Egal, ob Sie ein Amateur-Enthusiast oder ein Experte für Rapid Prototyping sind, Sie müssen sich bereits der Bequemlichkeit von Hardware in Maker-Qualität bewusst sein. Allerdings können Projekte mit hoher Nachfrage, die künstliche Intelligenz (KI), Robotik, das Internet der Dinge (IoT) und Computer Vision umfassen, diese Hardwarekomponenten überfordern.
Eine gängige Lösung ist die Verwendung von Hersteller-Entwicklungsboards in Verbindung mit professioneller Ausrüstung. Dadurch wird das Design jedoch außerordentlich komplex: komplexe Kommunikation zwischen den Platinen, eine große Menge zusätzlicher Verkabelung und eine Reihe von Kopfschmerzen verursachenden Debugging-Problemen. Allein das Erlernen zweier unabhängiger Toolkits kann qualvoll sein. Ich habe einmal unzählige lange Nächte voller Frustration mit einer unbekannten integrierten Entwicklungsumgebung (IDE) verbracht. Deshalb hat mich das clevere Design des UNO Q von Arduino so sehr angezogen.
UNO Q integriert eine Hochleistungs-Mikroprozessoreinheit (MPU) und eine Echtzeit-Mikrocontrollereinheit (MCU) auf einer einzigen Leiterplatte und basiert auf einer neuen einheitlichen Entwicklungsumgebung namens Arduino App Lab.
Diese Dual-Prozessor-Architektur hat Anwendungsbereiche eröffnet, die ursprünglich mehrere Leiterplatten erforderten. Robotertechnologie mit autonomen Navigationsfunktionen, Smart-Home-Geräte, die eine datenschutzfreundliche Gesichtserkennung unterstützen, und intelligente Landwirtschaftssysteme, die sich automatisch an die Umgebung anpassen können, sind nur einige Beispiele.
Arduino-Board mit zwei Prozessoren und zwei Betriebssystemen, geeignet für Anwendungen mit hohen Anforderungen
Das erste Produkt der UNO Q-Serie ist ABX00162 (Abbildung 1). Das herausragende Merkmal dieser Leiterplatte ist die Verwendung von Qualcomms QRB-2210, einem Quad-Core-Arm-Cortex-A53-MPU mit einer Frequenz von 2,0 Gigahertz (GHz), ausgestattet mit einer Adreno-Grafikverarbeitungseinheit (GPU) und zwei Bildsignalprozessoren. Der Chip ist mit 2 GByte Arbeitsspeicher und 16 GByte eMMC-Speicher ausgestattet und ist damit die erste Arduino-Hardware, die in der Praxis Debian Linux auf Desktop-Niveau ausführen kann. Dies bedeutet, dass Sie KI-Modelle und Python-Anwendungen direkt auf der Platine hosten können, anstatt auf einem separaten Computer.
Abbildung 1: Arduino UNO Q ABX00162 kombiniert Hochleistungs-MPU mit Echtzeit-MCU. (Bildquelle: Arduino)
All dies ergänzt das klassische Arduino-Erlebnis, das auf der STM32U585-MCU basierend auf STMicroelectronics basiert. Der Kern dieser MCU ist der Arm Cortex-M33n, der mit einer Frequenz von bis zu 160 Megahertz (MHz) läuft. Die MCU betreibt den Arduino Core auf dem Zephyr-Betriebssystem und steuert verschiedene Peripheriegeräte, einschließlich der integrierten 8 × 13-LED-Matrix.
Obwohl UNO Q über verschiedene neue Funktionen verfügt, ist es dennoch mit einem breiteren Arduino-Ökosystem kompatibel. Der klassische Pin-Header nach UNO-Spezifikation ist mit vorhandenen Erweiterungskarten kompatibel, während die Qwiic-Schnittstelle Plug-and-Play unterstützt, was den Anschluss an Modulano-Module und die Anpassung an Sensoren und andere Peripheriegeräte erleichtert. Unten befinden sich außerdem Hochgeschwindigkeits-Stiftleisten (JMEDIA und JMISC), die zum Anschluss fortschrittlicher Peripheriegeräte wie MIPI-Kameras und Displays verwendet werden.
Einheitliche Entwicklung mit Arduino App Lab
Die Hardware ist nur einer der Gründe, warum UNO Q so attraktiv ist. Das Arduino App Lab (Abbildung 2) kann als Entwicklungsumgebung die Dual-Prozessor-Architektur als ein einziges zusammenhängendes Ziel betrachten und so die vollständige Form des Produkts bilden.