作者:陸向陽
2020年1月Arduino官方宣布發展Arduino Pro體系,期望將廣大的Arduino社群愛好者從學習性、樂趣性開發,平順引導到實際的產業應用,為此Arduino官方推出了一系列的系統板來支援呼應新體系,其中又以Portenta系列最為代表。
Arduino推出的系列系統板
Arduino官方最初推出Portenta H7系統板(使用STM32H747控制晶片),但H7價格為102.51美元,與最暢銷經典的Arduino Uno Rev3(不到25美元)相比貴四倍有餘。雖然Uno偏向學習、興趣嗜好或初期開發的概念驗證(Proof of Concept, PoC),但與產業實務應用間的H7價差還是很大。
或許因為如此,Arduino官方在隔年的2021年9月Arduino推出陽春版的Portenta H7 Lite,緊接著在10月推出Portenta H7 Lite Connected,前者降至71.28美元,後者則為96.12美元。
H7 Lite簡單而言是把原有H7配備的安全元件(Secure Element, SE)縮減至一個,然後把無線通訊功能取消,但仍能透過接腳使用Ethernet乙太網路的有線通訊,另外也把DisplayPort、MIPI DSI等功能取消。至於H7 Lite Connected大體與H7 Lite相同,但恢復無線通訊功能。
雖然至2023年3月為止Arduino官方的線上商店仍持續銷售H7 Lite、H7 Lite Connected,但在正式的Arduino Pro體系介紹網頁上卻從曾不見H7 Lite、H7 Lite Connected,官方明顯不推此二者。關於此,或許可以推測H7 Lite、H7 Lite Connected是正規H7初期生產良率不佳的副產品,以降規降價方式求售。
更之後的2022年3月Arduino官方再推出一款Portenta X8(使用NXP i.MX 8M Mini控制晶片)系統板,較之前的H7高階。H7主要是執行Mbed OS作業系統、低延遲運作及TinyML應用;X8則是執行Linux作業系統與即時性工作。
事實上X8系統板上也包含H7系統板上的STM32H747晶片,然從主控角色退為輔助協同的受控角色,由此可知X8可視為是H7的超集合,但價格也更高,到達215.10美元。
在推出H7中堅與X8高階後,Arduino官方似乎較為認真看待Portenta系列的平價化產品,畢竟H7、X8的100、200美元價位,即便是產業實務應用,在大量佈署佈建時也會是成本負擔,特別是只使用系統板中的少數功能時更是會覺得大而無當的浪費。
Portenta C33登場
鑑於上述,Arduino官方在2023年3月(Embedded World 2023盛會期間)推出Portenta C33系統板,使用日本瑞薩電子(Renesas)的R7FA6M5BH2CBG控制晶片,核心為Arm Cortex-M33,售價為68美元。C33採先發表後供貨,有興趣購買的人還得線上訂閱等候清單(wait list)以靜候佳音。
在硬體規格上,Portenta C33除了主控晶片外C33也具有Wi-Fi、BLE功能,功能來自EPS32-C3,而為了具備產業級的防護安全所以有配置NXP的SE050C2安全元件,其他與安全相關的如主控晶片內有Arm的TrustZone技術與Renesas的SCE9(Secure Crypto Engine 9)技術等。
Arduino官方更具體的應用描述包含用C33來實現IoT閘道器(搭配Nicla系列的感測器板)、遙控系統、編隊管理、生產製造過程追蹤等,當然也支援無線方式更新韌體(Over-The-Air, OTA)、支援Arduino IoT Cloud官方雲端服務或其他協力業者(3rd party)的服務。
其他優勢也包含能直接援引使用Arduino過往以來的函式庫、範例程式,能使用MicroPython程式語言;系統板外觀相容Portenta自身系列與MKR系列;另具備溝型接腳,更便於產業實務上的自動化生產連接裝配。
高中低價格定位成形
從C33的功能、價位來看,未來極可能用來取代H7 Lite與H7 Lite Connected,因為C33比此兩者都便宜,也具有無線通訊功能,一旦正式推出供貨,二者均難有持續價值。往後高階為200美元左右的X8,中階為100美元左右的H7,初階則為68美元的C33。
另外透過Portenta系列的成員發展也可以若干推測Arduino官方的策略意向,由X8可以看出Arduino官方希望增加STM32H747晶片的用量,否則在高階主控晶片外大可不用STM32H747為從屬晶片,可以不配置從屬晶片或搭配其他的從屬晶片。
此外使用ESP32晶片來提供無線通訊功能亦是理想,過往Arduino社群即已支援ESP32晶片,包含軟體開發工具、雲端服務等,且ESP32本即以平價聞名(嚴格而論是從ESP32的前一代ESP8266就已是以平價聞名),因此適合用來與C33搭配,畢竟C33也是成本取向的產品。
最後,Portenta C33能否真能取代H7 Lite、H7 Lite Connected有待實際出貨狀況與市場反應,Arduino官方亦可能持續增加STM32H747晶片的用量從而獲得更低的晶片單價,進而使Lite系統板向下接近68美元價位,如此反倒使C33定位尷尬。
(責任編輯:謝嘉洵。)
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