無人機在2015年已經迅速地成為現象級的熱門產品。為此，通過特別采訪業界多家公司，期望瞭解無人機的硬件結構以及它今后的技術發展趨勢。相較于固定翼無人機，多軸飛行器/無人機（Drones）的飛行更加穩定，能在空中懸停。

　　主機的硬件結構以及遙控器系統主要如圖所示：

　　圖1：四軸飛行器系統解析圖

　　（來源：Holtek）

　　圖2：標準的遙控器系統解析圖

　　（來源：Holtek）

　　此外，有些更加先進的無人機系統，如針對模型飛機玩家和空拍攝影家打造的裝置還會要求有云臺、攝影機、視訊傳輸系統以及視訊接收等更多模組。

　　無人機的大腦：MCU

　　在四軸飛行器的飛控主機板上，需要用到的芯片并不多。目前的玩具級飛行器還只是簡單地在空中飛行或停留，只要能夠接收到遙控器發送過來的指令，控制四個馬達帶動槳翼，基本上就可以實現飛行或懸停的功能。

　　意法半導體（ST）資深行銷工程師任遠介紹，無人機/多軸飛行器主要元件包括飛行控制以及遙控器兩部份。其中飛行控制包括電子變速器（ESC）/馬達控制、飛機姿勢控制以及云臺控制等。目前主流的ESC控制方式主要分成BLDC方波控制以及FOC正弦波控制，ST的STM32F051以及STM32F301系列因其高整合度、小封裝以及超值的性價比被廣泛采用。在飛機姿態控制方面，根據外部傳感器的不同，可提供STM32F0/STM32F3/STM32F4不同的系列因應客戶的需求。云臺控制方面，STM32F301/STM32F302/STM32F405等系列也已經廣泛應用于空拍產品中。此外，在遙控器方面，除了STM32F0/STM32F1系列應用于傳統的無顯示器產品類型之外，STM32F429由于內建TFT彩色驅動器正逐漸用于帶彩色顯示的遙控器當中。

　　新唐的MCU負責人表示：多軸飛行器由遙控、飛行控制、動力系統、空拍等不同模組構成，根據不同等級產品的需求采用從8051、Cortex-M0、Cortex-M4到ARM9等不同CPU核心，新唐科技已有多款MCU被應用在多軸飛行器中。例如小四軸的飛行主控制器由于功能單純、體積小，必須同時整合遙控接收、飛行控制及動力驅動功能，采用QFN33或TSOP20封裝的  Cortex-M0 MINI54系列;中高階多軸飛行器則采用內建DSP及浮點運算單元的Cortex-M4  M451系列，負責飛行主控功能，驅動無刷馬達的ESC板則采用MINI5系列設計。低階遙控器使用 SOP20 封裝的4T 8051  N79E814;中高階遙控器則采用Cortex-M0 M051系列。另外內建ARM9及H.264  視訊編解碼器的N329系列SoC則應用于2.4G及5.8G的空拍系統。

　　在飛控主機板上，目前控制和處理用的最多的還是MCU。由于對于飛行控制方面主要都是浮點運算，簡單的ARM  Cortex-M4核心32位元MCU就能滿足需求。有的傳感器MEMS芯片中已經整合了DSP，更加簡單的8位元MCU即可實現設計。

　　高通和英特爾在今年的CES上展示了功能更為豐富的多軸飛行器，采用了比MCU更為強大的CPU或是ARM  Cortex-A系列處理器作為飛控主芯片。

　　例如，高通展示的Snapdragon  Cargo無人機基于高通Snapdragon芯片開發的飛行控制器，具有無線通訊、傳感器整合和空間定位等功能。英特爾執行長Brian  Krzanich親自在CES上展示采用其RealSense技術的無人機，能夠建立3D地圖和感知周圍環境，并且可以像蝙蝠一樣飛行，能自動避免障礙物。英特爾的無人機與德國工業無人機廠商Ascending  Technologies合作開發，內建高達6個英特爾的RealSense 3D攝影機，以及采用基于四核心英特爾Atom處理器的PCI  Express客制卡，用于處理距離遠近與傳感器的即時資訊，以及避免近距離的障礙物。這兩家公司在CES展示強大功能的無人機，一是看好無人機的市場，二是美國即將推出相關法規，對無人機的飛行將有嚴格的管控。

　　此外，活躍在在機器人市場的歐洲處理器廠商XMOS也開始進入無人機領域。XMOS市場行銷和業務拓展副總裁Paul  Neil表示，XMOS的xCORE多核心MCU系列已被一些無人機/多軸飛行器的OEM客戶采用。在這些系統中，XMOS多核心MCU既可用于飛行控制也用于MCU內部通訊。