Kendyte K210は、低価格ながら、RISC-V CPUを搭載していてそこそこRAMもあることと、ニューラルネットワーク演算のできるKPUを搭載していることで、人気のチップになってきています。

Kendyte K210や、それと他チップをまとめたMaix M1を搭載したボードが増えてきたので、自分のやりたいことをやるにはどのボードを選んだらよいか分かるようにボードを比べてみました。

おおまかな分類

Kendryte K210を直接ボードに搭載している……

Sipeed Maix Bit
M5StickV

Maix M1をボードに搭載している……

Sipeed Maix M1 Dock
Sipeed Maixduino

以下のボードは無線LAN機能を実現しているチップ（ESP8285）に技適マークが見当たらないため、ここでは比較の対象外とします（技適を通っているかといえば006-000737がそれに該当しそうなのですが、少なくともチップにマークが見当たりません）。

Sipeed Maix M1W Dock
Sipeed Maix Go

これらのボードの基本機能はいずれもKendryte K210の回路を使用しているため、CPUやKPUの性能に違いはありません。

形状の違い

Maix Bitは、外部ピンが2列になっていますので、ブレッドボード上で使用するのに便利です。

Maixduinoは、外部ピンがArduinoシールド向けの形状になっています（使用したいシールドと電圧がマッチしているかは確認してください）。

M5StickVはとても小さく、またバッテリを内蔵しているため電源供給しなくても動作できます。

ピン割り当ては一部が固定になっていますが、FPIOAピンは内部でJTAG/SPI/UART/GPIO/I2S/I2C/CMOS（カメラ出力）などに割り当てられます。LCD出力はSPIを使います。

使用できるI/Oの違い

	Maix Bit	Maix M1 Dock	Maixduino	M5StickV
カメラ入力	1	1	1	1
LCD出力	1	1	1	1
マイク入力	新バージョンのみ1	1	1	使用不可
スピーカ出力	なし	2ch	1ch	1ch
加速度センサ入力	なし	なし	なし	1
LED出力	フルカラー×1	フルカラー×1	なし	フルカラー×1
ボタン入力	RST/BOOT	RST/BOOT	RST/BOOT	A/B
TFカード	1	1	1(K210とESP32で共用)	1
無線LAN/Bluetooth	なし	なし	あり(ESP32)	なし

ボード上に出ているI/Oピン

購入したボードに何か接続したい、空いているI/Oピンの数が気になります。K210のデータシートの2.2項「Pin Description」から、K210のピンのうちデータ入出力用のピンを抽出し、ボードの回路図などを参照して各ピンがどこにつながっているかをまとめると、下表のようになります。ただしボードによっては回路図の情報が足りないため、一部想像で補っています。

■□はボード外部と接続しやすいピンであることを示し、□はボード内I/Oとの共用ピン、■は共用していないピンであることを示します。

FPIOAは割り当てを変更可能なI/Oピンです、そのうちIO_0～IO_3はリセット直後JTAG、IO_4～IO_5はリセット直後ISPです。IO_16はブートモード選択に使われます。

