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盘点芯片原厂们的机器人开发套件

2025-08-18 15:19:54

机器人开发套件如今愈发流行,且以开源开放为主,方便个人爱好者使用。芯片原厂也结合自身特点,推出了丰富的开发套件,这些套件的元器件多以原厂为主,便于评估,适配性好,能直观展现原厂丰富的产品组合。 

以下为几家知名厂商的开发套件介绍:

德州仪器


TI-RSLK

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德州仪器针对大学教育推出了“TI机器人系统学习套件(TI-RSLK)”,这是一款低成本的机器人套件和课程教具,旨在帮助工程专业学生掌握系统设计基础知识,深入理解电子系统设计的工作原理。 

TI-RSLK Maze Edition

组件:包含60余种电子和机械组件,其中有行业领先的SimpleLink™ MSP432P401R微控制器LaunchPad™开发套件。SimpleLink微控制器平台在单个软件开发环境中提供广泛的联网ARM® MCU产品系列,为物联网(IoT)和机器人应用提供灵活的硬件、软件和工具选项。

学习目标:学生通过课程可了解系统中所有硬件和软件的功能及用途,独立编写代码、开发功能齐全的机器人系统;课程结束后能设计出可完成路线跟踪的机器人,并参与迷宫挑战竞赛。

TI-RSLK 套件

TI-RSLK Basic Kit ($99) – 基础套件。包括机器人底盘、主控板及循线传感器,可完成机器人循线等应用。具体内容包括:

  • SimpleLink™ MSP432P401R MCU LaunchPad™ 开发板
  • 电机驱动及电源扩展板
  • 机器人底盘、电机,红外循线传感器
  • 其他配套的机械及电气部分零件

TI-RSLK Advanced Kit ($199) – 高级套件。包含基础套件的所有内容,另外还包含更多传感器以及无线连接模块,为机器人添加避障和无线控制功能,可完成迷宫机器人应用。增加的内容包括:

  • SimpleLink Bluetooth® low energy CC2650 module BoosterPack™ plug-in module低功耗蓝牙模块
  • SimpleLink Wi-Fi®CC3120 wireless network processor BoosterPack plug-in moduleWifi模块
  • 红外距离传感器

TI-RSLK Maze Edition 课程

课程结构:共20个章节,涵盖从入门到进阶的机器人系统学习内容,每个章节提供完整的理论讲解视频和幻灯片、实验指导文档和演示视频及课堂测试。

适用课程:主要适用于嵌入式系统及应用,可扩展到电子系统设计及各种工程实践类课程。

课程内容:

  • 电子系统基础知识(电压、电流、能量等);
  • 基于ARM Cortex-M4内核的MSP432微控制器应用(与传感器、电机控制等接口和控制,PWM、存储器、ADC等外设应用);
  • 软件设计和测试(多线程程序设计、调试技巧);
  • 控制理论及应用(奈奎斯特采样定律、中心极限定理等);

  • 状态机编程的应用、闭环控制的实现、低功耗蓝牙应用。

开发背景

TI-RSLK套件由德克萨斯大学奥斯汀分校电气与计算机工程的Jon Valvano教授与TI合作开发。该套件适用于大一新生入门课程及高级设计实验室课程,能为学生提供电子、机械和计算机科学系统工程方面的实践经验,助力学生攻读电子工程学位并坚定学习信心。

英飞凌


英飞凌移动机器人(IMR)是一个机器人开发平台,展示了英飞凌为机器人应用提供的最新技术,主要包含以下模块:

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主控和配电

主控板:输入电压5V,作为机器人的中央控制单元,处理所有必要的CAN通信(包括电机转速与逆变器、灯光效果与传感器LED板的通信),内置SBUS接口可与FrSky遥控器配合实现更高水平控制。功能由英飞凌基于Arm® Cortex®-M4架构的144 MHz XMC4700微控制器实现,该微控制器具有高达2 MB的闪存、352 kB的RAM、100-196个引脚、6个CAN节点、4个12位ADC等众多功能。 

配电解决方案:可将电力转换并引导至所需位置,功耗极低,能对所有六个5V输出侧通道进行电流测量。采用四相交错降压转换器,可处理高达80V的输入电压,配备用于独立休眠模式的电源控制器、具有诊断和保护功能的高端开关以及高速CAN收发器。

