芯、一芯多系統(tǒng)

機器人主控方案需要更強大和全面的性能，一般采用Android+Linux+ros系統(tǒng)的操作，需要3顆獨立的芯片支撐整個操作系統(tǒng)，存在兼容難度大、成本較高等問題。而芯馳D9350擁有高集成度、高算力、高效率、高處理能力、高接入能力以及高安全等六大產品制高點，實現了CPU、NPU、GPU、MCU“四芯合一”，且配備5*Cortex-A55內核，支持RT-LINUX+安卓和ubuntu系統(tǒng)+RTOS系統(tǒng)等多個操作系統(tǒng)并行，真正實現“多核一芯、一芯多系統(tǒng)”，芯馳D9350以其高集成度提升系統(tǒng)性價比，降低部署難度。

圖：芯馳D9350核心板

芯馳D9350芯片架構特性，支持硬件AMP，可以分成多組處理器來使用：

1、4核Cortex-A55運行在1.6GHz，可以運行安卓和ubuntu系統(tǒng)，可以實現圖形GUI、人機交互。

單核Cortex-A55運行在1.6GHz，可以運行RT-LINUX等實時性操作系統(tǒng)，負責底層設備通訊、管理。

3組Cortex-R5運行在800MHz，可以運行RTOS甚至裸跑，能實現超高速的外設操作、實時相應等。

具備NPU加速運算單元，具備1 Tops AI加速能力。

圖：芯馳D9350芯片介紹

芯馳D9350具備多種高速相機接口、總線接口：

支持4 lane MIPI-CSI，可直接接入800W像素相機，或者通過解串芯片接入4路GMSL、FPDLINK、AHD攝像頭。

支持千兆以太網TSN和USB3.0高速接口，可以選擇200W~4800W像素工業(yè)相機，選擇廣泛。

支持4路CANFD接口，16路UART、12路I2C、8路SPI、8路PWM、12bit ADC、100+ GPIO端口。

機器人ROS系統(tǒng)適配

米爾的芯馳D9350平臺，基于Ubuntu操作系統(tǒng)，運行ROS機器人應用框架，提供了一套完整的工具和庫，包括消息傳遞、通信機制、軟件包管理、調試和可視化等功能，實現機器人管控。ROS全稱Robot Operating System，是一個適用于機器人編程的框架，這個框架把原本松散的零部件耦合在了一起，為他們提供了通信架構。ROS雖然叫做操作系統(tǒng)，但它只是連接了操作系統(tǒng)和開發(fā)的ROS應用程序，所以也算是一個中間件，是一套軟件庫和工具，基于ROS的應用程序之間建立起了溝通的橋梁，所以也是運行在Linux上的運行環(huán)境，在這個環(huán)境上，機器人的感知、決策、控制算法可以更好的組織和運行。ROS就是介于底層操作系統(tǒng)（如Linux）和上層業(yè)務應用軟件（如OpenCV）之間的中間件。簡單來說：ROS=通訊機制+工具軟件包+機器人應用功能+機器人生態(tài)系統(tǒng)，使得機器人控制系統(tǒng)的開發(fā)更加高效和可靠。

ROS2優(yōu)化的通訊機制

ROS2和ROS1的系統(tǒng)架構框圖對比 由下往上看，在操作系統(tǒng)層，ROS2比ROS1支持的底層操作系統(tǒng)更多，也支持實時操作系統(tǒng)（RTOS）了。這就讓ROS2可以支持更多樣化的嵌入式硬件，例如機器人應用中一些輕量化的ECU。在中間層，ROS1更多地依賴TCP和UDP協(xié)議，而在ROS2中則引入了DDS。DDS全稱是Data Distribution Service 數據分發(fā)服務，是一種分布式實時通信中間件協(xié)議，也是一個被很多公司實現的工業(yè)標準。DDS采用發(fā)布/訂閱體系架構，強調以數據為中心，提供豐富的服務質量（QoS）策略，以保障數據進行實時、高效、靈活地分發(fā)。正是基于DDS的通訊機制，ROS的應用層就不再需要Master節(jié)點。節(jié)點之間采用自發(fā)現機制，找到彼此，進而建立穩(wěn)定的通信連接。這對于滿足功能安全需求，有很大幫助。當然，ROS1和ROS2的應用層軟件接口是匹配的，讓ROS1上開發(fā)的應用軟件能快速復用部署到ROS2上，也是ROS2的設計目標。

ROS 中的生態(tài)系統(tǒng)

綜上，米爾芯馳D9350的核心板為機器人控制產品提供了高性能計算、多媒體處理和通信功能，有助于實現更智能、更靈活和更高效的工業(yè)自動化。米爾電子提供底板的原理圖和PCB工程，可以根據提供工程需求來實現真正意義上的裁剪，定制開發(fā)屬于自己的產品，米爾還提供配套的芯馳D9350開發(fā)板用于評估，助力企業(yè)客戶開發(fā)成功。