i.MX RT跨界處理器具有實(shí)時(shí)操作和應(yīng)用處理器級(jí)的功能，其已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用在智能交互、工廠自動(dòng)化、智能支付終端、語(yǔ)音處理和語(yǔ)音識(shí)別等領(lǐng)域，這些應(yīng)用場(chǎng)景已經(jīng)足以證明i.MX RT的強(qiáng)大與廣泛的適應(yīng)性。

除了前述的應(yīng)用方向之外，今天小編再為大家介紹一個(gè)典型的應(yīng)用場(chǎng)景——無(wú)人機(jī)。

玩無(wú)人機(jī)的小伙伴們都知道，四旋翼無(wú)人機(jī)的BLDC電調(diào)電機(jī)，通常需要單獨(dú)的MCU進(jìn)行控制，如果用更加節(jié)能的FOC控制方式，那么對(duì)MCU的性能要求就比較高。一般講，這顆MCU除去控制電機(jī)外，還會(huì)處理一些其它事情并留有余量，所以生產(chǎn)無(wú)人機(jī)的廠商，大都喜歡用Cortex-M4的MCU來(lái)做FOC控制（NXP的高主頻+硬件除法器的M0+也完全可以勝任），也就是四旋翼無(wú)人機(jī)需要四顆較高性能的MCU，來(lái)分別控制四個(gè)電機(jī)。

除此之外，還需要一個(gè)至少是Cortex-M4級(jí)別的MCU做飛控，它需要讀取傳感器數(shù)據(jù)、控制飛行姿態(tài)、完成通訊等任務(wù)。

所有這些控制和操作，現(xiàn)在用一顆i.MX RT就都可以搞定了。i.MX RT性能強(qiáng)悍，以Cortex-M7為內(nèi)核，主頻高達(dá)600MHz，片內(nèi)512KB RAM，同時(shí)具有4組PWM模塊、適合多電機(jī)模擬信號(hào)采樣的ADC_ETC模塊，及豐富靈活的通訊接口，所以搞定飛控+4個(gè)BLDC電機(jī)控制自然不在話下。

我們接觸到很多使用i.MX RT做無(wú)人機(jī)的實(shí)例，下面為各位展示兩個(gè)優(yōu)秀的方案。

基于i.MX RT1052的飛行學(xué)習(xí)板

這是一個(gè)由ZLG技術(shù)研發(fā)中心設(shè)計(jì)的，“4個(gè)無(wú)刷電機(jī)FOC驅(qū)動(dòng) + 飛控算法”的單芯片解決方案，按競(jìng)賽級(jí)設(shè)計(jì)，有實(shí)力在無(wú)人機(jī)飛行大賽上爭(zhēng)金奪銀的！

其中的ZLG-Soar飛控軟件庫(kù)具有如下特點(diǎn)：

采用四元數(shù)互補(bǔ)濾波融合算法，和基于角速度環(huán)與角度環(huán)的串級(jí)PID姿態(tài)控制算法，在i.MX RT下控制頻率可達(dá)2KHz（一般飛控頻率為0.5KHz）。

支持自動(dòng)校準(zhǔn)功能，支持9軸或6軸IMU（慣量測(cè)量傳感器）。

支持SBUS航模串口協(xié)議，適用于支持該協(xié)議的任意無(wú)線收發(fā)器。

支持常用的IIC/SPI/UART接口，可以擴(kuò)展不同的傳感器。

飛行學(xué)習(xí)板可以通過藍(lán)牙模塊，使用NXP的FreeMaster軟件邊飛邊進(jìn)行參數(shù)的調(diào)試。

提供的軟件接口，可以讓用戶快速移植自己的飛控軟件，或BetaFlight，ClenFlight，PX4，OpenPiliot，RaceFlight等軟件。

下圖是i.MX RT飛行學(xué)習(xí)板的真身！產(chǎn)品級(jí)軟硬件設(shè)計(jì)，既可直接用于無(wú)人機(jī)，也可用于多電機(jī)FOC的應(yīng)用評(píng)估，例如穩(wěn)拍器、機(jī)器人、工業(yè)縫紉機(jī)等等。

下圖則是i.MX RT飛行學(xué)習(xí)板的電路結(jié)構(gòu)：

核心是i.MX RT1052跨界處理器；

外接4路功率模塊，用無(wú)感FOC算法驅(qū)動(dòng)4個(gè)無(wú)刷電機(jī)；

外擴(kuò)IMU傳感器和氣壓計(jì)，可同時(shí)運(yùn)行飛行控制算法；

同時(shí)預(yù)留了4個(gè)油門脈沖接口，可外接飛行控制器，學(xué)習(xí)板僅作為“4無(wú)刷電機(jī)FOC驅(qū)動(dòng)”使用。默認(rèn)整機(jī)7-12V/16A，可根據(jù)需求修改。

i.MX RT飛行學(xué)習(xí)板，提供多種配套軟件，包括：ZLG-FOC電機(jī)庫(kù)、簡(jiǎn)易飛行控制算法、i.MX RT外設(shè)基礎(chǔ)例程等。用戶可快速搭建無(wú)人機(jī)產(chǎn)品，或其他多電機(jī)FOC的產(chǎn)品，例如穩(wěn)拍器、機(jī)器人、工業(yè)縫紉機(jī)、IoT創(chuàng)新產(chǎn)品等等。