ピン名	方向	用途	Maix Bit	Maix M1 Dock	Maixduino	M5StickV
DVP_D0	I	DVP専用	CSI_24P Y2	□DVP_D0 / CSI_24P Y2	CAMERA_24P D0	OV7740 D0
DVP_D1	I	DVP専用	CSI_24P Y3	□DVP_D1 / CSI_24P Y3	CAMERA_24P D1	OV7740 D1
DVP_D2	I	DVP専用	CSI_24P Y4	□DVP_D2 / CSI_24P Y4	CAMERA_24P D2	OV7740 D2
DVP_D3	I	DVP専用	CSI_24P Y5	□DVP_D3 / CSI_24P Y5	CAMERA_24P D3	OV7740 D3
DVP_D4	I	DVP専用	CSI_24P Y6	□DVP_D4 / CSI_24P Y6	CAMERA_24P D4	OV7740 D4
DVP_D5	I	DVP専用	CSI_24P Y7	□DVP_D5 / CSI_24P Y7	CAMERA_24P D5	OV7740 D5
DVP_D6	I	DVP専用	CSI_24P Y8	□DVP_D6 / CSI_24P Y8	CAMERA_24P D6	OV7740 D6
DVP_D7	I	DVP専用	CSI_24P Y9	□DVP_D7 / CSI_24P Y9	CAMERA_24P D7	OV7740 D7
F_CLK	O	SPI GPIO専用	（Flash）	W25N1 CLK	W25N1 CLK
F_CS	O	SPI GPIO専用	（Flash）	W25N1 ~CS	W25N1 ~CS
F_D0	I/O	SPI GPIO専用	（Flash）	W25N1 SI/IO0	W25N1 SI/IO0
F_D1	I/O	SPI GPIO専用	（Flash）	W25N1 SO/IO1	W25N1 SO/IO1
F_D2	I/O	SPI GPIO専用	（Flash）	W25N1 ~WP/IO2	W25N1 ~WP/IO2
F_D3	I/O	SPI GPIO専用	（Flash）	W25N1 ~HOLD/IO3	W25N1 ~HOLD/IO3
IO_0	I/O	FPIOA	■0 (JTAG_TCK)	■0 (JTAG_TCK)	(JTAG_TCK)
IO_1	I/O	FPIOA	■1 (JTAG_TDI)	■1 (JTAG_TDI)	(JTAG_TDI)
IO_2	I/O	FPIOA	■2 (JTAG_TMS)	■2 (JTAG_TMS)	□P5-6 / NS4150 CTRL (JTAG_TDO)
IO_3	I/O	FPIOA	■3 (JTAG_TDO)	■3 (JTAG_TDO)	(JTAG_TDO)
IO_4	I/O	FPIOA	□4 / CH340C TX (ISP_RX)	□4 / CH340C TX (ISP_RX)	□P2-1 / CH552 TX0 (ISP_RX)	USB RX
IO_5	I/O	FPIOA	□5 / CH340C RX (ISP_TX)	□5 / CH340C RX (ISP_TX)	□P2-2 / CH552 RX0 (ISP_TX)	USB TX
IO_6	I/O	FPIOA	■6	■6 (WIFI_TX MCU_RX)	ESP32 U0TXD (ESP32_TX)	LED R
IO_7	I/O	FPIOA	■7	■7 (WIFI_RX MCU_TX)	ESP32 U0RXD (ESP32_RX)	LED W
IO_8	I/O	FPIOA	■8	■8　(WIFI_EN)	ESP32 CHP-PU (ESP32_EN) 3.3Vプルアップ	LED B
IO_9	I/O	FPIOA	■9	■9	ESP32 GPIO25 (ESP32_READY)	LED G
IO_10	I/O	FPIOA	■10	■10	■P5-5
IO_11	I/O	FPIOA	×	■11	■P5-4
IO_12	I/O	FPIOA	LED_G	□12 / LED_G	■P5-3 / LED_G
IO_13	I/O	FPIOA	LED_R	□13 / LED_R	■P5-2 / LED_R
IO_14	I/O	FPIOA	LED_B	□14 / LED_B	■P5-1 / LED_B	MAX98357 LRCLK
IO_15	I/O	FPIOA	■15	■15	■P2-8	MAX98357 BCLK
IO_16	I/O	FPIOA	□16 / スイッチBOOT(押すとGNDプルダウン)	□16 / スイッチBOOT(押すとGNDプルダウン)	スイッチBOOT(押すとGNDプルダウン)	BOOT
IO_17	I/O	FPIOA	■17	■17	LCD_BL	MAX98357 DIN
IO_18	I/O	FPIOA	□18 / MSM261S SCK (MIC_BCK) 新バージョンのみ	■18 (MIC_BCK)	MSM261S SCK (MIC_BCK)	ST7789 SDA
IO_19	I/O	FPIOA	□19 / MSM261S WS (MIC_WS) 新バージョンのみ	■19 (MIC_WS)	MSM261S WS (MIC_WS)	ST7789 SCL
IO_20	I/O	FPIOA	□20 / MSM261S SD (MIC_DAT3) 新バージョンのみ	■20 (MIC_DAT3)	MSM261S SD (MIC_DAT3)	ST7789 RS
IO_21	I/O	FPIOA	■21	■21 (MIC_DAT2)	■P2-3	ST7789 RST
IO_22	I/O	FPIOA	■22	■22 (MIC_DAT1)	■P2-4	ST7789 CS
IO_23	I/O	FPIOA	■23	■23 (MIC_DAT0)	■P2-5	6軸センサ INT
IO_24	I/O	FPIOA	■24	■24 (MIC_LED_DAT)	■P2-6
IO_25	I/O	FPIOA	■25	■25 (SPI0_CS1)	ESP32 GPIO5 (ESP32_CS)	MAX98357 SD
IO_26	I/O	FPIOA	□26 / TF DAT0/MISO (SPI0_MISO) 3.3Vプルアップ	□26 / TF DAT0/MISO (SPI0_MISO) 3.3Vプルアップ	TF DAT0/MISO / ESP32 GPIO23 (SPI0_MISO) 3.3Vプルアップ
