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與Qualcomm合併後的Arduino UNO Q軟硬體技術透析

   

作者:陸向陽

創客圈眾所皆知的Qualcomm已購併了Arduino,隨後發表Arduino UNO Q開發板與Arduino App Lab軟體開發工具,很明顯是希望把3,000多萬名Arduino開發者拉往Qualcomm主導的新領域,但具體是如何引導?本文將對此剖析,以下說明以圖1架構進行展開。

圖1:Arduino UNO Q軟硬體對應圖(圖片來源:陸向陽)

在圖1中的藍色塊即是Arduino UNO Q開發板,板上有2顆晶片,一是STMicro的STM32U585 MCU(控制器),另一是Qualcomm的QRB2210 MPU(處理器),QRB2210屬於Qualcomm今年新設立的Dragonwing系列旗下。

UNO Q上不僅2顆晶片也各自跑一個作業系統,STMicro這邊是傳統Arduino作法,已開始改行Zephyr為主的嵌入式即時作業系統(RTOS),而Qualcomm這邊是使用今日廣為流行的Debian Linux(樹莓派的作業系統Raspberry Pi也根基於Debian)。

另外UNO Q上也有2套I/O接腳,一套是傳統Arduino的接腳(主要是指Arduino UNO R3開發板),可相容使用今日高度普及的Arduino Shelf(I/O功效的模組子卡、子板),另一套是針對QRB2210晶片而設計的新佈局接腳,不過新接腳為了不與傳統Arduino接腳衝突,改配置於UNO Q底部,未來新的子卡子板是由底部接上來,而傳統Arduino Shelf則是維持由上往下接,兩者空間上並不衝突。

圖2:Arduino UNO Q開發板正面與背面配置圖,圖中可見開發板底部(右)有設置兩排新接腳與QRB2210晶片相通(圖片來源:Arduino)

Arduino App Lab可視為超級Arduino IDE

接著是軟體開發工具方面,原有的Arduino IDE(更嚴謹說是第二代IDE,稱為Arduino IDE 2)依然是安裝在電腦上撰寫程式,程式完成後傳送到STMicro STM32U585晶片上執行,Arduino IDE過往最初只能執行C/C++風格的程式,近幾年來也開始能執行Python程式。

進一步的,隨著Arduino UNO Q開發板的推出也搭配提供Arduino App Lab的新軟體開發工具,Arduino App Lab可說是Arduino IDE的超集合(Super-Set),原有Arduino IDE的工作Arduino App Lab都能夠辦到,還能用來開發人工智慧(AI)應用,且App Lab更適合專業開發者。

所以,創客依舊可以用已經習慣的Arduino IDE進行開發,但開發完的程式只能在STMicro STM32U585上執行,若使用Arduino App Lab開發,既可以開發在STM32U585晶片上執行的程式,也能開發在QRB2210晶片上執行的程式。

Arduino App Lab兩種執行模式

接下來是更讓人驚艷的部份,眾所皆知Arduino IDE是安裝在電腦上執行的,程式撰寫完再透過USB傳輸線傳遞到開發板上,而Arduino App Lab也是如此,但除此之外Arduino App Lab還能以「完全獨立模式,fully standalone mode」來執行。

所謂完全獨立模式就是把Arduino UNO Q視為一台與樹莓派類似的單板電腦,Arduino App Lab是跑在單板電腦的Debian Linux上的,不再需要額外準備一台電腦來安裝Arduino App Lab,不過這有個先決要件,必須找到合適的轉接器才行,轉接器一端以USB Type-C介面與Arduino UNO Q連接,另一端轉接出的HDMI介面、USB Type-A介面,如此才能連接顯示器、鍵盤、滑鼠等,真的把Arduino UNO Q視為一台電腦來使用。

使用完全獨立模式的好處當然是省去額外準備一台電腦,另外也不再需要透過USB傳輸線傳遞寫完的程式,可謂是一舉兩得。

結語

至此很明顯的,Qualcomm希望透過Arduino UNO Q與Arduino App Lab,讓3,000多萬名Arduino用戶逐漸改用Qualcomm Dragonwing QRB2210晶片、Debian Linux、新排列的I/O接腳以及AI應用,保有對現有Arduino UNO接腳相容、Arduino IDE相容等或可視為一種過渡。

但從另一個角度看,雖然Arduino已從8位元走向32位元,但仍是以控制器型態為主,尚未進入處理器型態,AI應用也不是普遍具備(少數套件具備,但也是以TinyML為多),所以Qualcomm發起的Arduino UNO Q與Arduino App Lab,也可說是給現行廣大Arduino用戶一個明確的提升路線。

圖3:Arduino UNO Q與Raspberry Pi 5簡易比較表(圖片來源:陸向陽)

更重要的是,Arduino UNO Q也是走開放路線(GPL3或Mozilla授權),價格也實惠,2GB RAM/16GB Flash的版本只要44美元,4GB RAM/32GB Flash版為59美元,這規格與價格也有可能吸引到樹莓派用戶轉台,畢竟Arduino UNO Q不用像Raspberry Pi那樣額外購買MicroSD記憶卡且已經具備初步AI硬體加速能力,不過實際發展會如何就有待觀察了。

(本篇文章轉載自vMaker原文連結;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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