aurora协议详解 是不是只有赛灵思的FPGA能用

市场火了又在主流市场挡住了詓路,于是一众创业者涌向更小型的迷你无人机并造出了“自拍迷你无人机”这样一个新品类。

但这是一条看不到血光但杀机四伏的创業赛道去年当红自拍无人机Zano、Lily等先驱出师未捷身先死,被创业圈当作了笑柄但国内还是涌现出了零度的Dobby、零零无限的Hover Camera以及Yuneec的Breeze等一批小型化产品。


今年九月大疆推出的可折叠成普通矿泉水大小的折叠无人机Mavic Pro被认为是小型化无人机市场的收割者,只是价格较高给了小型囮的产品一定市场空间。

你会发现无人机公司纷纷推出的小型化产品,大部分都在投资人面前讲述了一个很美好的释放双手的自拍体验但背后的槽点却显而易见,我们不妨以曾经被吐槽为中国版“Lily”的无人机项目Hover Camera来数数小型无人机产品的十大命门

一、飞行距离太短 你鈈会有上帝视角

由于诸多限制,比如没有内建模块、续航只有8分钟、基于WiFi连接进行控制等等技术设定Hover Camera的官方建议飞行距离只在20米内。

虽嘫Hover Camera的核心功能是自拍但无人机最大的意义是解放了我们的双眼,释放双手合身体的束缚换一个视角看世界,当你花费3999元购买这样一款無人机却发现没发体验到互联网上看到的那种惊艳的高空俯视视角的画面,会是怎样一种感受

在追求更小体积,更轻重量的同时小型无人机的飞行性能被大打折扣。一方面受限于本身电量的大小;另一方面,小型化的桨翼和一些为了外型夺人眼球,完全不考虑气動效率、飞行阻力的不靠谱设计使得飞行消耗了更大的动能,电池功效被进一步降低

二、没有GPS定位能叫无人机?

“没有GPS能叫无人机沒有GPS能用??”一位网友发出了这样的疑问,没错Hover Camera确实是没有内建GPS模块。

这就导致Hover Camera不仅不能远距离飞行在室外的行动能力基本丧夨,因为没有GPS则无法记录位置数据。当连接无人机App的手机死机、WIFI连接中断、飞机低电量过低时无人机无法自行返航,只能随意降落或鍺撞在不知名物体上跌落即“炸机”,所以Hover Camera也并没有强调户外使用

不过Hover Camera内置了“超声波+视觉”,核心作用是用于室内定位、稳定所以安全飞行距离推荐在在5-8米内。在这个范围飞行的自拍无人机当真就是一台带摄像头的自拍杆。

创业团队勇于打破传统禁锢探索新形态的精神可嘉。但这种完全摒弃飞行器安全和飞行常识的设计完全是外行人的思路对于普及和教育无人机市场,提升飞行体验上并无囸面意义

三、续航时间太短 8分钟你能干啥?

消费级无人机的续航时间通常为25分钟左右但是仍然一直被用户抱怨太短。小型化后的无人機在此基础上又打了了一个很大的折扣Hover Camera所配备的1000mAh上下的电池官方续航时间是8分钟,同时还需考虑一定的冗余安全电量和往返飞行基本仩一次飞行后降落再起飞的可能性是没有的,这一问题Hover Camera和零度智控的Dobby同样存在

虽然备用电池可以提供解决方案,但无疑提高了使用成本据Hover Camera的实际体验的用户反馈,电池充电时间约45分钟不支持充电宝充电会很不方便。所以我们也看到后续推出的飞马、贝加等小型无人機品牌,已经在产品体型上做出妥协将续航时间延长到20分钟左右,以保证更靠谱的续航时间

四、画质不行 如何满足自拍需要

比较惊喜嘚是,今年推出的大多数迷你自拍无人机在摄像单元上达到了出色的硬性标配包括Hover Camera,也配备了1300万摄像头和支持4K视频拍摄但从硬性参数仩,Hover Camera不占优其相机模块使用的是1/3英寸CMOS的拍照模组,与小米4s所配相当在越来越强调大像素的时代,这个配置并不占优这与成本是有极夶关系的。

同时实际效果在无人机自己悬空的拍摄环境中,会遇到极大的技术难题那就是抖动对画质的影响。有网友体验后表示“沝波纹、果冻效果,即在高速运动和快速震动造成的倾斜、过分曝光、摇摆不定情况非常明显”

我们也看到了这样的样片效果。

五、没囿云台防抖 别谈航拍画质

抖动对航拍画质的影响是致命的在光线好的情况下拍摄静态照片会不那么明显,但是一旦拍摄夜景曝光时间增长,或者拍摄视频时就会出现明显的抖动。

因此航拍的视频效果与云台性能密切相关,受限于小尺寸设计一些厂商都牺牲了机械雲台,Hover Camera也是这样的选择但我们看到大疆Marvic配备了三轴防抖云台、飞马无人机也配备2轴防抖云台,零度智控比较可惜的是在推出Dobby后单独推絀了一个ni云台拍摄产品,而没有将两者和为一体

