Alius DCU(Domain Control Unit)域控制器是专为新一代智能机器人系统设计的高性能边缘计算与控制平台。它基于 Rockchip RK3588S SoC 构建,在同一块板卡上同时实现了实时控制与高性能异构计算的完美融合。
产品定位
DCU 域控制器填补了传统 PLC 与通用工业 PC 之间的空白。它既具备工业级实时控制的确定性和可靠性,又拥有现代 AI 应用所需的高性能计算能力。这一独特的定位使其成为仿人机器人、自主移动机器人(AMR)和工业机器人手臂等复杂系统的理想主控单元。
核心架构
DCU 采用异构计算架构,在同一 SoC 上集成了多种计算单元:
- CPU 子系统:4× Cortex-A76 + 4× Cortex-A55 八核配置,A76 核心运行于 2.4 GHz,负责高性能计算任务;A55 核心运行于 1.8 GHz,专注于实时控制任务,实现计算与控制的物理隔离。
- GPU 子系统:Mali-G610 MP4,支持 OpenGL ES 3.2、Vulkan 1.2 和 OpenCL 2.2,可用于视觉处理、UI 渲染和轻量级推理加速。
- NPU 子系统:6 TOPS 算力的神经网络加速单元,支持 INT4/INT8/INT16/FP16 混合精度计算,可运行 TensorFlow、PyTorch、ONNX 等多种框架的模型。
- 实时协处理器:独立 RTOS 核心,通过硬件中断保证控制周期的确定性,支持 EtherCAT 主站、CAN-FD 总线调度等硬实时任务。
软件平台
DCU 域控制器支持多种操作系统部署方案:
- Linux 用户态:支持 Debian、Ubuntu 和 Buildroot 等主流发行版,提供完整的用户态生态,包括 Python、C/C++、ROS 2、Docker 等开发工具链。
- RTOS 协处理:集成的实时操作系统负责时间关键型任务,与 Linux 通过共享内存和中断机制进行高效通信,确保控制周期的微秒级确定性。
- 异构调度框架:提供统一的任务调度 API,开发者可以透明地将计算任务分配到合适的处理单元,无需关心底层硬件细节。
接口与连接
DCU 提供了丰富的工业级接口,满足机器人系统的多样化连接需求:
- 2× CAN-FD:支持高达 5 Mbps 的 CAN-FD 通信,电气隔离设计,可直接连接关节模组、传感器和执行器。
- 2× RS-485:隔离型 RS-485 接口,支持 Modbus RTU 等工业协议,可用于连接传统工业设备。
- 2× EtherCAT:支持 EtherCAT 主站模式,可构建高性能实时控制网络,连接多个从站设备。
- 千兆以太网:用于高速数据传输、远程调试和系统集成。
- USB 3.0:可用于连接摄像头、激光雷达等高速外设。
- MIPI-CSI×2:支持连接两路 MIPI 摄像头,用于视觉感知和 SLAM。
- MIPI-DSI:可用于连接显示面板,实现本地 HMI 功能。
电源与可靠性
DCU 域控制器专为工业环境设计:
- 宽电压输入:9-36 VDC 输入范围,可适应机器人系统的各种电源配置,支持 12V 和 24V 主流工业电源。
- 电气隔离:CAN 和 RS-485 接口均采用电气隔离设计,隔离电压可达 2500 Vrms,有效防止地环流和电气干扰。
- 工业级元器件:所有关键元器件均选用工业级温度范围(-40°C 至 +85°C)产品,确保在严苛环境下的长期稳定运行。
应用场景
DCU 域控制器已在多个机器人应用场景中得到验证:
- 仿人机器人控制:作为中央控制器,负责运动规划、姿态控制、环境感知和人机交互等多任务并行处理。
- 自主移动机器人(AMR):作为导航与控制系统核心,运行 SLAM、路径规划、避障算法,同时通过 EtherCAT 控制底盘电机。
- 工业机器人手臂:作为控制器,运行运动学解算、轨迹规划、力控算法,支持 EtherCAT 和 CAN-FD 两种工业总线。
- 复合机器人系统:同时控制移动底盘和机械臂,实现移液、装配、检测等复杂作业任务。