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Qualcomm RB系列開發板觀察

   

作者:陸向陽

隨著NVIDIA倡議Physical AI,外加Elon Musk(Optimus)、Boston Dynamics等的助攻,機器人議題再次廣受關注,上一波熱潮為2008年金融海嘯前後的電子寵物、服務型機器人。

因為機器人熱潮,許多晶片商也加強機器人方面的支援,將原有晶片再行包裝強化,加上更好用的開發軟體、平價的開發驗證板等,期望在機器人應用領域有更多的晶片銷路。

對機器人議題有整備的晶片商主要是傳統MCU大廠,如NXP、Infineon等,但手機晶片商Qualcomm也積極進場,原因無他,全球手機出貨動能開始轉緩,Qualcomm在近年來積極追求現有晶片與技術的其他銷路可能,包含個人電腦、伺服器、邊緣運算、穿戴式電子、物聯網、車用電子、無人機等,而機器人也在其中。

不過,筆者研究了一下Qualcomm的機器人相關開發板(稱為RB系列)後,覺得裡頭有一些細節可以分享,以利諸位創客大大更快評估與掌握。

系列推出順序

筆者初研究時,Qualcomm官網的網頁主打開發板(或稱開發套件Development Kit)為RB5,但其實RB5開發板早於2020年便推出,更之前的2019年則推出RB3開發板,不知是何故唯獨沒有RB4開發板(胡亂推測,或許Qualcomm與華人一樣忌諱使用數字4?)。

圖1:訴求於機器人應用的Qualcomm RB5開發板(圖片來源:96Boards.org)

到了2022年Qualcomm再推出RB6,之後在2023年推出RB1、RB2,筆者將各開發板的規格進行比較後,瞭解RB系列的數字主要在於主控晶片的硬體規格高低,而非推出順序,RB1、RB2較晚推出,但其實是相對低階的訴求,例如用於吸塵器機器人等,而非高功能、多樣性應用的人形機器人。

圖2:Qualcomm RB6開發板(圖片來源:Qualcomm)

另外,一般而言晶片商是針對一款主控晶片發表一款開發板,晶片原廠的開發板只在展現晶片的基本功能,但盡可能齊全展現,以利系統開發完整評估其晶片功能與能耐,進階或平價或變化性的開發板則由協力業者(Third Party,俗稱副廠)提供,畢竟板卡不是晶片商的主業。

有趣的是,Qualcomm RB5與RB6開發板主要是用同一顆主控晶片,均為QRB5165,至於RB1/2/3均是不同顆晶片,RB1為QRB2210、RB2為QRB4210,RB3為SDA/SDM845。

RB5、RB6雖使用同一顆主控晶片,但板子上的其他搭配晶片有差異,由於加裝了Cloud AI 100晶片(原先是針對資料中心、邊緣運算領域而設計的AI推論晶片)以及其他強化,所以RB6的AI推論效能較高,並提供比RB5更先進的5G通訊(更新3GPP R系列標準)。

回頭更新RB3

到了2024年Qualcomm更新了RB3開發板,推出RB3 Gen 2(Generation 2,第二代),主控晶片也換成QCS6490、QCS5430,如此又與前述的常例不同,通常一片開發板名稱對應一款晶片,鮮少相同開發板名稱使用不同款晶片,除非該開發板已經經營出名號或有清晰路線訴求,但開發板不是晶片商主務,鮮少經營開發板名號,而是創客圈的Adafruit、Sparkfun、Seeed Stuio、Arduino等經營出各開發板名號。

Qualcomm另也推出RB3 Gen 2 Lite,主控晶片為QCM5430,再次以相同板卡系列名來推展不同的主控晶片。此外,RB1/2相對低階,所以只有主控晶片的系統模組子板(System on Module, SoM)與主機板(Mainboard)的搭配組合。

但RB3相對高階,故也強調電腦視覺(CV)的AI應用,因而有了核心套件(Core Kit)與視覺套件(Vision Kit)的搭配組合(RB3 Gen 1時或稱為Basic基本組態、Full完整組態),其中核心套件即包含前述的SoM與主機板,但視覺套件則是在有核心套件之後的更外層搭建。

圖3:Qualcomm RB3 Gen 2的核心套件(左)與視覺套件(右)(圖片來源:Thundercomm)

 

世代 基本 延伸
Gen 1 Dev. Kit(含Basic Config.、Full Config.)
Gen 2 Dev. Kit(含Core Kit、Vision Kit)
Gen 2 Core Kit Vision Kit
Gen 2 Lite Core Kit Vision Kit

表1:Qualcomm RB3開發板分類表

RB6跨入無人機應用

Qualcomm在推展機器人晶片的同時其實也力推空中無人機晶片,在2020年推出RB5後的隔一年即推出Qualcomm Flight RB5 5G,從Flight一字即可看出是以空中無人機應用為主訴求,而其用的晶片也是QRB5165。

不過Qualcomm在推出RB6時,在簡述的字裡行間中也提到RB6適合用於空中空中交通(Urban Air Mobility, UAM)應用,由此可知Qualcomm似無意讓機器人、無人機並行推展開發套件,合一意味濃,且可能以高階空中無人機為主。

結語

歸結前述,從Qualcomm推行的開發板系列軌跡而言,可以發現Qualcomm之後才開始投入初階機器人應用市場,初期以高階為主,更之後則將機器人、無人機應用合併看待,無人機則以高階為主。

雖然Qualcomm在RB6上大幅增強其AI效能,原RB5約15TOPS,RB6增至70TOPS~200TOPS,但推測仍無法與NVIDIA的嵌入式AI方案相比擬,故Qualcomm尚未強調Physical AI之類的極高階的智慧機器人應用。

最後,產業用的晶片是相對高標嚴苛要求的,要有更大範疇的正常運作溫度,如QRB5165晶片可以到攝氏-40~105度(軍用更嚴苛),一般商用、消費用晶片只要0~70度即可。

另外也且需要長期保證供貨(產業用的系統都非常多年,如工控電腦、機器手臂等),如QRB5165晶片承諾供貨到2029年,許多MCU大廠都有15、20年的供貨保證,這是產業型晶片必須的,而Qualcomm從消費性手機晶片走向產業晶片,也必須有相仿的保證。

(責任編輯:謝嘉洵。)

陸向陽

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Author: 陸向陽

從電子科系畢業後,即以媒體人的角色繼續這段與「電子科技」的不解之緣。歷任電子技術專書作者、電子媒體記者、分析師等角色,並持續寫作不殆。近來投入Arduino、Raspberry Pi等開放硬體的研究與教程介紹。

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