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无人机将成芯片企业角力焦点

技术知识 summerdad 5年前 (2015-03-07) 99次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

无人机将成芯片企业角力焦点

高通和英特尔为首的一众芯片企业正在暗中较劲,试图在无人机这个新兴科技产品市场中占据主导权。

迅速膨胀的全球民用无人机产业吸引了许多创业企业与大公司参与其中。参与者分为两类,其一是像大疆、GoPro 这样自己制造整机出售的企业;另一类则是为无人机提供组件、程序的上游制造商。与大出风头的大疆等整机厂不同,上游组件供应商得到的关注不多。但是随着无人机市场的高速增长,高通和英特尔这样的大名开始出现在与无人机相关的新闻中。两家企业都发布了无人机使用的处理器,高通还投资了新兴的整机制造企业。芯片巨头的加入证明芯片技术在未来无人机发展中的重要性不可忽视,芯片将成为未来无人机产业的关键核心组件。

传统的民用无人机并不需要强悍的计算能力:由经验丰富的操控者在目视距离内使用短程无线电控制的小航模只需简单的电路就可以正常飞行。直到最近几年,电池动力多轴旋翼与机载摄像装置的结合让新手也可以快速学会无人机操控,同时也对无人机自身的电子设备能力提出了很高的要求:飞行器与地面的通讯带宽要大幅增加以传输视频数据;最好拥有障碍探测与规避能力以弥补操控者经验的不足;无人机要和其他电子设备很好地协作,方便操控与实现各类用途,等等。面对新的需求,无人机需要强大的处理能力和通信能力。传统的单片机已经难堪重任,民用无人机开始如军用无人战机一样要装备性能强大的芯片了。

但为无人机开发处理器并不是简单的活计,不是随便拿来一套 Core i5 平台塞到机身里就能解决问题的。飞行中需要处理的任务种类不多,而很多任务并非 PC 或手机平板使用的 CPU、GPU 擅长的。例如无人机处理周围的图像信息时,GPU 中的光栅与纹理单元就几乎没有用途;进行物体识别时,专用 FPGA 电路的运算效率可以远远强于一颗四核心 i7 CPU。芯片企业需要为无人机开发专用处理器,而不是简单地拿通用设计修改了事。

无人机的通讯组件也是非常重要的。手机通讯对延迟不太敏感,但飞行器接受指令如果晚了半秒可能就会有严重后果。既要保持低延迟又要实现高带宽,无人机使用的无线数据芯片也不能直接拿手机基带充数,同样需要专门设计与优化。

此外,使用电池为动力的飞行器还对机载电子设备的功耗有严格限制,高能耗的芯片会直接影响航程。超迷你型无人机还不能使用太大的控制芯片,对芯片面积的约束可能比智能手机还强。总之,为这种新玩意儿开发芯片注定是一项挑战。

但在艰难的任务背后,无人机芯片的潜在市场却是非常诱人的:飞行器的机体通常不会很快损坏,使用年限较长;但核心电子器件的换代会很迅速,每隔一两年就会有更新、更强的芯片面世,提升无人机的综合能力。为无人机更换处理模块将像为 PC 升级组件一样平常,这就意味着巨大的商机。一架售价一千美元的无人机安装的处理模块可能卖到三百美元,相当于一颗 PC CPU 的售价。未来价值数百亿美元的无人机产业中,芯片企业足可以分得一百亿美元甚至更多的蛋糕。此外由于无人机的很多技术与无人驾驶汽车相通,为前者研发的芯片技术很容易成为后者的积淀。如果能在无人机芯片领域获得领先优势,进而就可以在更重要的自动驾驶汽车产业成为关键角色。即使对高通和英特尔这样的芯片巨头来说这也是无法抗拒的诱惑,也难怪两大巨头先后开始行动,准备大展身手了。

目前,两家企业发布的无人机芯片只是试验性质的产品,依旧是基于手机芯片修改而来,而非专门研发。可以预料的是不久后他们就会拿出真正为这个市场研制的处理器与基带核心,并开始制订机载控制总线、模块接口的相关标准。将来用户在选购无人机时也要在意其使用了什么等级的 CPU,乃至在专用测试程序中的成绩;“不服跑个分”的适用范围又要扩大了。好消息是,一旦核心处理模块成为标准组件,用户就只需升级无人机的芯片部分就可以获得更强的性能与更多功能,省下了购买整机的费用。快速迭代的芯片技术也能让无人机更加易用、安全,可以完成更多任务,成本也更低。就像高速发展的芯片技术大大加快了 PC 与智能手机的普及一样,无人机在民用领域的渗透速度也将受益于此。过去只有军队才会装备的无人飞行器将来可能会像汽车一样广泛普及,这就是 IT 产业的魅力所在。


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