电机控制

硬件:采用MOTIX™ IMD701A全可编程电机控制器,集成XMC1404微控制器和MOTIX™ 6EDL7141三相栅极驱动器IC,大幅降低BOM成本,实现更紧凑设计,且可在逆变级中使用不同MOSFET以微调驱动器。

软件:采用SVPWM FOC算法,控制频率为20 kHz,具有三相低压侧电流测量功能,使用POSIF传感器实现,通过内环级联控制扭矩,外环级联控制速度。 

电池管理系统(BMS) 

核心器件:由TLE9012DQU锂离子电池监控和平衡IC主导,适用于12节电池。

功能:具备先进的电池监控和平衡功能、尖端的温度管理、包括SoC和SoH在内的最新安全功能、可扩展且无阻塞的软件布局,通过CAN进行数据通信。

参数:标称电压44.4V,电压范围30V至50.4V,充放电速率1C和5C,采用模块化设计(电源板、控制器板与所需软件结合),支持电池热插拔(机器人无需断电)。

混合飞行时间(hToF)

方案:采用英飞凌REAL3™混合飞行时间高分辨率摄像头解决方案,结合点光源和泛光照明,实现下一代深度感知和3D场景理解。

尺寸:31 mm x 16 mm x 8 mm,相比传统解决方案(如LDS尺寸约120 mm x 85 mm x 60 mm,SL尺寸约280 mm x 40 mm x 30 mm),可使扫地机器人厚度减小30%,节省空间。

优势:障碍物检测分辨率高达300,000个深度点,可检测更小物体;110°视野,导航速度更快且无盲点;支持黑暗环境中使用红外数据工作;采用固态摄像头,无活动部件,无磨损。

表面检测雷达解决方案

技术:使用下视雷达检测技术,通过神经网络对地面进行分类以检测地面类型,采用英飞凌XENSIV™ BGT60TR13C 60 GHz雷达传感器(属于互联传感器套件KIT_CSK_BGT60TR13C)。 

支持:神经网络包含适用于室内和室外环境的数据集和模型,方便根据具体用例定制机器人。

评估套件:包含快速物联网连接开发板,基于Arm® Cortex®-M4/M0+的超低功耗双核32位PSOC™ 6 MCU和超低功耗单芯片AIROC™ CYW43012 Wi-Fi/蓝牙®连接组合,适合快速原型开发;具有5V输入电压的Micro-USB接口,尺寸22.5 mm x 63 mm x 30 mm。 

开发优势:ModusToolbox™中提供丰富的代码示例,与快速物联网连接板及IMR的其他即插即用系统结合,使开发快速高效。

意法半导体


STEVAL-ROBKIT1

STEVAL-ROBKIT1是一款综合性的机器人应用方案,作为开发机器人技术及其应用的平台,采用模块化设计,由主板、电机控制板和成像板组成。

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主板:由STM32H725 MCU提供支持,集成多种功能,控制电机板和成像板。

马达板:基于STM32G071微控制器,专用于马达控制和驱动,通过马达驱动器调节机器人运动的速度和方向。

成像板:配备飞行时间(ToF)传感器和摄像头模块,使机器人能智能感知周围环境并与之互动。

主要功能

  • 惯性测量单元(IMU)和磁力计:提供精确的方向和运动感应,对动态环境中的导航和稳定性至关重要。
  • 低功耗蓝牙®(BLE)模组:实现无缝无线通信,支持通过移动界面控制。
  • 专用固件:支持机器人自主移动,允许用户运行不同的AI算法。

工具软件 

ST机器人:适用于Android和iOS平台的智能手机应用程序,官网链接:https://www.st.com/en/embedded-software/strobotics.html。

STSW-ROBKIT1:适用于机器人应用的STEVAL-ROBKIT1的固件,官网链接:https://www.st.com/en/embedded-software/stsw-robkit1.html,包含场景应用图、产品实体图、展示板照片、方案方块图、核心技术优势等。

