總部位于美國圣地亞哥的高通公司近日宣布，將收購意大利企業(yè) Arduino。Arduino 在創(chuàng)客與產(chǎn)品開發(fā)者群體中知名度極高，其推出的開源控制器 / 處理器開發(fā)板開箱即用，深受市場青睞。更重要的是，Arduino 秉持開源理念，提供豐富的代碼庫與應(yīng)用程序，可在其集成開發(fā)環(huán)境（IDE）中無縫運行。

那么，這次收購會催生 “Qualduino” 或 “Ardcomm” 這樣的新品牌嗎？答案是否定的。高通方面承諾，Arduino 將保持獨立運營，未來開發(fā)板的硬件器件選型仍由 Arduino 自主決定。

顯然，依托此次戰(zhàn)略合作，Arduino 正式推出了全新 UNO 版型開發(fā)板 ——Arduino UNO Q（見圖 1）。為了直觀展示尺寸，發(fā)布了這張以香蕉為參照物的產(chǎn)品圖。

圖 1 高通與 Arduino 聯(lián)合推出的全新開發(fā)板 Arduino UNO Q（以香蕉為尺寸參照）

接下來，我們將從開發(fā)者熟悉的基礎(chǔ)功能入手，逐步介紹這款開發(fā)板新增的 Linux 系統(tǒng)、人工智能及氛圍編碼功能。

Arduino UNO Q 開發(fā)板概述

UNO Q 開發(fā)板采用標準 UNO 系列版型，尺寸為 68.85×53.34 毫米，沿用了經(jīng)典的接口與信號布局（見圖 2），可兼容多款傳統(tǒng) Arduino 擴展板（也稱子板或夾層板）。

圖 2 Arduino UNO Q 開發(fā)板正面圖，展示經(jīng)典 UNO 版型及接口布局

需要注意的是，板載 STM32 微控制器的通用輸入輸出引腳（GPIO）工作電壓為 3.3 伏，大部分引腳支持 5 伏耐壓，且兼容 CMOS 與 TTL 電平標準。對于需要原生 5 伏 TTL 輸入輸出的設(shè)計場景，開發(fā)者可選購 SparkFun Electronics 等廠商推出的 5 伏電平轉(zhuǎn)換擴展板。

UNO Q 開發(fā)板的供電方式有兩種：一是通過 USB-C 接口輸入 5 伏電壓，最大電流支持 3 安；二是通過獨立的 5 伏輸入引腳供電。

該開發(fā)板的功能配置與此前Electronic Design報道過的 Arduino R4 WiFi 開發(fā)板相近，具體包括：

• 4 個用戶可編程 RGB 發(fā)光二極管

• 1 塊 8×13 藍色發(fā)光二極管矩陣屏

• 1 個 Qwiic 連接器（3.3 伏供電，支持 I2C 通信協(xié)議）

• 1 個用戶按鍵

• 1 個 JCTL 接口（微處理器遠程調(diào)試接口）

板載微控制器原生支持的通信接口如下：

• I2C/I3C

• SPI

• PWM

• CAN

• UART

• PSSI（并行同步從設(shè)備接口）

• GPIO

• JTAG

• ADC

UNO Q 開發(fā)板的背面（見圖 3）新增了一組接口，用于擴展微處理器支持的額外輸入輸出功能及高速接口，例如攝像頭、顯示屏、音頻設(shè)備等。

圖 3 Arduino UNO Q 開發(fā)板背面圖，展示新增高速接口及驍龍 Dragonwing 微處理器

意法半導體微控制器

UNO Q 開發(fā)板正面搭載一顆意法半導體 STM32U585 微控制器，其核心為 ARM Cortex-M33 架構(gòu)，最高主頻可達 160 兆赫茲，運算性能最高為 240 DMIPS，Dhrystone 2.1 基準測試中能效比為 1.5 DMIPS / 兆赫茲（見圖 4）。

圖 4 Arduino UNO Q 開發(fā)板所搭載 STM32 微控制器的功能框圖

存儲配置方面，這款微控制器內(nèi)置 2 兆字節(jié)帶糾錯碼（ECC）的閃存，采用雙存儲區(qū)設(shè)計，支持讀寫并行操作，可承受 10 萬次擦寫循環(huán)；同時配備 786 千字節(jié)靜態(tài)隨機存取存儲器（SRAM），當關(guān)閉糾錯碼功能時，SRAM 容量為 786 千字節(jié)，開啟后則為 722 千字節(jié)，其中最高 322 千字節(jié)的 SRAM 支持糾錯碼功能。

