什么是 电鱼智能 i.MX7D？

电鱼智能 i.MX7D 是一款基于 NXP i.MX 7Dual 处理器的高能效核心板。它集成了双核 Cortex-A7 (1GHz) 和单核 Cortex-M4 (200MHz)。

• A7 大核：运行 Linux/ROS，负责复杂的 SLAM 导航、路径规划和调度系统通信。

• M4 小核：运行 FreeRTOS，负责实时 I/O 控制、传感器采集和电源管理。

  这种“大小核”搭配，使得它既有应用处理器的算力，又有微控制器（MCU）的低功耗特性。

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为什么仓储机器人需要异构待机？ (技术原理)

1. 拒绝“假休眠”

传统单核方案中，为了保持与调度服务器（WCS）的 TCP/MQTT 心跳连接，CPU 必须一直保持唤醒状态，无法进入低功耗模式，底电流通常在 300mA-500mA。

• 电鱼智能方案：在待机时，我们将 TCP/IP 协议栈的简单维护（如 Wake-on-LAN 或简单的串口心跳）移交给 M4 核心。A7 核心可以完全挂起（Suspend-to-RAM），此时 i.MX7D 芯片功耗可降至 25mW 左右。

2. 秒级热启动 (Fast Wake-up)

如果为了省电直接关机，下次接单时 Linux 冷启动需要 20-30 秒，严重影响响应速度。

• STR 技术：A7 核心采用 Suspend-to-RAM 模式，现场就像“关机”一样，但内存数据保留。一旦 M4 收到服务器指令，通过内部中断唤醒 A7，仅需 0.5秒 即可恢复到满血工作状态，ROS 节点无需重新加载。

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系统架构与状态流转 (System Architecture)

该方案定义了两种核心工作模式：

1. Working Mode (全速模式)：

   • A7 (Active): 运行 ROS，处理激光雷达数据，控制电机。

   • M4 (Active): 辅助采集超声波/防跌落传感器。

2. Standby Mode (守夜模式)：

   • A7 (Suspend): 挂起，关闭显示屏、USB、GPU 电源。

   • M4 (Low Power): 仅运行网络监听和 GPIO 监控任务。

唤醒机制：

• 网络唤醒：服务器下发“出库任务” -> WiFi 模块接收 -> M4 解析 -> 唤醒 A7。

• 按键唤醒：用户按下恢复按钮 -> M4 检测电平 -> 唤醒 A7。

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关键技术实现 (Implementation)

1. M4 核心的“守夜”逻辑 (FreeRTOS)

M4 需要监控 WiFi 模块的 IRQ 引脚或 UART 数据流：

C

// M4 核心代码：监控网络与唤醒逻辑
void Network_Monitor_Task(void *pvParameters) {
    char rx_buffer[128];
    while(1) {
        // 阻塞等待 UART 数据 (低功耗)
        if (UART_Receive(WIFI_UART, rx_buffer, timeout)) {
            
            // 解析指令，例如收到 "WAKEUP_NOW"
            if (strstr(rx_buffer, "CMD_START_TASK")) {
                
                // 触发 MU (Messaging Unit) 中断，唤醒 A7
                MU_SendMsg(MU0, 0xAA55); 
                
                // 可选：先点亮 LED 提示
                GPIO_Write(LED_STATUS, HIGH);
            }
        }
    }
}

2. A7 核心的休眠配置 (Linux Script)

在 Linux 端，需要编写脚本在休眠前通知 M4“我要睡了”，并关闭不必要的外设电源：

Bash

#!/bin/sh
# suspend.sh

echo "Preparing to sleep..."
# 1. 通知 M4 进入监听模式
echo "ENTER_STANDBY" > /dev/ttyRPMSG0

# 2. 关闭耗电设备 (激光雷达、电机驱动)
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio_lidar_power/value
echo 0 > /sys/class/gpio/gpio_motor_enable/value

# 3. 进入深度睡眠 (Suspend-to-RAM)
echo mem > /sys/power/state

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性能表现 (实测数据)

基于 电鱼智能 i.MX7D 核心板的实测功耗对比：

状态	传统单核方案 (Idle)	电鱼 i.MX7D 异构方案 (Standby)	节能幅度
CPU 状态	Linux 空闲运行	A7 Suspend, M4 Run	-
外设状态	雷达/电机待机	全部断电	-
整机功耗	~ 5.0 W	~ 0.2 W	96%
唤醒时间	N/A (一直开机)	< 500 ms	几乎无感

这意味着：如果机器人每天有 10 小时处于待机状态，使用该方案每天可节省约 48Wh 的电量，相当于让机器人多跑 2-3 公里。

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常见问题 (FAQ)

1. M4 核心编程复杂吗？

答：不复杂。电鱼智能提供了基于 FreeRTOS 的 M4 SDK，您可以像开发 STM32 一样开发 M4 核心。同时我们提供了 A7 与 M4 通信的 RPMsg 库，数据交互非常简单。

2. 待机时 WiFi 会断连吗？

答：这取决于 WiFi 模块。建议选用支持 WoWLAN (Wake on Wireless LAN) 功能的模块。或者让 M4 核心通过低速串口维持一个轻量级的 MQTT 心跳包，这样连接就不会断开。

3. 这种方案适合哪些机器人？

答：非常适合 AGV 小车、潜伏式顶升机器人、料箱机器人。对于需要时刻保持高性能计算的视觉导航机器人，可能需要更精细的电源策略，但原理通用。