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做好准备，重新想象一下利用Arduino平台可以实现的功能吧！全新的Arduino® UNO Q开发板为您的物联网开发项目提供了强大的“双核”架构，从而彻底改变了开发方式。这种开发板为入门机器人技术、传感器集成、本地仪表盘以及边缘AI的早期概念提供了一个理想的起点。

您可以将‌Arduino UNO Q开发板理解为拥有两个协同工作的大脑：

• 第一个大脑是高通技术公司提供的微处理器，可以运行完整的‌Debian Linux操作系统‌，为您的开发板赋予了接近台式电脑的计算能力。
• 第二个大脑是利用Arduino平台编程的‌Cortex-M33微控制器，可以无缝处理所有精准、实时任务。

这种计算核心组合配备了内置存储空间（无需再外接SD卡），并提供‌2GB或4GB内存两种配置。此外，与以往任何时候相比，利用Arduino App Lab‌集成开发环境，用户都能够更轻松地在这种高性能硬件上实现您的创意。

是否准备好深入探索？本文将向您展示双核的工作和通信原理，为您的物联网项目挖掘全新层次的潜力。

Arduino UNO Q开发板有哪些理想用例和应用场景？
 

Arduino UNO Q开发板非常适合于以下应用场景：

1. 希望实际参与机器人、传感器和嵌入式系统领域的开发者、学生和教育工作者

2. 开始进行以理解感知、本地计算和物理行为之间的因果关系为目标的机器人项目

3. 意图构建符合行业标准、同时不需要立即迁移至更复杂Linux AI平台的开发板的团队

4. 意图构建规模小、成本低、将微控制器单元和微处理器单元体系融合在一起的直接应用开发板的团队

简而言之，对于机器人入门和搭载嵌入式系统的亲身实践，该开发板可以作为最佳起点。

Arduino UNO Q开发板架构、通信与开发者体验

架构

如下图所示，Arduino UNO Q开发板中的处理能力源于其“双核“架构，其中包含截然不同但可相互协作的处理单元

附图1：Arduino UNO Q开发板架构

‌微处理器单元（MPU）– 智能大脑‌：这是开发板中负责大量运算负载的部件。

Arduino UNO Q开发板搭载了强大的高通跃龙™ QRB2210片上系统（SoC）。可以将该片上系统视为配备了Arm兼容处理器和高通® Adreno™ 702 GPU的智能核心。

该微处理器单元可以利用上游支持运行完整的Debian Linux操作系统，从而提供与台式电脑或高端单板计算机相似的运行环境。该微处理器单元非常适合AI推理、计算机视觉、数据分析、以及要求获得重要计算资源的Python®应用等工作任务。

‌微控制器单元（MCU）– 响应式大脑‌：与 MPU 相辅相成的是 STMicroelectronics 专用的 STM32U585 MCU，其核心本质上是一块传统的 Arduino 开发板。

其主要作用是实现快速、可预测的实时控制和精确的硬件交互。该微控制器单元在Zephyr RTOS（实时操作系统）上运行Arduino Core，可处理经典的Arduino程序代码，确保传感器读取、电机控制和输入/输出引脚管理等任务具备确定性时序，这对许多嵌入式应用场景至关重要。

该微控制器单元还通过Qwiic接口提供标准通信协议（例如：I2C、SPI和通用输入/输出），用于连接扩展板和Arduino Modulino节点。同时，通过扩展头可获得MIPI、DSI和CSI等高速接口，适用于摄像头和显示屏应用场景。

‌两个世界之间的桥梁：微处理器单元与微控制器单元之间的无缝通信‌

真正的魔法在于这两个不同“大脑”之间彼此通信的方式。Arduino UNO Q开发板采用由路由器服务驱动的桥接机制，可以实现微处理器单元的Debian Linux系统环境与微控制器单元的Zephyr RTOS（实时操作系统）之间的双向协作。通信通常通过远程过程调用（RPC）进行。

想象一下，您的微控制器单元是一款高速、专用传感器读取器。当其检测到某个事件（例如：按钮按下或温度快速变化）时，微控制器单元可以立即通知微处理器单元：“嘿，刚刚发生了点事！”

而作为“聪明大脑”的微处理器单元会接收该信息，并决定更高层次的操作，例如记录数据、更新网页界面，或触发由AI驱动的响应。这种方式可确保每个处理单元均专注于自身的核心优势，从而实现强大且响应迅速的应用场景。

‌集成开发体验‌

Arduino App Lab – 统一的集成开发环境：为了简化这种“双核”系统中的开发流程，Arduino公司推出了Arduino App Lab ，即使您并非专业开发者，也能利用这种集成开发环境轻松构建应用程序。

