一微半导体杨武: SLAM专用芯片如何推动机器人普及与渗透
5月17日,芯原主办的“第十四届松山湖中国IC创新高峰论坛”上,珠海一微半导体股份有限公司机器人事业部总经理杨武表示,机器人的技术密集度很高,市场前景也非常广阔。
他分析道,从无人机、扫地机器人,到机械臂、服务机器人,核心都是围绕家庭服务,为人类服务。在面对老龄化问题时,机器人能够解放更多的人力,加之目前机器人行业已经步入集群化发展阶段,特别是中国在此方面具有领先优势,因此他坚定地认为这是一个好行业。
数据显示,2022年全球清洁机器人销售额达到了72.18亿美元,同比增长了14.47%。到2027年,市场规模将达到182.9亿美元,销量将达到6070.8万台。年复合年增长率将为23.3%。这将带动芯片、模组、传感器市场高速增长。
珠海一微半导体股份有限公司2014年成立于横琴,是一家以机器人技术及大规模高集成度数模混合芯片设计为主的国家高新技术企业,拥有数模混合集成电路(SoC)设计、机器人算法、机器人开发平台等多项前沿技术及大规模芯片量产经验,致力于成为全球移动机器人领域核心芯片、核心算法以及系统解决方案的主流技术平台,是移动机器人专用芯片领域的领航者。
一微将机器人芯片和关键技术归纳为一个三角形的框架,包括芯片组合、关键控制点(传感器、智能算法、多臂协同、底盘以及应用场景等)和机器人。
“我可以自豪地说,一微首先提出了机器人行业的硬件化概念,这一点在全球范围内是首次提出的。”杨武介绍道,以AM890为例,该产品是SLAM领域的典型产品。其单芯片由3个CPU和1个MCU组成,并融合了图像、激光、可重构以及传感器等大量加速单元,在芯片的应用过程中,实现了成功地将外围资源通过芯片进行了大幅度的缩减。
“当我们最初尝试多芯片融合时,DDR可能需要超过2GB的容量,但现在我们只需要将数据输入,通过我们的芯片,就可以实现高效的处理。”杨武强调道。
此外,一微的芯片中还集成了高精度的LACC算法,这对定位、导航的距离以及算法的反应速度都有显著的提升。例如,如果需要在200米以外的距离进行某种操作,一微的芯片和算法将能够迅速、准确地完成任务。
具体而言,AM890应用优势包括:
时间精度高:双芯片时(A和B),有两套时间体系,由于数据传输时间的不一致以及频偏,从而需要额外的软件或硬件来处理工者的时间同步问题。单芯片时,由于仅有一个时间基准,大小核不再存在相对时间差,且时间精度高;
运算精度高:经过1000万次随机生成的地图数据验证,LACC定点计算精度相比由cpu计算的双精度算法,计算误差为0.0001042,在实际应用中与双精度计算结果保持一致;
数据智能处理:DMA自动侦测到传感器的状态,自动搬运传感器数据到各个加速节点,实现多传感器的compute in memorv功能,提高实时性,提高精度;
专用PMU:解决了因软件不稳定而导致的过充或过放的问题。
简而言之,正因一微芯片具备高集中度的特点,因此能够降低成本,提高稳定性。比如说,在扫地机器人中,AM890相比同类方案,能够将4层板减少到2层,芯片数量从3个减少到1个,器件数量从780个减少到549个,成本减少20%。
从产品路线图上来看,杨武说:“对于扫地机器人的AI技术,一微并没有选择10T或8T的高算力方案,而是根据家庭环境识别的需求,专注于端侧识别,实现房间和场景的精确识别。”
一微主要采用的是2T算力的方案,目前这一技术的代表产品3100N已经问世,它不仅在扫地机器人领域表现出色,也在安防领域得到了应用。
在3100N的基础上,一微进一步为扫地机器人打造了一个模组,预计将在Q3推出升级版的AM890产品。新版本将大幅提高集成度,器件数量从之前的500多个减少到300多个,同时内部资源也更为丰富。与上一代相比,新一代产品3103允许下游客户直接使用自己的算法,我们只需提供接口和通用功能,从而降低成本,同时保持良好的性能。
展望未来,一微会关注人形机器人的发展。与行业其他玩家不同,一微的重点在于人形机器人的运动控制、定位、导航和避障等核心功能上,而非视频播放或人机交互等应用层面。“我们目标是让机器人能够更智能地在家中定位、导航和避障,使它们成为家庭生活的得力助手。”