i.MX RT跨界處理器具有實時操作和應用處理器級的功能，其已經(jīng)實際應用在智能交互、工廠自動化、智能支付終端、語音處理和語音識別等領域，這些應用場景已經(jīng)足以證明i.MX RT的強大與廣泛的適應性。

除了前述的應用方向之外，今天小編再為大家介紹一個典型的應用場景——無人機。

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

除此之外，還需要一個至少是Cortex-M4級別的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。

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性能強悍，以Cortex-M7為內(nèi)核，主頻高達600MHz，片內(nèi)512KB RAM，同時具有4組PWM模塊、適合多電機模擬信號采樣的ADC_ETC模塊，及豐富靈活的通訊接口，所以搞定飛控+4個BLDC電機控制自然不在話下。

我們接觸到很多使用i.MX RT做無人機的實例，下面為各位展示兩個優(yōu)秀的方案。

基于i.MX RT1052的飛行學習板

這是一個由ZLG技術研發(fā)中心設計的，“4個無刷電機FOC驅動 + 飛控算法”的單芯片解決方案，按競賽級設計，有實力在無人機飛行大賽上爭金奪銀的！

其中的ZLG-Soar飛控軟件庫具有如下特點：

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

支持自動校準功能，支持9軸或6軸IMU（慣量測量傳感器）。

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

支持常用的IIC/SPI/UART接口，可以擴展不同的傳感器。

飛行學習板可以通過藍牙模塊，使用NXP的FreeMaster軟件邊飛邊進行參數(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飛行學習板的真身！產(chǎn)品級軟硬件設計，既可直接用于無人機，也可用于多電機FOC的應用評估，例如穩(wěn)拍器、機器人、工業(yè)縫紉機等等。

下圖則是i.MX RT飛行學習板的電路結構：

核心是i.MX RT1052跨界處理器；

外接4路功率模塊，用無感FOC算法驅動4個無刷電機；

外擴IMU傳感器和氣壓計，可同時運行飛行控制算法；

同時預留了4個油門脈沖接口，可外接飛行控制器，學習板僅作為“4無刷電機FOC驅動”使用。默認整機7-12V/16A，可根據(jù)需求修改。

i.MX RT飛行學習板，提供多種配套軟件，包括：ZLG-FOC電機庫、簡易飛行控制算法、i.MX RT外設基礎例程等。用戶可快速搭建無人機產(chǎn)品，或其他多電機FOC的產(chǎn)品，例如穩(wěn)拍器、機器人、工業(yè)縫紉機、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)絡牛人(姑且稱他為老J)參加RT-Thread應用作品征集賽的一個作品。

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

由于AutoQuad硬件閉源的特性，國內(nèi)的玩家很少，但AutoQuad 的ukf算法“獨步天下”，絕對是一絕。15年時老J自己做出了Autoquad的M4版本硬件，并可以運行官方源碼。

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

對于這個版本的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自適應控制算法加入到其中，但這個L1自適應算法也是極耗費CPU資源的。在這個背景下，老J開始著手了AutoQuad在i.MX RT1052上的實現(xiàn)，以期留出足夠的資源來給模友們做深入開發(fā)，同時也借機熟悉下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(后期會重新設計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

本設計的特點是：

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

其次，作者使用了現(xiàn)成的實時操作系統(tǒng)——RT-Thread，及其RT-Thread在i.MX RT上的現(xiàn)成BSP，依托i.MX RT豐富的外設接口和RT-Thread提供的標準設備驅動框架，能夠快速地移植整個軟件系統(tǒng)到i.MX RT平臺上。

第三，整個硬件環(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硬件平臺的時間和精力。

關于該設計的詳細信息，可以參看原文：

NXP在i.MX RT105x上的方案

以上兩個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實現(xiàn)了以前需要4-5顆MCU，甚至更多MCU，才能實現(xiàn)的功能，大大地簡化了硬件系統(tǒng)的復雜度，即降低了總體成本又縮小了系統(tǒng)的整體尺寸，同時減小了重量和功耗，進一步提高了無人機的性價比。

目前NXP還沒有在i.MX RT上的專用無人機方案，在多電機應用方面，有一個單片i.MX RT同時驅動三個電機的機械臂方案，如下圖所示：

接下來會通過攝像頭實時自動地識別物體，再直接驅動機械臂執(zhí)行動作，所有這些也將會通過i.MX RT實現(xiàn)。

i.MX RT電機控制第三方學習板預告

恩智浦有個MAPS學習評估板系列，是按照原來的TOWER板重新設計的，目前有廣受客戶歡迎的MAPS-DSC系列，同時支持雙電機的伺服或步進。

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