核心技术优势

1. 利用集成AI算法的专用开源固件和定制化移动应用程序,增强对ST机器人应用产品的了解,可通过STRobotics App驱动机器人。

2. 自主导航:套件附带固件,包含用于智能自主导航的算法(如边缘和悬崖检测),可通过STSW-ROBKIT1定制机器人。

3. 全套机器人套件:功能齐全,可立即投入使用,包括电机、车轮、摄像头、电机控制板及具有扩展功能的主处理器板。

方案规格

  • 适用于不同机器人应用的模块化设计;
  • 基于高性能STM32H7 MCU;
  • 直流电机+STM32G0控制器用于导航;
  • 用于障碍物、悬崖检测的TOF传感器;
  • 单色相机;
  • 板载外部Flash和PSRAM存储器;
  • 使用手机应用程序进行控制;
  • 用于里程表的6轴IMU传感器;
  • 磁力计用于定位精度;
  • 使用低失真数字麦克风感测音频信号;
  • 使用蜂鸣器发出声音指示;
  • 使用经过认证的BlueNRG-M2SA模块实现BLE连接;
  • 用户界面的LED和按键;
  • 40针Raspberry Pi兼容GPIO连接器。

恩智浦


NavQPlus AI/ML配套计算机EVK

适用场景

适用于移动机器人、ROS、地面站和摄像头,是任务计算机(配套计算机)的参考设计,适用于使用ROS2的移动机器人以及地面站和智能摄像头等类似应用。

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硬件特点

  • 与i.MX 8M + EVK有相同的SOM,介于EVK和完全自定义板设计之间;
  • 外形小巧,带有Linux Foundation Dronecode接头、双USB、双CAN、双MIPI-CSI摄像头接口、IX工业以太网接头、100BaseT1双线以太网、使用USB-C PD的9-20V输入电源管理、带防篡改/时间戳的工业实时时钟(RTC)和带NFC的板载SE050安全芯片;
  • 具有HDMI、LVDS、MIPI DSI显示接口,适用于数字标牌、地面站、工业遥控器等需要连接的显示应用。

支持的器件

处理器和微控制器:i.MX 8应用处理器(IMX8MPLUS:i.MX 8M Plus – Arm® Cortex®-A53,支持机器学习、视觉、多媒体和工业物联网)。

接口:I²C总线中继器/集线器/扩展器(PCA9509:电平转换I²C总线/SMBus中继器);CAN信号提升(TJA1463:具有睡眠模式的CAN信号质量提升(SIC)收发器);USB接口(PTN36043x:USB Type-C超高速有源开关;PTN5110:USB PD TCPC PHY IC)。

汽车以太网PHY:TJA1103(符合ASIL B安全标准的汽车以太网100BASE-T1 PHY收发器)。

模拟及混合信号:实时时钟(PCF2131:Nano-Power Highly Accurate RTC with Integrated Quartz Crystal)。

安全和身份验证:SE050(EdgeLock® SE050:即插即用安全芯片系列,具备高灵活性的增强物联网安全解决方案)。

无线连接:88W8987(2.4/5GHz双频1x1 Wi-Fi® 5 (802.11ac) + Bluetooth® 5.2解决方案)。

主要特性

  • 恩智浦EVK SOM开源参考设计,也可从第三方进行定制;
  • 使用2.3TOPS NPU加速器的机器学习,eIQ ML软件开发环境带有TFLite、ArmNN、ONNX;
  • 支持Yocto Linux、Ubuntu POC和ROS2工具;
  • 视觉方面:双MIPI摄像头,带ISP、硬件编解码器加速器;
  • 支持WiFi 5 / BTLE 5.0;
  • 100BaseT1 “两线”汽车以太网;
  • 1000BaseTX以太网 + IX工业接头(*XE版本上未安装);
  • 2个USB-C,最高20V电源输入+外部电源输入;
  • 带NFC接口的SE050 EdgeLock安全芯片;
  • 带防篡改时间戳的RTC;
  • 支持PCIe扩展;
  • 同时支持3个显示器(MIPI、LVDS、HDMI,带CEC);
  • 其他用途包括作为QGC地面站或智能遥控器,或机器接口终端( 定制的Ubuntu核也可从Canonical获得)。


高通


机器人RB5开发套件

Qualcomm®机器人RB5平台融合了高通在5G和AI领域的技术专长,支持开发者和厂商打造下一代高算力、低功耗的机器人和无人机,适用于消费级、企业级、工业级和专业服务领域。平台采用专为机器人应用设计的Qualcomm QRB5165处理器。

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处理器特点

  • 异构计算架构,配备业界领先的第五代Qualcomm®人工智能引擎AI Engine,AI性能达每秒15万亿次运算(15 TOPS),可运行复杂的人工智能和深度学习任务;
  • 提供高精准度的机器学习(ML)能力,支持七个并行摄像头的强大ISP,专门面向增强视频分析(EVA)的计算机视觉引擎,以及全新Qualcomm® Hexagon™张量加速器(HTA);
  • 可通过配套模组支持4G和5G,基于Qualcomm® Snapdragon™ X55 5G Modem-RF系统的5G频段,为5G在机器人和智能系统领域的应用奠定基础。