IO_27	I/O	FPIOA	□27 / TF CLK (SPI0_SCLK)	□27 / TF CLK (SPI0_SCLK)	TF CLK / ESP32 GPIO18 (SPI0_SCLK)
IO_28	I/O	FPIOA	□28 / TF CMD/MOSI (SPI0_MOSI) 3.3Vプルアップ	□28 / TF CMD/MOSI (SPI0_MOSI) 3.3Vプルアップ	TF CMD/MOSI / ESP32 GPIO14 (SPI0_MOSI) 3.3Vプルアップ	6軸センサ SCL
IO_29	I/O	FPIOA	□29 / TF DAT3/CS (SPI0_CS0)	□29 / TF DAT3/CS (SPI0_CS0)	TF DAT3/CS (SPI0_CS0)	6軸センサ SDA
IO_30	I/O	FPIOA	■30	□30 / MSM261S WS (MIC0_WS)	■P5-10 (I2C1_SCL) 3.3Vプルアップ	TF SCK
IO_31	I/O	FPIOA	■31	□31 / MSM261S SD (MIC0_DAT3)	■P5-9 (I2C1_SDA) 3.3Vプルアップ	TF MI
IO_32	I/O	FPIOA	■32	□32 / MSM261S SCK (MIC0_BCK)	■P2-7	TF CS
IO_33	I/O	FPIOA	■33	□33 / PT8211 WS (I2S_WS)	PT8211 WS (I2S_WS)	TF MO
IO_34	I/O	FPIOA	■34	□34 / PT8211 DA (I2S_DIN)	PT8211 DA (I2S_DIN)	■34
IO_35	I/O	FPIOA	■35	□35 / PT8211 BCK (I2S_BCK)	PT8211 BCK (I2S_BCK)	■35
IO_36	I/O	FPIOA	LCD_24pin CS (LCD_CS)	□36 / LCD_24pin CS (LCD_CS)	LCD_24pin CS (LCD_CS)	Button A
IO_37	I/O	FPIOA	LCD_24pin RST (LCD_RST)	□37 / LCD_24pin RST (LCD_RST)	LCD_24pin RST (LCD_RST)	Button B
IO_38	I/O	FPIOA	LCD_24pin RS (LCD_DC)	□38 / LCD_24pin RS (LCD_DC)	LCD_24pin RS (LCD_DC)
IO_39	I/O	FPIOA	LCD_24pin ~WR (LCD_WR)	□39 / LCD_24pin ~WR (LCD_WR)	LCD_24pin ~WR (LCD_WR)
IO_40	I/O	FPIOA	SCI_24P SIO_D (DVP_SDA) 1.8Vプルアップ	□40 / SCI_24P SIO_D (DVP_SDA) 1.8Vプルアップ	SCI_24P SIO_SDA (DVP_SDA)	OV7740 SIOD
IO_41	I/O	FPIOA	SCI_24P SIO_C (DVP_SCL) 1.8Vプルアップ	□41 / SCI_24P SIO_C (DVP_SCL) 1.8Vプルアップ	SCI_24P SIO_SCL (DVP_SCL) 1.8Vプルアップ	OV7740 SIOC
IO_42	I/O	FPIOA	SCI_24P RESET (DVP_RST)	□42 / SCI_24P RESET (DVP_RST)	SCI_24P RESET (DVP_RST)	OV7740 RSTn
IO_43	I/O	FPIOA	SCI_24P VSYNC (DVP_VSYNC)	□43 / SCI_24P VSYNC (DVP_VSYNC)	SCI_24P VSYNC (DVP_VSYNC)	OV7740 VSYN
IO_44	I/O	FPIOA	SCI_24P PWDN (DVP_PWDN)	□44 / SCI_24P PWDN (DVP_PWDN)	SCI_24P PWDN (DVP_PWDN)	OV7740 PWDN
IO_45	I/O	FPIOA	SCI_24P HREF (DVP_HSYNC)	□45 / SCI_24P HREF (DVP_HSYNC)	SCI_24P HSYNC (DVP_HSYNC)	OV7740 HREF
IO_46	I/O	FPIOA	SCI_24P XCLK (DVP_XCLK)	□46 / SCI_24P XCLK (DVP_XCLK)	SCI_24P MCLK (DVP_XCLK)	OV7740 XCLK
IO_47	I/O	FPIOA	SCI_24P PCLK (DVP_PCLK)	□47 / SCI_24P PCLK (DVP_PCLK)	SCI_24P PCLK (DVP_PCLK)	OV7740 PCLK
SPI0_D0	O	SPI0専用	LCD_24pin DB0	□LCD_D0 / LCD_24pin DB0	LCD_24pin DB0
SPI0_D1	O	SPI0専用	LCD_24pin DB1	□LCD_D1 / LCD_24pin DB1	LCD_24pin DB1
SPI0_D2	O	SPI0専用	LCD_24pin DB2	□LCD_D2 / LCD_24pin DB2	LCD_24pin DB2
SPI0_D3	O	SPI0専用	LCD_24pin DB3	□LCD_D3 / LCD_24pin DB3	LCD_24pin DB3
SPI0_D4	O	SPI0専用	LCD_24pin DB4	□LCD_D4 / LCD_24pin DB4	LCD_24pin DB4
SPI0_D5	O	SPI0専用	LCD_24pin DB5	□LCD_D5 / LCD_24pin DB5	LCD_24pin DB5
SPI0_D6	O	SPI0専用	LCD_24pin DB6	□LCD_D6 / LCD_24pin DB6	LCD_24pin DB6
SPI0_D7	O	SPI0専用	LCD_24pin DB7	□LCD_D7 / LCD_24pin DB7	LCD_24pin DB7
			■=22ピン	■=20ピン	■=13ピン	■=2ピン

