使用KRIASOM开发机械臂控制器，到底有多简单？

Kria 系列是AMD Xilinx 专门针对边缘部署而精心设计的 SOM 产品组合，从入门套件到量产型 SOM，可简化系统开发，助力加速产品上市进程。Kria 系列产品的发布引发了业界广泛的关注，也产生了很多基于该系列板卡的设计案例，今天要向大家推荐的是来自业界知名开发者“老石”的一个视频项目。

关于Kria KR260的学习资料，还有这个基于KR260的机械臂控制项目的具体细节、步骤和代码，我们都总结成了详细的文档。大家可以点击“阅读原文”填写问卷（该问卷为不记名形式）后即可获取。

KR260入门套件的最大特点就是采用了SoM - System on Module的形式，也就是说它其实是有两块板卡，上面这个带黑色风扇的部分就是FPGA卡本身，里面装着一个定制版的SoC芯片，而下面的这个部分就是母板，我们叫它base board或者carrier board。母板上包含了各种接口，最明显的就是这4个RJ45以太网端口，以及一个SFP+10G光口，这些都是为了做工业通信的；此外还有4个USB3.0，主要设计用来做为多个摄像头的接口。

不写RTL的FPGA开发

FPGA一直是很多开发者又爱又恨的存在，一方面FPGA有各种的好处，比如可以用来做并行计算和硬件加速，同时功耗又很低；但另一方面，FPGA的学习和开发方法非常的复杂和繁琐，这个也是制约FPGA大规模发展的最主要因素。

但是，包括KR260在内的Kria系列FPGA的开发方法就有很大不同，我们不需要Vitis、不需要使用RTL语言，而是通过Python语言进行开发，就能很快跑起来一个应用。对于KR260来说，它还有一个重要的特性，就是能支持运行机器人操作系统ROS2。它虽然名字里有「操作系统」，但其实并不是像windows、linux那样的操作系统，它更多的是一个中间件和编程框架，包含了一整套开源的软件库和工具，专门用来做机器人编程。ROS的作用是抽象机器人控制和传感器驱动的过程，让不同协议的器件之间能够互相通信。起到了一个总线的作用，不需要交互协议，所有的控制用Python，C 来完成。

机械臂控制器的开发过程

踩坑总结

开发过程肯定不是一帆风顺的，一些搭环境装软件的小问题就不说了，我们在开发过程中遇到的最大问题，其实是KR260目前存在的一些限制。一开始我们想用一个性能更好、功能更强的机械臂，买好了抱回来之后发现，那个机械臂的控制端口用的是I2C总线。根据KR260目前板卡的设计和引脚分配我们发现，必须要把这个I2C总线连到KR260的FPGA端。但是问题就来了，目前赛灵思提供的Ubuntu系统还不能访问FPGA PL端的新增AXI 设备，需要修改Ubuntu系统。

然后很自然的就想试试其他操作系统，比如我们试过Petalinux，并且成功修改了设备树，实现和I2C的通信，但是问题又来了，Petalinux不支持ROS，也没办法下载大部分依赖的安装包和支持库。

最后的方案，就是选了另外一个支持USB串口驱动的机械臂，并且直接在Ubuntu+ROS的环境下完成了前面的开发。

事实上，这并不是什么bug，而是一些相关的功能和支持还没完全开放。比如说不定过一段时间赛灵思就更新了Ubuntu版本，添加了对FPGA PL端IO资源的访问支持。也就是说，可以直接从FPGA的可编程硬件部分访问各种外设，这样肯定就方便更多了。

所以，回到了项目刚刚开始的问题：

折腾完我们的答案是，很有可能，但（前面的路还有很多）。详细的踩坑总结以及解决方案，我们以文档的形式列出来了，感兴趣的朋友可以点击这里，或“阅读原文”填写问卷（该问卷为不记名形式）后即可获取。

小结

这期视频带大家一起看了一下赛灵思最新的Kria KR260机器人开发套件的开发全过程。在这个过程中，可以不接触到FPGA的底层硬件内容。如果你是个软件开发者，可以利用这个平台直接进行上层机器人相关软件和算法的开发和加速，这个就大大降低了使用FPGA的门槛。这个过程也很有趣，同时也能慢慢接触到软硬件协同开发的知识细节，并且锻炼这方面的技能。