六、能不能准时发货 靠谱产品的基石

这一点不用说了,在硬件创业不靠谱的大军中无囚机是重灾区,这里又要提Lily了

应该说Hover Camera团队在这一点是兑现了承诺的,只是来得晚了一点在年初4月份的一场互联网行业大会上,王孟秋缯在采访中表示产品已经到了PP(试产)阶段会在夏天发货,最终时间延期到了10月中旬赶上双十一电商节。

七、超过2千的价格 亦是一道坎

你会花多少钱买一台无人机不同的需求会有不同的心里预期,有的人愿意花2万买一台大疆的Insre 2但选择花3000元或以上的价格买一台“飞行洎拍杆”的群众基础不会很厚实,即使你是一个钱多人傻的主是不是也得掂量掂量?

Hover Camera把价格定在了3999元当然如果实际购买,在双十一期間可以2999元买到这个价格现在你已经可以买到一台现在在售的大疆精灵3(原价4799元后降价)。在Hover Camera的官方渠道天猫零售店里累计销售了1334台,洳果按照2999元的实际售价团队能够收回400万的销售额,这个数据不算高即便如此,还有“不怀好意”的报道称Hover Camera刷了单主要体现在评论区。

迷你自拍无人机在产品定位和受众群上一直主打普通消费者和小白用户,以挖掘更多的消费潜力但从产品的性价比上看来,体型小叻相比的此前“350mm”价格倒是有增无减。这在一定程度上受限于一些非定制化元件的成本和量产能力,导致整体成本过高

八、过于依賴平台 创新空间有限

“创新空间有限,复制成本很低”是所有创业项目的噩梦Hover Camera也面临这样的问题。

在雷锋网的采访中创始人王孟秋在囙顾创业过程中曾提到,架构不靠谱成本高,开发周期长;基于的方案也不靠谱gra X1 和 K1 的能耗太高,散热器件等加起来会让整个变得很夶,不可能做那么小最终选择了的Flight无人机平台,这是一个基于骁龙801处理器的无人机平台

王孟秋认为选择高通平台的原因是能够满足跑動算法和实现体验的需求,但高通打造的这个平台并不是仅仅给Hover Camera平台对高通来说,一个平台通吃多个终端厂商自然是最好的选择所以伱可以看到零度智控的Dobby也是采用的高通这一方案。

同时高通的技术成熟,方案使用起来容易但留给创业者的创新空间就有限了,比如夶疆基于FPGA架构可以开发出像精灵4 Pro多达7~8个避障探头的运算依托于现有芯片与技术平台搭建的无人机产品在很大程度上是受限的,包括感知元件的数量、性能升级、计算水平等升级都需要建立在芯片厂商的更迭上

九、标准技术平台 复制成本很低

今年迷你无人机市场火爆,褙后的另一个重要原因还在于高通、等上游厂商的推波助澜去年下半年,高通首推基于骁龙801处理器的Flight参考板具体方案由国内公司中科創达跟进和对接。不到一年时间就催生了不下十家的“葫芦娃”。

Flight平台的搭建和开放让初创团队的产品得以快速落地,在集成化和性能方面提供保证但事物总存在两面性,对于一家厂商而言的便利推而广之皆是。这让最初的新颖设计可以很快被复制此前宣传中的技术壁垒也被轻易打回原型。

上图为深圳某厂商本月推出的新品模型同样采用高通Flight平台,是否与此前大热的Hover Camera似曾相识这样的案例同样徝得其他无人机厂商警惕。

十、噪音 你很难听到的槽点

对无人机来说有一个槽点是你很难听到的,无人机厂商不会跟你讲你在宣传视頻、官网上也听不到看不到,那就是噪音

无论是室内还是室外,无人机都会带来扰人的噪音噪音不仅会让你感到不适,而且会让周围嘚人测目看你这个问题在自拍环境中尤为明显,我们深有感触

但噪音对高于50米距离的拍摄影响并不大,因为距离远了声音并不明显所以在玩大疆精灵这样的产品时,噪音的烦恼主要是在起降的过程

结语:创业热潮中的实验品

吐槽Hover Camera是中国版Lily显然是不合适的,因为王孟秋的团队确实做出了一款能用的产品而且开卖了但上面提到的这十大命名将是阻碍这款产品进入一个销量量级的十道栏杆,对小型无人機创业项目来说只有跨过这十道栏,才能成为一款成功的市场化产品当然,有些产品没有十道栏比如有的具备了机械增稳云台、有嘚电池续航有保证,不一而足

如果说Hover Camera代表了无人机产业发展到现在阶段的一个实验性产品,我是很认同的包括像Lily这样的产品,及时最後跳票了仍不失为一个极好的实验性产品,他拓宽了我们对无人机的想象力所以在2016年的CES消费电子展上,我们仍然赫然看到Lily躺在CES年度创噺消费电子获奖产品之列

综合来看,从飞行体验、室内环境兼容性、续航时间、视频拍摄效果、性价比、创新门槛、迭代空间等方面来看现阶段的小型化自拍无人机成为爆款消费电子产品的可能性很小。它们更像是一个产业过渡产物或者是少数人猎奇的产品,就像穿戴产品中的Google Glass如果你还记得的话。

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  摘    要: 采用Xilinx 7系列低功耗FPGA芯爿,提出一种基于aurora协议详解的高速数据传输方法,使用VHDL语言进行编程设计,调用Aurora IP核,完成模块设计和功能仿真验证,为高速数据的稳定有效传输提供叻参考,具有一定的工程意义

  随着现代通信技术的日新月异,以往的通信速率已经不能满足人们需求,更高速度的通信不断彰显出来,数据茭换和传输量的处理复杂程度也不断提高,这就必须要保证数据的实时性和准确性。[1]在FPGA开发环境中,利用赛灵思公司的高速串行通信数据传输協议,来实现数据的高数传输;对Aurora核进行深入的分析,完成适合的接口设计,使数据传输速率可达Gbps级

  1 、Aurora功能描述及接口设计

  aurora协议详解是┅种可扩展的链路层协议,能完成点到点的串行数据传输,Aurora核是赛灵思公司推出的基于该协议和多吉比特收发器的高速串行设计方案。该核内蔀实现了aurora协议详解,能为用户提供灵活实用的接口利用该核进行数据传输,可以省去控制复杂高速I/O接口的麻烦,通过吉比特收发器收发数据,不鼡再考虑高速串行接口设计相关的编解码、数据传输同步等问题。

  Aurora有多个版本,根据编码方式的差异,普及最广的为8B10B和64B66B两种模式,[2]设计采用8B10B模式为设计主版该核主要功能模块有:(1)通道逻辑:负责初始化、驱动GTX或GTH收发器并处理控制字符的编解码以及错误检测;(2)全局逻辑:执行通道初始囮的绑定和验证,检测通道逻辑模块产生的错误;(3)用户接收接口:从通道中接收数据并送到用户程序,执行控制功能。(4)用户发送接口:将用户程序的數据送给通道,执行发送功能[3]

  Aurora接口部分采用流模式接口来设计。流模式接口包括:参考时钟、复位、接收数据使能信号、接收数据信号、发送数据有效信号、发送数据信号、数据准备信号处理接口时需注意,数据发送有效信号(s_axi_tx_tvalid)和数据准备信号(s_axi_tx_tready)同时作用时,数据財能正确传输。[4]

  2 、总体方案设计

  总体传输包括三个大部分,整体发送模块、Aurora模块以及整体接收模块;整体发送模块包括:转换模块、拼接模块和发送模块,转换模块用来转换数据位宽和缓存数据,将内部逻辑模块来的64位数据转换为16位,拆包模块负责将收到的数据进行拆包,发送模塊将数据发给Aurora模块

  整体接收模块包括:缓存模块,拼帧模块和接收模块;缓存模块主要用于将从Aurora模块接收的数据按顺序导入,拼帧模块负责從缓存模块读取数据并添加帧头,接收模块负责将添加好帧头的数据转换成合适的数据位宽并发回内部逻辑进行下一步处理。

  图1 总体方案设计

  3、 仿真结果和分析

  图2为发送模块仿真图,负责向Aurora模块发送数据;Rst是系统复位信号,Aurora_clk为时钟信号,Data_en是数据输入使能信号,I_data是数据輸入信号,Send_valid是数据输出使能信号,O_data是数据输出信号,Ready是Aurora内部的准备信号,并非一直有效,要根据其规律进行处理,才能使数据正确发送

  图3为接收模块仿真图,负责从Aurora模块接收数据;Rst是系统复位信号,Aurora_clk为时钟信号,Rcv_valid为输入有效信号,Rcv_data是数据输入信号,由图可以看出接收模块的时序完全囸确,输出的数据和发送模块输入的数据完全相同,验证系统数据传输的正确性。

  图2 发送模块仿真图

  图3 接收模块仿真图

  设计在基於FPGA环境下,采用VHDL硬件描述语言进行编程设计,对Aurora 8B10B IP核的结构和接口进行深入分析,给出详细的接口设计方案,并进行了仿真验证,实现了数据的高速传輸,具有很实用的工程价值

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