透过KR C5 micro-2看：新一代机器人控制器高性能、小型化的秘诀是什么？

电子发烧友网报道（文 / 吴子鹏）机器人控制器作为机器人系统的核心组件，承担着协调传感器感知、决策规划与执行器控制的关键功能，实现机器人的运动控制、任务执行及环境交互。在设计与选型时，需综合平衡性能、成本与场景需求。随着 AI 与边缘计算技术的发展，未来控制器将向智能化、柔性化方向深度演进，成为推动机器人从 “自动化工具” 向 “自主智能体” 进化的核心驱动力。

在electronica China 2025 慕尼黑上海电子展上，德州仪器（TI）与库卡（KUKA）联合发布了基于 TDA4 芯片的新一代机器人控制器 ——KR C5 micro-2。

KR C5 micro-2 控制器采用精巧紧凑的结构设计，兼具丰富的扩展功能，可驱动 4 轴或 6 轴小型桌面机器人，高效赋能 3C、家用电器及汽车电子等行业的智能制造升级。相较前一代产品，其体积减少 25%，重量减轻约 13%。紧凑的结构搭配可堆叠设计，不仅显著提升了空间利用率，更为产线柔性化改造提供了更多可能性。

库卡中国控制器开发部长张国柱表示，当前市场上基于 Arm 架构且能满足 KR 技术要求的芯片方案极为稀缺。在 KR C5 micro-2 项目研发过程中，库卡对包括 x86 和 FPGA 在内的多种架构进行了全面评估，最终选定德州仪器的 Arm 架构芯片作为核心方案。目前，该控制器已通过 TOE 安全认证，并获得国际领先水平的科技成果鉴定。

据悉，库卡 KR C5 micro-2 控制器基于德州仪器 TDA4 芯片打造，该芯片为控制器提供了强劲的性能支撑。TDA4 芯片采用高性能计算、深度学习引擎与信号图像处理专用加速器的创新组合，非常适用于机器人、移动机械、非公路用车控制器、机器视觉、AI 盒、网关、零售自动化、医疗成像等多类成像、视觉、雷达、传感器融合及 AI 应用场景。其关键内核包括：具备标量与矢量内核的下一代 DSP、专用深度学习与传统算法加速器、最新 Arm 与 GPU 处理器（支持通用计算）、集成式下一代成像子系统（ISP）、视频编解码器、以太网集线器及隔离式 MCU 岛。

TDA4 芯片通过独立八核 Arm Cortex-A72 集群配置，可高效支持多操作系统应用，且对软件管理程序的依赖度极低。八个 Arm® Cortex®-R5F 子系统能够独立管理低级时序关键型处理任务，使 Arm® Cortex®-A72 内核专注于核心应用逻辑。“C7x” 下一代 DSP 将 TI 业界领先的 DSP 与 EVE 内核整合为单个高性能内核，并新增浮点矢量计算功能，在实现旧代码向后兼容的同时，简化了软件编程复杂度。

德州仪器中国区技术支持总监赵向源指出，TDA4 芯片在汽车领域已拥有广泛应用，而在工业机器人领域，其赋能价值同样显著。该芯片在助力现代工业机器人发展方面有三大核心优势，包括：

·跨领域应用适配与智能化赋能：通过集成 DSP、硬件加速器及 AI 功能，TDA4 芯片可实现机器人避障、物体识别等人机交互场景，也可以完成手势识别等精细化动作控制。

·多核异构架构与能效优化：芯片采用多核异构设计，包含高性能 A 核（Cortex-A72）与实时处理 R 核（Cortex-R5F），在保障高性能与实时性的同时，基于 16 纳米先进工艺实现了性能与功耗的平衡。

·工业级接口与功能安全认证：在与库卡的合作案例中，TDA4 芯片通过完整的技术文档与系统级解决方案，为库卡新一代控制器满足 2025 年最新功能安全标准提供了关键支撑。针对工业机器人等严苛场景，芯片集成 8 端口网络交换机、多路 PCIe 及 CAN-FD 高速接口，支持多传感器实时数据融合传输，并通过 ASIL-D/SIL-3 功能安全认证，构建了从物理接口到系统层级的完整安全体系 —— 这些特性在新一代工业机器人控制器中均得到了充分应用。

赵向源强调，面向工业机器人应用，德州仪器将依托完整的模拟与嵌入式产品组合，持续致力于构建全栈式机器人系统解决方案。