此外，STM32 微控制器還配備外部存儲器接口，支持 SRAM、PSRAM、NOR 閃存、NAND 閃存及 FRAM 等存儲設(shè)備，同時最多可擴展兩路八串行外設(shè)接口（Octo-SPI）。

對于傳統(tǒng) Arduino UNO 開發(fā)板的忠實用戶而言，這款微控制器的引腳配置值得關(guān)注：它擁有最多 136 個支持中斷功能的高速輸入輸出引腳，大部分引腳具備 5 伏耐壓能力，同時最多支持 14 個獨立供電的輸入輸出引腳，最低工作電壓可至 1.08 伏。截至本文發(fā)稿，官方尚未公布這些引腳與 UNO 系列標準接口的具體映射關(guān)系。

每個通用輸入輸出引腳均可通過軟件配置為以下模式：輸出模式（推挽或開漏）、輸入模式（帶或不帶上拉 / 下拉電阻），或外設(shè)功能復用模式。大部分通用輸入輸出引腳均可復用為數(shù)字或模擬外設(shè)接口。

芯片復位后，所有通用輸入輸出引腳默認處于模擬模式，以降低功耗。若有需要，開發(fā)者可按照特定操作流程鎖定外設(shè)功能復用配置，防止誤操作改寫引腳寄存器。

鑒于 UNO Q 開發(fā)板上集成了 8×13 藍色發(fā)光二極管矩陣屏，足以證明這款微控制器的通用輸入輸出引腳具備驅(qū)動該外設(shè)的充足源極 / 漏極電流能力。所有輸入輸出引腳均兼容 CMOS 與 TTL 電平標準，無需額外軟件配置，其電氣特性完全覆蓋這兩種電平標準的嚴格參數(shù)要求。

定時器配置方面，該微控制器內(nèi)置：2 個 16 位高級電機控制定時器、4 個 32 位定時器、5 個 16 位定時器、4 個支持停機模式的低功耗 16 位定時器、2 個系統(tǒng)節(jié)拍定時器，以及 2 個看門狗定時器。芯片內(nèi)部還集成實時時鐘（RTC），具備硬件日歷與校準功能。

值得一提的是，這款微控制器還集成了控制器局域網(wǎng)靈活數(shù)據(jù)速率（CAN FD）控制器、兩路安全數(shù)字多媒體卡（SDMMC）接口，以及 6 個多功能數(shù)字濾波器。芯片內(nèi)部嵌入音頻數(shù)字濾波器，支持聲音活動檢測功能，同時配備并行同步從設(shè)備接口（PSSI）。此外，微控制器的 16 通道與 4 通道直接存儲器訪問（DMA）控制器，在停機模式下仍可正常工作。

圖形顯示方面，該芯片集成 Chrom-ART 加速器（DMA2D），可增強圖形內(nèi)容生成能力；同時支持數(shù)字攝像頭接口與數(shù)學協(xié)處理器，滿足視頻輸入需求。

在機器人應(yīng)用中常見的實時逆運動學計算，以及電機控制、計量、信號處理等場景中，內(nèi)置的坐標旋轉(zhuǎn)數(shù)字計算方法（CORDIC）協(xié)處理器可對三角函數(shù)等特定數(shù)學運算提供硬件加速，相比純軟件實現(xiàn)方案，大幅提升運算速度。

微控制器內(nèi)置的濾波數(shù)學加速器（FMAC）可對向量數(shù)據(jù)執(zhí)行算術(shù)運算，該模塊包含一個乘累加（MAC）單元與地址生成邏輯，能夠?qū)Υ鎯υ诒镜貎?nèi)存中的向量元素進行尋址。該單元支持輸入輸出循環(huán)緩沖區(qū)，可用于實現(xiàn)數(shù)字濾波器，包括有限長單位沖激響應(yīng)（FIR）濾波器與無限長單位沖激響應(yīng)（IIR）濾波器。

