Das KI-Modell funktioniert. Wahrnehmung und Navigation wurden validiert. Der Roboter kann sich in einer kontrollierten Umgebung bewegen. Die nächste Herausforderung besteht nun nicht mehr darin, das Konzept zu beweisen, sondern das Produktionssystem darum herum zu entwickeln.
Für Teams, die mit Arduino® VENTUNO™ Q starten, ist dieser Übergang weder ein vollständiger Neustart noch ein einfacher Austausch einer Platine gegen eine andere. Anwendungslogik, KI-Modelle und Entwicklungs-Workflows können Kontinuität bieten. Die Produktionshardware hingegen muss auf die tatsächlichen Betriebsanforderungen des Roboters ausgelegt werden: wie viele Kameras benötigt werden, wie Aktoren angebunden sind, wo zeitkritische Steuerungsfunktionen ausgeführt werden und wie Leistungs- und thermische Grenzen innerhalb des finalen Gehäuses berücksichtigt werden.
Ein Produktions-SOM ist kein Eins-zu-eins-Ersatz für eine Entwicklungsplattform
VENTUNO Q bietet eine integrierte Umgebung für die schnelle Entwicklung und Validierung von Robotikanwendungen. Ein produktionsorientiertes System-on-Module folgt einer anderen Designlogik und bietet die Flexibilität, die Hardwarearchitektur an die Anforderungen des finalen Systems anzupassen.
SECOs SOM-SMARC-Dragonwing-IQ8 kombiniert die Rechenleistung der Qualcomm Dragonwing™ IQ8 Series mit bis zu 40 Dense TOPS KI-Performance im kompakten SMARC® Rel. 2.2 Formfaktor. Als produktionsorientiertes Modul stellt es die Rechenleistung, den Speicher und die High-Speed-I/O-Grundlage bereit, die für den Aufbau anwendungsspezifischer Robotiksysteme erforderlich sind.
Im Gegensatz zu einer integrierten Entwicklungsplattform ist ein Produktions-SOM dafür ausgelegt, in ein anwendungsspezifisches System integriert zu werden, anstatt jeden Steckverbinder oder jedes Subsystem aus der Prototyping-Phase nachzubilden. Die Integration erfolgt stattdessen über ein Carrier Board, das auf den finalen Roboter zugeschnitten ist und bei dem anwendungsspezifische Schnittstellen, Steuerungsressourcen und weitere unterstützende Komponenten entsprechend den Anforderungen des Zielsystems ausgewählt werden können.
Der Übergang von einem offenen Entwicklungsaufbau zu einem Roboter, der kontinuierlich innerhalb eines Gehäuses betrieben wird, bringt weitere praktische Anforderungen mit sich. Dauerhafte KI-Workloads müssen gemeinsam mit verfügbarer Leistung, Umgebungstemperatur und Wärmeabfuhr betrachtet werden. SOM-SMARC-Dragonwing-IQ8 unterstützt passives Wärmemanagement und ist in einer Industrieausführung für einen Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C erhältlich. Dadurch erhalten Entwickler mehr Flexibilität bei der Integration des Moduls in die finale mechanische und thermische Architektur.
Das Carrier Board rund um robotikkritische Schnittstellen entwickeln
Das Carrier Board bestimmt, wie das Compute-Modul mit dem restlichen Roboter interagiert. Sein Design sollte von der Anwendungsarchitektur ausgehen und nicht von einem direkten Vergleich der I/O-Belegungen zweier Plattformen.
Für Robotikdesigns bietet SOM-SMARC-Dragonwing-IQ8 die Konnektivität, die erforderlich ist, um unterschiedliche Sensor- und Steuerungsarchitekturen aufzubauen. Dazu gehören konfigurierbares PCIe Gen4, Dual Ethernet mit bis zu 2,5 GbE, Dual CAN-FD, UARTs sowie 2-Lane- und 4-Lane-MIPI-CSI-Optionen für Vision-Systeme. Die technische Frage lautet nicht nur, welche Schnittstellen verfügbar sind, sondern welche der finale Roboter tatsächlich benötigt.
Diese Anforderungen prägen die Carrier-Architektur selbst: Vision-Systeme können unterschiedliche MIPI-CSI-Konfigurationen erfordern, Steuerungs- und Sensorfunktionen müssen ausgewählt und den verfügbaren CAN-FD- und PCIe-Ressourcen zugeordnet werden, während Netzwerkbandbreite und physische Konnektivität darauf abgestimmt sein sollten, wie der Roboter mit Maschinen und Infrastruktur in seiner Zielumgebung interagiert.
Die KI-Compute-Plattform, die Steuerungsarchitektur und das physische Design des Roboters müssen als ein Gesamtsystem betrachtet werden.
Was kontinuierlich weiterverwendet werden kann – und was angepasst werden muss
Der Übergang zu einer Produktionsarchitektur bedeutet nicht zwangsläufig, dass die während des Prototyping entwickelte Anwendung verworfen werden muss. KI-Modelle, übergeordnete Anwendungslogik, ausgewählte Softwarekomponenten und vertraute Entwicklungs-Workflows können je nach ihren Hardware- und Softwareabhängigkeiten weiterhin wiederverwendbar sein.
