芯耀
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2025 年 4 月 15 日，德州儀器（TI）與工業(yè)機(jī)器人四大家族之一的庫(kù)卡（KUKA）聯(lián)合舉辦產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，正式推出基于 TI TDA4 芯片平臺(tái)的新一代工業(yè)機(jī)器人控制器。此次合作以 “安全升級(jí)、性能突破” 為核心，針對(duì)工業(yè)機(jī)器人面臨的嚴(yán)苛安全標(biāo)準(zhǔn)與智能化需求，打造出兼具高安全性、高擴(kuò)展性及高性價(jià)比的解決方案，標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人控制器進(jìn)入 “單芯多核異構(gòu)” 的全新時(shí)代。
庫(kù)卡：以安全與創(chuàng)新應(yīng)對(duì)行業(yè)變革
庫(kù)卡中國(guó)控制器開(kāi)發(fā)部長(zhǎng)張國(guó)柱介紹庫(kù)卡是傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人四大家族之一。庫(kù)卡中國(guó)主要有機(jī)器人、移動(dòng)機(jī)器人、系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、瑞仕格物流自動(dòng)化以及瑞仕格醫(yī)療六大業(yè)務(wù)板塊。張國(guó)柱介紹的工業(yè)器械的新產(chǎn)品，目前主要是用在 3c、一般工業(yè)，包括消費(fèi)等多個(gè)領(lǐng)域。通過(guò) TI 芯片平臺(tái)，可以擴(kuò)展到移動(dòng)機(jī)器人和其他領(lǐng)域。目前庫(kù)卡在上海和順德設(shè)立了兩大研發(fā)中心，在順德有一個(gè)華南最大的機(jī)器人生產(chǎn)基地。
技術(shù)亮點(diǎn)與產(chǎn)品布局
安全性能：庫(kù)卡新一代KRC5 micro-2控制器，采用 Arm 架構(gòu)的 TI TDA4 芯片，通過(guò)單芯片集成雙獨(dú)立安全控制通道（安全島架構(gòu)+PMIC 獨(dú)立電源管理方案），實(shí)現(xiàn)硬件級(jí)冗余，滿足 ISO 13849-1 PL e（SIL 3）及 ISO 10218-2:2025 的嚴(yán)苛要求，成為業(yè)內(nèi)首個(gè)通過(guò) TOE 安全認(rèn)證的單芯片控制器方案。該設(shè)計(jì)將傳統(tǒng)雙芯片冗余系統(tǒng)的體積縮小 40%，功耗降低 30%，尤其適配 AGV 等移動(dòng)機(jī)器人對(duì)續(xù)航與空間的極致需求。
智能化與擴(kuò)展性：集成 AI 加速功能，支持實(shí)時(shí)避障、物體識(shí)別及人機(jī)交互（如手勢(shì)控制），適配 3C 電子、消費(fèi)制造等領(lǐng)域的柔性生產(chǎn)需求?？刂破鲀?nèi)置 8 端口以太網(wǎng)交換機(jī)、多路 PCIe 及 CAN-FD 高速接口，可接入工業(yè)視覺(jué)、力傳感器等多模態(tài)設(shè)備，為未來(lái) AI 算法迭代預(yù)留充足算力空間。
體積與成本優(yōu)化：通過(guò)多核異構(gòu)架構(gòu)（高性能 A72 核+實(shí)時(shí) R5F 核）整合控制與計(jì)算任務(wù)，替代傳統(tǒng)雙芯片方案，在實(shí)現(xiàn)功能安全的同時(shí)，將控制器體積壓縮至傳統(tǒng)方案的 60%，顯著降低硬件成本與系統(tǒng)集成難度。
德州儀器：多核異構(gòu)架構(gòu)賦能工業(yè)智能化
TI 中國(guó)區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)趙向源強(qiáng)調(diào)，TDA4 芯片的三大特性為庫(kù)卡控制器提供核心支撐：
第一，跨領(lǐng)域應(yīng)用適配與智能化賦能。這里面 DSP、硬件加速器、AI 功能，通過(guò) AI 功能，可以實(shí)現(xiàn)避障、物體的識(shí)別，甚至可以做一些人機(jī)交互，手勢(shì)識(shí)別類似這樣的一些動(dòng)作。
第二，多核異構(gòu)與能效優(yōu)化。TDA4 芯片是多核異構(gòu)的架構(gòu)，有高性能的 A 核（A72），有非常實(shí)時(shí)處理的這種 R 核（R5F）。同時(shí)基于16 納米的先進(jìn)工藝，可以做到性能跟功耗的平衡。
