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本文作者: 王強(qiáng) | 2015-03-07 16:32 |
以高通和英特爾為首的一眾芯片企業(yè)正在暗中較勁,試圖在無(wú)人機(jī)這個(gè)新興科技產(chǎn)品市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)權(quán)。
迅速膨脹的全球民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)吸引了許多創(chuàng)業(yè)企業(yè)與大公司參與其中。參與者分為兩類(lèi),其一是像大疆、GoPro這樣自己制造整機(jī)出售的企業(yè);另一類(lèi)則是為無(wú)人機(jī)提供組件、程序的上游制造商。與大出風(fēng)頭的大疆等整機(jī)廠不同,上游組件供應(yīng)商得到的關(guān)注不多。但是隨著無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的高速增長(zhǎng),高通和英特爾這樣的大名開(kāi)始出現(xiàn)在與無(wú)人機(jī)相關(guān)的新聞中。兩家企業(yè)都發(fā)布了無(wú)人機(jī)使用的處理器,高通還投資了新興的整機(jī)制造企業(yè)。芯片巨頭的加入證明芯片技術(shù)在未來(lái)無(wú)人機(jī)發(fā)展中的重要性不可忽視,芯片將成為未來(lái)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵核心組件。
傳統(tǒng)的民用無(wú)人機(jī)并不需要強(qiáng)悍的計(jì)算能力:由經(jīng)驗(yàn)豐富的操控者在目視距離內(nèi)使用短程無(wú)線電控制的小航模只需簡(jiǎn)單的電路就可以正常飛行。直到最近幾年,電池動(dòng)力多軸旋翼與機(jī)載攝像裝置的結(jié)合讓新手也可以快速學(xué)會(huì)無(wú)人機(jī)操控,同時(shí)也對(duì)無(wú)人機(jī)自身的電子設(shè)備能力提出了很高的要求:飛行器與地面的通訊帶寬要大幅增加以傳輸視頻數(shù)據(jù);最好擁有障礙探測(cè)與規(guī)避能力以彌補(bǔ)操控者經(jīng)驗(yàn)的不足;無(wú)人機(jī)要和其他電子設(shè)備很好地協(xié)作,方便操控與實(shí)現(xiàn)各類(lèi)用途,等等。面對(duì)新的需求,無(wú)人機(jī)需要強(qiáng)大的處理能力和通信能力。傳統(tǒng)的單片機(jī)已經(jīng)難堪重任,民用無(wú)人機(jī)開(kāi)始如軍用無(wú)人戰(zhàn)機(jī)一樣要裝備性能強(qiáng)大的芯片了。
但為無(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)處理器并不是簡(jiǎn)單的活計(jì),不是隨便拿來(lái)一套Core i5平臺(tái)塞到機(jī)身里就能解決問(wèn)題的。飛行中需要處理的任務(wù)種類(lèi)不多,而很多任務(wù)并非PC或手機(jī)平板使用的CPU、GPU擅長(zhǎng)的。例如無(wú)人機(jī)處理周?chē)膱D像信息時(shí),GPU中的光柵與紋理單元就幾乎沒(méi)有用途;進(jìn)行物體識(shí)別時(shí),專(zhuān)用FPGA電路的運(yùn)算效率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于一顆四核心i7 CPU。芯片企業(yè)需要為無(wú)人機(jī)開(kāi)發(fā)專(zhuān)用處理器,而不是簡(jiǎn)單地拿通用設(shè)計(jì)修改了事。
無(wú)人機(jī)的通訊組件也是非常重要的。手機(jī)通訊對(duì)延遲不太敏感,但飛行器接受指令如果晚了半秒可能就會(huì)有嚴(yán)重后果。既要保持低延遲又要實(shí)現(xiàn)高帶寬,無(wú)人機(jī)使用的無(wú)線數(shù)據(jù)芯片也不能直接拿手機(jī)基帶充數(shù),同樣需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。
此外,使用電池為動(dòng)力的飛行器還對(duì)機(jī)載電子設(shè)備的功耗有嚴(yán)格限制,高能耗的芯片會(huì)直接影響航程。超迷你型無(wú)人機(jī)還不能使用太大的控制芯片,對(duì)芯片面積的約束可能比智能手機(jī)還強(qiáng)??傊瑸檫@種新玩意兒開(kāi)發(fā)芯片注定是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。
但在艱難的任務(wù)背后,無(wú)人機(jī)芯片的潛在市場(chǎng)卻是非常誘人的:飛行器的機(jī)體通常不會(huì)很快損壞,使用年限較長(zhǎng);但核心電子器件的換代會(huì)很迅速,每隔一兩年就會(huì)有更新、更強(qiáng)的芯片面世,提升無(wú)人機(jī)的綜合能力。為無(wú)人機(jī)更換處理模塊將像為PC升級(jí)組件一樣平常,這就意味著巨大的商機(jī)。一架售價(jià)一千美元的無(wú)人機(jī)安裝的處理模塊可能賣(mài)到三百美元,相當(dāng)于一顆PC CPU的售價(jià)。未來(lái)價(jià)值數(shù)百億美元的無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)中,芯片企業(yè)足可以分得一百億美元甚至更多的蛋糕。此外由于無(wú)人機(jī)的很多技術(shù)與無(wú)人駕駛汽車(chē)相通,為前者研發(fā)的芯片技術(shù)很容易成為后者的積淀。如果能在無(wú)人機(jī)芯片領(lǐng)域獲得領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),進(jìn)而就可以在更重要的自動(dòng)駕駛汽車(chē)產(chǎn)業(yè)成為關(guān)鍵角色。即使對(duì)高通和英特爾這樣的芯片巨頭來(lái)說(shuō)這也是無(wú)法抗拒的誘惑,也難怪兩大巨頭先后開(kāi)始行動(dòng),準(zhǔn)備大展身手了。
目前,兩家企業(yè)發(fā)布的無(wú)人機(jī)芯片只是試驗(yàn)性質(zhì)的產(chǎn)品,依舊是基于手機(jī)芯片修改而來(lái),而非專(zhuān)門(mén)研發(fā)??梢灶A(yù)料的是不久后他們就會(huì)拿出真正為這個(gè)市場(chǎng)研制的處理器與基帶核心,并開(kāi)始制訂機(jī)載控制總線、模塊接口的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。將來(lái)用戶(hù)在選購(gòu)無(wú)人機(jī)時(shí)也要在意其使用了什么等級(jí)的CPU,乃至在專(zhuān)用測(cè)試程序中的成績(jī);“不服跑個(gè)分”的適用范圍又要擴(kuò)大了。好消息是,一旦核心處理模塊成為標(biāo)準(zhǔn)組件,用戶(hù)就只需升級(jí)無(wú)人機(jī)的芯片部分就可以獲得更強(qiáng)的性能與更多功能,省下了購(gòu)買(mǎi)整機(jī)的費(fèi)用??焖俚男酒夹g(shù)也能讓無(wú)人機(jī)更加易用、安全,可以完成更多任務(wù),成本也更低。就像高速發(fā)展的芯片技術(shù)大大加快了PC與智能手機(jī)的普及一樣,無(wú)人機(jī)在民用領(lǐng)域的滲透速度也將受益于此。過(guò)去只有軍隊(duì)才會(huì)裝備的無(wú)人飛行器將來(lái)可能會(huì)像汽車(chē)一樣廣泛普及,這就是IT產(chǎn)業(yè)的魅力所在。
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