CH340CはUSBシリアル
LCD_BLはLCDバックライト
MAX98357はスピーカ出力
MSM261Sはマイク
NS4150はオーディオアンプ
OV7740はカメラ
PT8211はスピーカ出力
SCIはカメラ接続用端子
ST7789はLCD
W25N1はNAND Flash

Maix M1搭載ボードのIO_6～IO_8は、M1WであればK210とESP8285の通信に使われるピンですが、ESP8285をもたないM1では自由に使えそうです。

全ピンが出ているMaix M1 Dockの方が自由に使えるピンが多いかと思いましたが、Maix Bitの方が空きピンが多いという意外な結果でした。スピーカの有無が影響した感じです。

まとめ

カメラ画像から機械学習で画像認識して結果をLCDに表示したいだけならどれでもOKです。
多くのピンを要する回路を繋ぎたい場合や、JTAGデバッガを繋ぎたい場合はBitかDockがよいでしょう。ただし、Maixduinoでもそこそこのピン数は確保されています。
Wi-FiやBluetoothを使いたいならMaxduinoがよいでしょう。
音声を使いたいならDockかMaxduinoがよいでしょう。スピーカがなくてもよいならBitの新バージョンも候補に入ります。

参考資料

Kendryte K210 datasheet https://kendryte.com/downloads/
Sipeed Maix HDK http://dl.sipeed.com/MAIX/HDK
M5StickV Docs https://docs.m5stack.com/#/en/core/m5stickv