Arduino App Lab不仅仅是一种传统的Arduino集成开发环境，而是一个专为微处理器单元和微控制器单元设计的‌集成开发环境（IDE）‌。Arduino App Lab提供了一个统一的工作空间，您可以在其中为微控制器单元开发经典的Arduino程序代码（使用C++语言），并为微处理器单元开发Python应用程序（通常使用AI模型）。

此外，Arduino App Lab还能够‌无缝管理桥接通信‌，并简化从编码到部署的整个开发流程。

程序块 – 底层采用Docker平台的模块化功能： ‌

在Arduino App Lab集成开发环境内部，程序块是一种独立且可复用的代码模块，能够显著加速开发进程。程序块主要使用Python语言编写，并通常利用Docker容器来隔离执行各类功能，例如嵌入式AI模型、网络服务器以及API集成等。

利用程序块，开发者可以通过简单的拖放操作将高级功能轻松融入项目中，并通过直观的界面进行配置，从而无需深入编写代码即可快速构建各种应用程序。

Arduino UNO Q中的应用工作流程

‌针对这种“双核”架构进行的开发工作展现了适用于嵌入式项目的新方法‌。混合编程工作流程将Python（用于微处理器单元上基于Linux系统的高层级处理和AI任务）与传统Arduino程序代码（用于实时微控制器单元控制）相结合。所有这些均通过Arduino App Lab环境进行智能协调。

如下图所示，以下为Arduino UNO Q双处理器环境下的开发流程：

附图2：Arduino App Lab中的工作流程

1. 开发代码。

C++（Arduino程序代码）：编写用于微控制器单元的程序代码，以处理直接且确定性的硬件交互。

Python脚本：为微处理器单元开发Python代码，利用其Linux环境执行计算机视觉、AI模型和网络通信等任务。

桥接：包括并使用桥接API程序库，以便在微处理器单元上运行的Python代码与在微控制器单元上运行的Arduino C++代码之间实现高效的双向远程过程调用。这种方法可以实现两种处理器之间的无缝协作。

2. 构建应用程序。

Arduino App Lab可作为您的中心枢纽，将您的程序代码、Python 脚本、任何所需程序块以及其他必要资源整合到单一项目中。在该统一界面中，您可以管理所有配置和凭证。

3. 在Arduino UNO Q上部署并运行应用程序。

使用App Lab中的“运行”按钮，您可以完全在Arduino UNO Q开发板上进行应用程序的构建和执行。可以在设备端进行微控制器单元的编译，以及微处理器Python环境（包括程序块）的打包和本地启动。不需要通过个人电脑上传文件。Arduino App Lab仅负责触发和协调这一过程，同时您可以通过一个统一的控制台实时监控Python输出量和微控制器的数据。

量产准备就绪的工作流程：为嵌入式开发者提供全面控制

虽然Arduino App Lab提供了集成性最高的体验，但是Arduino UNO Q开发板仍然保持灵活性，可以以适应不同的开发风格和需求。

适用于仅涉及微控制器单元项目的标准Arduino集成开发环境：对于仅涉及 微控制器单元 的任务，您可以使用熟悉的Arduino集成开发环境。通过USB-C将Arduino UNO Q开发板连接到您的开发工作站，选择开发板，编写并验证您的程序代码，然后将其上传至微控制器单元。

面向高级用户的命令行界面（CLI）：高级开发人员可以使用他们偏好的集成开发环境（如 VS Code）以及安装在开发板上的 Arduino App Lab CLI（可通过 adb 或 SSH 访问）。这允许利用高级功能直接编辑代码。随后，Arduino App Lab 将处理部署、运行时管理和统一监控。

‌后续步骤：将洞察转化为行动‌

在您深入探索用于视觉计算的Linux应用程序之前，Arduino UNO Q开发板可以帮助您先通过入门机器人技术、嵌入式输入/输出和本地AI工作流程建立信心。

Arduino UNO Q开发板的“双核”架构，结合统一的Arduino App Lab以及替代工作流程的灵活性，大大降低了开发AI与物联网项目的门槛。现在，您已经了解了底层运行机制，不妨选择一个有趣的想法，在Arduino UNO Q开发板上将其变为现实。不必过度思考！

• 使用Qwiic连接一个传感器，然后启动一个实例代码，编写一个简单的Python模块，然后开始实验。
• 请浏览Arduino项目中心内针对Arduino UNO Q开发板的数十个现有项目。
• 深入研究入门指南，您很快就可以在Arduino UNO Q开发板上进行构建。

如果您需要帮助，或想与其他开发者交流创意，欢迎加入我们的Discord社区频道和Arduino论坛。这是与我们的开发者社区建立联系，并在构建项目方面获取支持的理想场所。

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关于作者

拉米亚·坎蒂·波利塞蒂，工程师

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