核心优势

尖端的图像能力:Qualcomm Spectra™ 480 ISP支持每秒20亿像素的处理速度,可拍摄杜比视界视频、录制8K视频(30FPS)、捕捉2亿像素照片,以零快门延时进行4K HDR视频(120FPS)和6400万像素照片的边录边拍;七个并行摄像头支持即时定位与地图构建(SLAM)、物体检测与分类、自动导航与路径规划,助力机器人在复杂环境中高效安全执行任务,同时支持无人机用例。

第五代Qualcomm AI Engine:支持5G和Wi-Fi 6,利用5G关键技术部署在低时延的端到端场景。

先进的连接性:支持远距离Wi-Fi和Wi-Fi 6(802.11ax)以及4G和5G,提供高水平连接技术。

兼容96Boards:开发板符合96Boards开放式硬件规范,支持多种扩展板和传感器(摄像头传感器、飞行时间、多模数字麦克风等)。

强大的异构计算能力:集成八核Qualcomm Kryo 585 CPU、Qualcomm Adreno 650 GPU、多个DSP(计算、音频和传感器)和ISP,包含集成Hexagon张量加速器(HTA)的专用AI Engine及计算机视觉专用硬件模块(增强视频分析引擎)。

安全支持:Qualcomm安全处理单元(SPU)提供可靠安全性,通过FIPS 140-2认证,包含安全启动、加密加速器等;支持指纹、虹膜等生物识别认证,满足AI和机器学习的高安全性需求。


地瓜机器人


RDK S100

地瓜机器人发布行业首款单SoC算控一体化机器人开发套件RDK S100,以超级协同的类人大小脑架构设计,支持具身智能大小模型的高效协作,打通“感知-决策-控制”的行动闭环,驱动具身机器人大小脑协同进化。提供丰富的外围接口和软硬协同、端云一体的全链路开发基础设施支持,助力开发者快速实现产品搭建和多场景部署。

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核心架构(大小脑协同)

设计理念:在单一SoC上整合CPU+BPU+MCU,实现“大脑”(决策)与“小脑”(控制)的超级异构、高效协同,兼顾感知推理和实时运动控制的计算需求,支持大小模型动态融合、无缝切换。

硬件配置:

  •   “大脑”:6核心Arm Cortex-A78AE CPU(100K DMIPS高效算力,支持实时内核,高效调度、低延迟);基于Nash架构的BPU(80 TOPS算力,支持160+ ONNX标准算子,专为CNN和Transformer优化,推理快、功耗低)。
  •   “小脑”:4核心Arm Cortex-R52+ MCU(6K+ DMIPS算力),提供高帧率、低延迟的关节实时控制能力,满足实时运控场景需求。

 

优势体现

  • 大模型支持:部署视觉/点云检测、LLM、VLM等模型,为决策和运行提供准确数据。
  • 小模型支持:部署多种运控模型,提供稳定可靠的高速高精度运动控制;MCU与BPU紧密搭配,降低80%的CPU负载,提高机器人反应速度。

应用示例

以“拿取杯子”为例:人类下达指令后,RDK S100的CPU和BPU支持视觉语义检测模型同步处理人类指令和实时视觉信息,结合机器人当前状态,由BPU进行运控推理完成决策规划;MCU基于规划结果与BPU实时协同进行运控处理,输出动作指令,指引机器人精准执行动作。

接口与开发支持

接口:提供40PIN、MCU、M.2、USB、闪连Type-C、相机拓展、JTAG等丰富外围接口,拓展机器人“手眼”能力。

开发支持:配套软硬协同、端云一体的全链路开发基础设施,包括官方适配的热门AI模型、从采集训练到部署的数据闭环方案、硬件加速的ROS 2功能包、完善的模型适配与调优方案,以及200+开源算法和应用示例,一站式解决具身机器人开发难题。

如您对我们的产品感兴趣,欢迎联系咨询电话:135 1009 9916(微信同号)


    


                    



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作者: 深圳市亿伟世科技有限公司
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机器人开发套件如今愈发流行,且以开源开放为主,方便个人爱好者使用。芯片原厂也结合自身特点,推出了丰富的开发套件,这些套件的元器件多以原厂为主,便于评估,适配性好
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