基于i.MX RT1052的開源AutoQuad飛控

這是一位網(wǎng)絡(luò)牛人(姑且稱他為老J)參加RT-Thread應(yīng)用作品征集賽的一個(gè)作品。

AutoQuad是德國(guó)的一款老牌開源飛控（硬件閉源），其旨在提供穩(wěn)定、動(dòng)態(tài)飛行和自動(dòng)駕駛功能的飛控控制器。

由于AutoQuad硬件閉源的特性，國(guó)內(nèi)的玩家很少，但AutoQuad 的ukf算法“獨(dú)步天下”，絕對(duì)是一絕。15年時(shí)老J自己做出了Autoquad的M4版本硬件，并可以運(yùn)行官方源碼。

2017年時(shí)他又將Autoquad移植到MDK環(huán)境下，并且將其RTOS替換為RT-Thread。后續(xù)玩這個(gè)玩了蠻久時(shí)間。他的體會(huì)是這個(gè)版本的AutoQuad由于UKF算法占用了很多CPU資源，使得整個(gè)系統(tǒng)CPU占用率太高，再者就是片內(nèi)RAM資源捉襟見肘。

對(duì)于這個(gè)版本的AutoQuad目前有挺多模友想繼續(xù)深入的開發(fā)，比如網(wǎng)名為“我的世界觀”的網(wǎng)友，想將L1自適應(yīng)控制算法加入到其中，但這個(gè)L1自適應(yīng)算法也是極耗費(fèi)CPU資源的。在這個(gè)背景下，老J開始著手了AutoQuad在i.MX RT1052上的實(shí)現(xiàn)，以期留出足夠的資源來(lái)給模友們做深入開發(fā)，同時(shí)也借機(jī)熟悉下RT-Thread的3.x版本。

硬件板子目前基于野火1052 mini開發(fā)板，傳感器是從馬家買的現(xiàn)成模塊，采用飛線的形式固定在開發(fā)板上(后期會(huì)重新設(shè)計(jì)一款小的適合飛控的板子)。

主控+傳感器

全部的連接都使用飛線

完成后的效果

系統(tǒng)框圖如下

本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：

首先，作者對(duì)AutoQuad非常熟悉，已經(jīng)清楚地看到了軟件對(duì)CPU高性能，與對(duì)大容量RAM的要求。剛好i.MX RT可以在這兩方面滿足他的升級(jí)要求。

其次，作者使用了現(xiàn)成的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)——RT-Thread，及其RT-Thread在i.MX RT上的現(xiàn)成BSP，依托i.MX RT豐富的外設(shè)接口和RT-Thread提供的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)框架，能夠快速地移植整個(gè)軟件系統(tǒng)到i.MX RT平臺(tái)上。

第三，整個(gè)硬件環(huán)境尤其是主控板，采用了現(xiàn)成的野火開發(fā)板，省卻了研究適配開發(fā)i.MX RT1052硬件平臺(tái)的時(shí)間和精力。

關(guān)于該設(shè)計(jì)的詳細(xì)信息，可以參看原文：

NXP在i.MX RT105x上的方案

以上兩個(gè)方案都是充分地利用了i.MX RT1052的高性能、多端口和方便開發(fā)的特性，用一顆MCU實(shí)現(xiàn)了以前需要4-5顆MCU，甚至更多MCU，才能實(shí)現(xiàn)的功能，大大地簡(jiǎn)化了硬件系統(tǒng)的復(fù)雜度，即降低了總體成本又縮小了系統(tǒng)的整體尺寸，同時(shí)減小了重量和功耗，進(jìn)一步提高了無(wú)人機(jī)的性價(jià)比。

目前NXP還沒有在i.MX RT上的專用無(wú)人機(jī)方案，在多電機(jī)應(yīng)用方面，有一個(gè)單片i.MX RT同時(shí)驅(qū)動(dòng)三個(gè)電機(jī)的機(jī)械臂方案，如下圖所示：

接下來(lái)會(huì)通過攝像頭實(shí)時(shí)自動(dòng)地識(shí)別物體，再直接驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂執(zhí)行動(dòng)作，所有這些也將會(huì)通過i.MX RT實(shí)現(xiàn)。

i.MX RT電機(jī)控制第三方學(xué)習(xí)板預(yù)告

恩智浦有個(gè)MAPS學(xué)習(xí)評(píng)估板系列，是按照原來(lái)的TOWER板重新設(shè)計(jì)的，目前有廣受客戶歡迎的MAPS-DSC系列，同時(shí)支持雙電機(jī)的伺服或步進(jìn)。

如果需要評(píng)估i.MX RT的電機(jī)控制性能，除了官方發(fā)布的評(píng)估板之外，第三方合作伙伴正在建造中的MAPS-RT是個(gè)非常實(shí)用的評(píng)估板，不但支持伺服或步進(jìn)電機(jī)，還可以支持工業(yè)中廣泛使用的EtherCAT（與友商合作），值得期待。