模擬功能方面，該微控制器最多支持 22 路電容式感應(yīng)通道，可驅(qū)動觸摸按鍵、線性觸摸傳感器及旋轉(zhuǎn)觸摸傳感器。

豐富的模擬外設(shè)配置（配備獨立模擬電源）包括：

• 1 個 14 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），采樣率達 2.5 兆樣本 / 秒，支持硬件過采樣

• 1 個 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC），采樣率達 2.5 兆樣本 / 秒，支持硬件過采樣，且在停機 2 模式下可自主運行

• 2 個 12 位數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC），具備低功耗采樣保持功能

• 2 個運算放大器，內(nèi)置可編程增益放大器（PGA）

• 2 個超低功耗比較器

這款微控制器運行基于澤菲爾操作系統(tǒng)（Zephyr OS）的 Arduino 核心實時操作系統(tǒng)（RTOS）。

高通微處理器

Arduino UNO Q 開發(fā)板的新增功能，很大程度上得益于第二顆處理芯片 —— 高通驍龍 Dragonwing QRB2210 微處理器（見圖 5）。該芯片提供 AI 加速、四核 CPU、Adreno 圖形處理器及雙圖像信號處理器（ISP）支持。

圖 5 Arduino UNO Q 開發(fā)板所搭載驍龍 Dragonwing 微處理器的功能框圖

驍龍 Dragonwing 微處理器的具體參數(shù)如下：

• 核心架構(gòu)：四核 ARM Cortex-A53，最高主頻 2.0 吉赫茲

• 圖形處理：Adreno 圖形處理器，支持 3D 圖形加速

• 圖像信號處理：雙 ISP 配置，支持 1300 萬像素 + 1300 萬像素雙攝或單路 2500 萬像素攝像頭，幀率可達 30 幀 / 秒

• 內(nèi)存：2GB LPDDR4（2025 年底將推出 4GB 內(nèi)存版本）

• 存儲：16GB 嵌入式多媒體卡（eMMC）（2025 年底將推出 32GB 存儲版本）

• 連接能力：

Wi-Fi 5（2.4 吉赫茲 / 5 吉赫茲雙頻段），板載天線

藍牙 5.1，板載天線

• 攝像頭接口：

支持 USB 攝像頭

JMEDIA 擴展接口配備兩路移動產(chǎn)業(yè)處理器接口攝像頭串行接口（MIPI CSI）引腳

• 顯示接口：

支持通過 USB-C 接口輸出視頻信號

JMEDIA 擴展接口配備移動產(chǎn)業(yè)處理器接口顯示串行接口（MIPI DSI）引腳

• 音頻接口：JMISC 擴展接口配備麥克風輸入、耳機輸出及線路輸出接口

微處理器操作系統(tǒng)

驍龍 Dragonwing 微處理器運行基于上游社區(qū)支持的 Debian Linux 操作系統(tǒng)，可直接在板上原生運行新版 Arduino IDE，無需依賴外部計算機。

集成開發(fā)環(huán)境（IDE）

Arduino UNO Q 開發(fā)板搭載全新集成開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了實時系統(tǒng)、Linux 系統(tǒng)、Python 語言及人工智能開發(fā)流程的一體化整合。盡管截至發(fā)稿時官方尚未披露詳細功能，但與傳統(tǒng) Arduino IDE 一致，新版 IDE 提供了豐富的行業(yè)應(yīng)用示例代碼（見圖 6）。

圖 6 Arduino UNO Q 開發(fā)板配套新版 IDE 界面截圖

有傳言稱，新版 IDE 還將支持 “氛圍編碼” 功能 —— 該功能基于大語言模型（LLM）人工智能技術(shù)，據(jù)稱無編程經(jīng)驗的用戶只需輸入文本指令，IDE 即可自動生成適用于 UNO Q 開發(fā)板的程序代碼。對于資深開發(fā)者而言，這項功能有望提升開發(fā)效率，縮短項目周期。

產(chǎn)品總結(jié)

• 2GB 內(nèi)存 + 16GB 存儲版本的 Arduino UNO Q 開發(fā)板現(xiàn)已開放訂購，預計 2025 年 10 月 25 日起發(fā)貨，售價為 39 歐元 / 44 美元。

• 4GB 內(nèi)存 + 32GB 存儲版本將于 2025 年 11 月開放訂購，預計 2025 年底前發(fā)貨，售價為 53 歐元 / 59 美元。