第三，工業(yè)級(jí)接口與功能安全認(rèn)證。TDA4 通過(guò)完整的技術(shù)文檔和系統(tǒng)級(jí)解決方案，為庫(kù)卡新一代控制器滿足 2025 年最新功能安全標(biāo)準(zhǔn)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。針對(duì)工業(yè)機(jī)器人等嚴(yán)苛場(chǎng)景，芯片集成 8 端口網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、多路 PCIE 及 CAN-FD 高速接口，支持多傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)融合傳輸。通過(guò) ASIL-D/SIL-3 功能安全認(rèn)證，構(gòu)建從物理接口到系統(tǒng)層級(jí)的完整安全體系。
趙向源進(jìn)一步表示，TI 的支持不僅限于芯片供應(yīng)，更提供從電機(jī)驅(qū)動(dòng)到感知通信的全棧解決方案。例如，邊緣 AI Studio 工具鏈為開(kāi)發(fā)者提供模型部署全流程支持，降低 AI 算法落地門(mén)檻，推動(dòng)工業(yè)機(jī)器人向 “邊緣智能” 演進(jìn)。
媒體問(wèn)答：聚焦產(chǎn)品落地與技術(shù)細(xì)節(jié)
大負(fù)載應(yīng)用與產(chǎn)品擴(kuò)展性
針對(duì) “是否適用于重載機(jī)器人” 的提問(wèn)，庫(kù)卡透露當(dāng)前 Micro 系列覆蓋中小負(fù)載，1.2 噸級(jí)大負(fù)載產(chǎn)品已進(jìn)入開(kāi)發(fā)階段，預(yù)計(jì)下半年發(fā)布。此外，雙方正探索移動(dòng)手臂等新興形態(tài)，將控制器的小型化優(yōu)勢(shì)延伸至協(xié)作機(jī)器人領(lǐng)域。
體積縮小的實(shí)際價(jià)值
庫(kù)卡解釋，傳統(tǒng)方案需兩套獨(dú)立系統(tǒng)滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，而新控制器通過(guò)單芯片雙安全通道架構(gòu)，在體積大幅縮減的同時(shí)降低功耗，尤其適合電子制造、物流分揀等空間受限場(chǎng)景，為集成到移動(dòng)平臺(tái)（如 AGV）創(chuàng)造條件。
安全與 AI 的協(xié)同實(shí)現(xiàn)
針對(duì) “AI 實(shí)時(shí)性與安全如何平衡”，庫(kù)卡指出，多核異構(gòu)架構(gòu)通過(guò)任務(wù)分區(qū)實(shí)現(xiàn)并行處理：雙核 Cortex-R5F 負(fù)責(zé)硬實(shí)時(shí)控制，DSP 與硬件加速器處理 AI 運(yùn)算，輔以安全島技術(shù)隔離關(guān)鍵功能，在 16nm 制程的低功耗基礎(chǔ)上，達(dá)成 “實(shí)時(shí)性+安全性+能效” 的三角平衡。
開(kāi)發(fā)門(mén)檻與生態(tài)支持
TI 的 edge AI Studio 工具鏈成為關(guān)注焦點(diǎn)。該平臺(tái)提供免費(fèi)的模型編寫(xiě)、分析與部署工具，兼容全系列處理器，幫助開(kāi)發(fā)者快速適配視覺(jué)識(shí)別、異常檢測(cè)等工業(yè) AI 場(chǎng)景，顯著縮短產(chǎn)品迭代周期。
全球化合作歷程
庫(kù)卡回顧與 TI 的合作，強(qiáng)調(diào)早期在功能安全概念設(shè)計(jì)階段，TI 美國(guó)安全團(tuán)隊(duì)通過(guò)每周技術(shù)溝通，協(xié)助攻克單芯片實(shí)現(xiàn) K3 安全等級(jí)的業(yè)界難題；后期認(rèn)證階段，TI 的完整工具鏈與技術(shù)文檔支持，助力產(chǎn)品順利通過(guò)國(guó)際認(rèn)證，為全球市場(chǎng)準(zhǔn)入奠定基礎(chǔ)。
結(jié)語(yǔ)：開(kāi)啟工業(yè)機(jī)器人智能化新征程
此次發(fā)布會(huì)通過(guò) TI 的多核異構(gòu)芯片與庫(kù)卡的場(chǎng)景化設(shè)計(jì)，新方案在安全合規(guī)、成本優(yōu)化與 AI 擴(kuò)展之間找到平衡，為 3C、物流等對(duì)靈活性要求高的行業(yè)提供了標(biāo)桿級(jí)解決方案。隨著大負(fù)載產(chǎn)品與移動(dòng)手臂項(xiàng)目的推進(jìn)，雙方合作有望進(jìn)一步重塑工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)架構(gòu)，推動(dòng) “智能制造” 向更安全、更智能的未來(lái)邁進(jìn)。
