Cho dù bạn là người đam mê nghiệp dư hay chuyên gia tạo mẫu nhanh, bạn đều phải nhận thức rõ về sự tiện lợi của phần cứng cấp nhà sản xuất. Tuy nhiên, các dự án có nhu cầu cao liên quan đến trí tuệ nhân tạo (AI), robot, Internet vạn vật (IoT) và thị giác máy tính có thể lấn át các thành phần phần cứng này.
Giải pháp phổ biến là sử dụng bảng phát triển của nhà sản xuất kết hợp với thiết bị chuyên nghiệp. Nhưng điều này sẽ làm cho thiết kế trở nên cực kỳ phức tạp: giao tiếp giữa các bo mạch phức tạp, một lượng lớn hệ thống dây điện bổ sung và một loạt các vấn đề gỡ lỗi gây đau đầu. Chỉ cần học hai bộ công cụ độc lập có thể rất khó khăn. Tôi đã từng trải qua vô số đêm dài thất vọng khi phải đối mặt với một môi trường phát triển tích hợp (IDE) xa lạ. Chính vì thế mà thiết kế thông minh của UNO Q của Arduino đã thu hút tôi sâu sắc.
UNO Q tích hợp bộ vi xử lý hiệu suất cao (MPU) và bộ vi điều khiển thời gian thực (MCU) trên một bảng mạch duy nhất và dựa trên môi trường phát triển thống nhất mới có tên là Arduino App Lab.
Kiến trúc bộ xử lý kép này đã mở ra các lĩnh vực ứng dụng mà ban đầu yêu cầu nhiều bảng mạch. Công nghệ robot với khả năng điều hướng tự động, thiết bị nhà thông minh hỗ trợ nhận dạng khuôn mặt thân thiện với quyền riêng tư và hệ thống nông nghiệp thông minh có thể tự động thích ứng với môi trường chỉ là một vài ví dụ.
Bộ xử lý kép, hệ điều hành kép Bo mạch Arduino phù hợp cho các ứng dụng có nhu cầu cao
Sản phẩm đầu tiên của dòng UNO Q là ABX00162 (Hình 1). Đặc điểm nổi bật của bảng mạch này là sử dụng QRB-2210 của Qualcomm, Arm Cortex-A53 MPU lõi tứ hoạt động ở tần số 2,0 gigahertz (GHz), được trang bị bộ xử lý đồ họa (GPU) Adreno và bộ xử lý tín hiệu hình ảnh kép. Con chip này được trang bị bộ nhớ 2 Gbyte và bộ nhớ eMMC 16 Gbyte, khiến nó trở thành phần cứng Arduino đầu tiên có khả năng chạy Debian Linux đầy đủ ở cấp độ máy tính để bàn trong thực tế. Điều này có nghĩa là bạn có thể lưu trữ trực tiếp các mô hình AI và ứng dụng Python trên bảng mạch, thay vì trên một máy tính riêng biệt.
Hình 1: Arduino UNO Q ABX00162 kết hợp MPU hiệu suất cao với MCU thời gian thực. (Nguồn hình ảnh: Arduino)
Tất cả những điều này bổ sung cho trải nghiệm Arduino cổ điển được xây dựng trên MCU STM32U585 dựa trên STMicroelectronics. Cốt lõi của MCU này là Arm Cortex-M33n, chạy ở tần số lên tới 160 megahertz (MHz). MCU chạy Arduino Core trên hệ điều hành Zephyr và điều khiển nhiều thiết bị ngoại vi khác nhau, bao gồm cả ma trận LED 8 × 13 tích hợp.
Mặc dù UNO Q có nhiều tính năng mới nhưng nó vẫn tương thích với hệ sinh thái Arduino rộng hơn. Tiêu đề chân thông số kỹ thuật UNO cổ điển tương thích với các bo mạch mở rộng hiện có, trong khi giao diện Qwiic hỗ trợ cắm và chạy, giúp dễ dàng kết nối với các mô-đun Modulano và thích ứng với các cảm biến cũng như các thiết bị ngoại vi khác. Ở phía dưới còn có các đầu cắm tốc độ cao (JMEDIA và JMISC) dùng để kết nối các thiết bị ngoại vi tiên tiến như camera và màn hình MIPI.
Phát triển hợp nhất bằng Arduino App Lab
Phần cứng chỉ là một trong những lý do khiến UNO Q có sức hấp dẫn cao. Phòng thí nghiệm ứng dụng Arduino (Hình 2), với tư cách là một môi trường phát triển, có thể xem kiến trúc bộ xử lý kép như một mục tiêu mạch lạc duy nhất, từ đó hình thành nên dạng hoàn chỉnh của sản phẩm.