RK3588 Периферийные вычисления: проектирование от базовой платы до готовой системы 

С точки зрения технических характеристик, RK3588 обладает многими возможностями традиционных платформ x86, но при этом значительно потребляет меньше энергии и имеет меньшие габариты. Это основная причина, по которой он пользуется популярностью в области граничных вычислений.

Ключевые аспекты проектирования печатных плат.

При проектировании базовой платы System on Module (SOM) на базе микросхемы RK3588 необходимо уделить особое внимание нескольким ключевым моментам:

1. Проектирование источника питания

В микросхеме RK3588 используется многоканальная архитектура питания со специфическими требованиями к напряжению ядра, напряжению ввода-вывода и напряжению памяти. Поскольку пиковое энергопотребление процессора может превышать 10 Вт, конструкция источника питания должна соответствовать требованиям к переходным процессам.

Для основного источника питания рекомендуется использовать схему DC-DC с КПД >90%.

Критически важные линии электропитания должны иметь достаточное количество развязывающих конденсаторов.

Последовательность включения питания должна строго соответствовать требованиям, указанным в технической документации на микросхему.

Рекомендуется зарезервировать точки обнаружения для упрощения производственного тестирования и устранения неполадок.

2. Проектирование DDR

Микросхема RK3588 поддерживает LPDDR4/4X/5, обеспечивая скорость работы памяти до 6400 МТ/с (LPDDR5). