無論是工業機器人還是服務機器人，分配給它們的任務無非是從感知到決策再到執行。對于機器人本身來說，執行層的運動控制是其最基礎、最核心的能力。感知可以通過集成激光、視覺等傳感器來豐富機器的信息獲取，如何決策取決于上層軟件的能力和各廠商的智能算法。最后，執行層面的操作和控制仍然依賴于機器人內部控制元素給出的“主動權”。

目前看來，優于控制的MCU依然是機器人廠商的首選。而且數字信號處理器和現場可編程門陣列有很多應用，尤其是在機器視覺領域。然而，單片機仍然是機器人執行層應用最廣泛的選擇。畢竟平均來說，單個機械臂內置的約8個控制器變成了MCU，剩下的都是MPU、DSP等高效處理元件。服務機器人的重要移動功能也依賴于執行層的精確單片機電機控制。

對于機器人應用的單片機來說，除了提供易于開發的嵌入式平臺和設計工具外，圍繞單片機建立完善的通信環境來處理USB、SPI等各種工業通信協議也非常重要。單片機運算效率的提高對于滿足工業機器人精度提升的這些需求也非常重要。下面簡單列舉一些應用于機器人的MCU，看看它們在機器人市場上是如何發展和發揮的。

集成單片機ROS框架

集成MCU  ROS，可以看看瑞薩。RA單片機在很多領域都有廣泛的應用。最近，針對工業4.0和工業物聯網的發展，他們還將ROS(機器人操作系統)-—EK-RA6M5集成到他們的MCU中，以應對機器人應用。RA的RA6M5是一款采用Arm  Cortex-M33內核的32位MCU，用于集成ROS。

RA6M5本身從低功耗低至107uA/MHz的閃存和大容量嵌入式RAM運行CoreMark算法，非常適合機器人應用，可以作為ROS節點間Pub/Sub信息傳輸的通信接口(如以太網、USB)。RA6M5還集成了以太網MAC和專用DMA，可以保證極致高數數據的吞吐量。RA6M5的生態系統得到了基于FreeRTOS的FSP的支持，保證了MCU具有很高的可擴展性，可以使用其他實時操作系統(RTOS)和中間件。

EK-RA6M5集成ROS框架使MCU能夠在ROS  2數據空間進行標準化集成，運行在Windows和Linux系統下的Renesas  e2 studio集成開發環境也支持ROS。EK-RA6M5可以通過單線UART和RS-485控制多個伺服系統，為整個系統提供合適的電壓。

這一套EK-RA6M5的目的很明確，那就是簡化機器人的開發，降低機器人的開發成本，在RA  MCU和ROS合并的基礎上形成生態圈，吸引機器人廠商進入市場，從而搶占機器人MCU的市場。這也是很多廠商選擇的做法。MCU在玩一個生態系統，這次只是增加了ROS。當然，玩生態的前提是單片機性能必須足夠優秀。

為機器人應用優化單片機

當然，也有不集成ROS的玩法。KE系列是恩智浦基于ARM內核的操作控制MCU。KE系列沒有單獨為機器人應用集成ROS框架，但解決了機器在惡劣電噪聲環境下的高可靠性和魯棒性問題。

KE的EMC  EMC和ESD保護功能對于工業應用來說足夠重要。32位單片機一直在低電壓下運行，在機器人控制中經常受到惡劣電磁環境的限制。KE系列最重要的就是解決這個問題，用合適的藥解決機器人應用中單片機的問題。

性能方面，KE系列高端MCU  ke1sf  MCU其實已經足夠優秀了。它通過運行在168兆赫的高性能Arm  Cortex  -M4內核提供5V解決方案。這一系列的8通道PWM和支持帶死區插入的功能可以使機器運動控制非常精確，FlexIO也為串行通信接口的實現提供了靈活性。

除了針對應用難點進行專門優化外，KE實際上還具備浮點單元的數字信號處理能力，可以為機器控制算法和傳感器數據處理提供計算能力。這種方法不像整合ROS從宏觀角度抓住機會。

寫在最后

其實只是在性能方面，所有MCU廠商都有可以應用于機器人的產品。以上兩個例子證實了單片機在機器人行業的應用趨勢。一是在MCU性能足夠優秀的情況下，為了搶占機器人市場，大廠商會與生態伙伴合作進行ROS集成(當然也可以自己做)。簡而言之，目的是搭建一個擁有完整武器庫的平臺，吸引機器人設計師入圈；其次，針對機器人應用中的痛點，應輔以MCU的特殊能力，提升其競爭力。

無論哪種方式，MCU廠商都希望趕上工業自動化的浪潮，讓機器人發家致富。