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本文作者: 王強 | 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,試圖在無人機這個新興科技產(chǎn)品市場中占據(jù)主導(dǎo)權(quán)。
迅速膨脹的全球民用無人機產(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,其一是像大疆、GoPro這樣自己制造整機出售的企業(yè);另一類則是為無人機提供組件、程序的上游制造商。與大出風(fēng)頭的大疆等整機廠不同,上游組件供應(yīng)商得到的關(guān)注不多。但是隨著無人機市場的高速增長,高通和英特爾這樣的大名開始出現(xiàn)在與無人機相關(guān)的新聞中。兩家企業(yè)都發(fā)布了無人機使用的處理器,高通還投資了新興的整機制造企業(yè)。芯片巨頭的加入證明芯片技術(shù)在未來無人機發(fā)展中的重要性不可忽視,芯片將成為未來無人機產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵核心組件。
傳統(tǒng)的民用無人機并不需要強悍的計算能力:由經(jīng)驗豐富的操控者在目視距離內(nèi)使用短程無線電控制的小航模只需簡單的電路就可以正常飛行。直到最近幾年,電池動力多軸旋翼與機載攝像裝置的結(jié)合讓新手也可以快速學(xué)會無人機操控,同時也對無人機自身的電子設(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);最好擁有障礙探測與規(guī)避能力以彌補操控者經(jīng)驗的不足;無人機要和其他電子設(shè)備很好地協(xié)作,方便操控與實現(xiàn)各類用途,等等。面對新的需求,無人機需要強大的處理能力和通信能力。傳統(tǒng)的單片機已經(jīng)難堪重任,民用無人機開始如軍用無人戰(zhàn)機一樣要裝備性能強大的芯片了。
但為無人機開發(fā)處理器并不是簡單的活計,不是隨便拿來一套Core i5平臺塞到機身里就能解決問題的。飛行中需要處理的任務(wù)種類不多,而很多任務(wù)并非PC或手機平板使用的CPU、GPU擅長的。例如無人機處理周圍的圖像信息時,GPU中的光柵與紋理單元就幾乎沒有用途;進行物體識別時,專用FPGA電路的運算效率可以遠遠強于一顆四核心i7 CPU。芯片企業(yè)需要為無人機開發(fā)專用處理器,而不是簡單地拿通用設(shè)計修改了事。
無人機的通訊組件也是非常重要的。手機通訊對延遲不太敏感,但飛行器接受指令如果晚了半秒可能就會有嚴(yán)重后果。既要保持低延遲又要實現(xiàn)高帶寬,無人機使用的無線數(shù)據(jù)芯片也不能直接拿手機基帶充數(shù),同樣需要專門設(shè)計與優(yōu)化。
此外,使用電池為動力的飛行器還對機載電子設(shè)備的功耗有嚴(yán)格限制,高能耗的芯片會直接影響航程。超迷你型無人機還不能使用太大的控制芯片,對芯片面積的約束可能比智能手機還強。總之,為這種新玩意兒開發(fā)芯片注定是一項挑戰(zhàn)。
但在艱難的任務(wù)背后,無人機芯片的潛在市場卻是非常誘人的:飛行器的機體通常不會很快損壞,使用年限較長;但核心電子器件的換代會很迅速,每隔一兩年就會有更新、更強的芯片面世,提升無人機的綜合能力。為無人機更換處理模塊將像為PC升級組件一樣平常,這就意味著巨大的商機。一架售價一千美元的無人機安裝的處理模塊可能賣到三百美元,相當(dāng)于一顆PC CPU的售價。未來價值數(shù)百億美元的無人機產(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。此外由于無人機的很多技術(shù)與無人駕駛汽車相通,為前者研發(fā)的芯片技術(shù)很容易成為后者的積淀。如果能在無人機芯片領(lǐng)域獲得領(lǐng)先優(yōu)勢,進而就可以在更重要的自動駕駛汽車產(chǎn)業(yè)成為關(guān)鍵角色。即使對高通和英特爾這樣的芯片巨頭來說這也是無法抗拒的誘惑,也難怪兩大巨頭先后開始行動,準(zhǔn)備大展身手了。
目前,兩家企業(yè)發(fā)布的無人機芯片只是試驗性質(zhì)的產(chǎn)品,依舊是基于手機芯片修改而來,而非專門研發(fā)??梢灶A(yù)料的是不久后他們就會拿出真正為這個市場研制的處理器與基帶核心,并開始制訂機載控制總線、模塊接口的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。將來用戶在選購無人機時也要在意其使用了什么等級的CPU,乃至在專用測試程序中的成績;“不服跑個分”的適用范圍又要擴大了。好消息是,一旦核心處理模塊成為標(biāo)準(zhǔn)組件,用戶就只需升級無人機的芯片部分就可以獲得更強的性能與更多功能,省下了購買整機的費用??焖俚男酒夹g(shù)也能讓無人機更加易用、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與智能手機的普及一樣,無人機在民用領(lǐng)域的滲透速度也將受益于此。過去只有軍隊才會裝備的無人飛行器將來可能會像汽車一樣廣泛普及,這就是IT產(chǎn)業(yè)的魅力所在。
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