Diese Kontinuität bedeutet jedoch nicht, dass der Übergang zur Produktion mit einem einzigen Klick erfolgt.
Die Software-Portabilität muss daher gemeinsam mit der Carrier-Architektur und den Anforderungen des finalen Systems betrachtet werden. Ein Modell kann auf derselben KI-Engine laufen, doch die umgebende Software muss weiterhin korrekt mit den Kameras, Sensoren, Steuerungssystemen und anderen Peripheriegeräten kommunizieren, die für den Produktionsroboter ausgewählt wurden.
SECO unterstützt diesen Übergang mit Expertise im Carrier-Board-Design, I/O-Mapping, BSP-Support, Treiberintegration und Embedded-Engineering-Services. Dadurch können Teams Hardware- und Softwareentwicklung koordinieren, anstatt sie als voneinander getrennte Workstreams zu behandeln.
KI und deterministische Steuerung aufteilen
Eine zentrale Architekturentscheidung betrifft die Frage, wie KI-Verarbeitung und zeitkritische Steuerungsfunktionen innerhalb des Produktionssystems verteilt werden sollen. Je nach Anwendung können diese Funktionen unterschiedliche Compute- und Steuerungsressourcen erfordern, wobei Latenz, Isolation, Sicherheit und Steuerungsanforderungen die jeweils geeignetste Aufteilung bestimmen.
Dies wird besonders relevant beim Übergang von einer integrierten Prototyping-Plattform zu einer modularen SOM-basierten Architektur, bei der Steuerungsfunktionen entsprechend den Anforderungen des finalen Roboters neu verteilt werden müssen.
Die Plattform vor dem kundenspezifischen Carrier validieren
Bevor ein kundenspezifisches Carrier Board entwickelt wird, können Entwicklungsteams SOM-SMARC-Dragonwing-IQ8 mithilfe von SECOs EVAL-KIT-SOM-SMARC und Modular Vision Kit evaluieren. Diese Plattformen unterstützen die frühzeitige Validierung des Moduls, Peripherietests und die Softwareintegration, während parallel der finale anwendungsspezifische Carrier entwickelt wird.
Sie ersetzen jedoch nicht die Validierung des finalen Systems, bei der das kundenspezifische Carrier Board, das thermische Design, die Steuerungsarchitektur und die anwendungsspezifischen Schnittstellen gemeinsam in der Zielanwendung verifiziert werden müssen.
Hardware und Software von Anfang an koordinieren
Die Hardwareintegration allein definiert noch keine Produktionsplattform. Auch die Softwarebasis – einschließlich Betriebssystem, BSP, Treibern und Anwendungsumgebung – muss sich gemeinsam mit der Zielhardware weiterentwickeln.
Anwendungsportabilität und Plattformsoftware-Unterstützung sind zwei unterschiedliche Aspekte dieses Übergangs. KI-Modelle und Anwendungslogik, die während des Prototyping entwickelt wurden, können weiterhin wiederverwendbar sein, während BSPs, Treiber und hardwarespezifische Integrationen dennoch an das Zielsystem angepasst werden müssen. Die Softwareumgebung für SOM-SMARC-Dragonwing-IQ8 kombiniert Linux-Support auf Plattformebene mit dem durch Clea OS bereitgestellten Weg zu einer konsistenten industriellen Grundlage für Anwendungsbereitstellung, Wartbarkeit und Lifecycle-Management.
Carrier-Design, BSP-Entwicklung, Treiberintegration und Application Porting sollten daher als koordinierte Aktivitäten vorangetrieben werden.
Die Plattform für mehr als den ersten Roboter entwickeln
Eine Produktionsarchitektur sollte nicht nur die erste Implementierung unterstützen, sondern auch zukünftige Robotervarianten und Produktgenerationen.
Die modulare Natur von SMARC ermöglicht es Entwicklungsteams, Carrier-Architekturen zu entwickeln, die über verwandte Produkte hinweg wiederverwendet werden können, sofern Schnittstellen und Systemanforderungen kompatibel bleiben. Dadurch lässt sich der zukünftige Redesign-Aufwand reduzieren und Hersteller können Sensorkonfigurationen, Anwendungssoftware und Compute-Optionen weiterentwickeln, ohne die gesamte Plattform neu aufbauen zu müssen.
SOM-SMARC-Dragonwing-IQ8 stellt die industrielle Compute-Grundlage bereit. SECOs Expertise im Carrier-Board-Design, Embedded-Engineering-Support und die Clea-Softwareinfrastruktur unterstützen Teams dabei, die vollständige Robotikplattform darauf aufzubauen.
Registrieren Sie Ihr Interesse an der Evaluierung von SOM-SMARC-Dragonwing-IQ8 für Ihre nächste industrielle Robotikplattform.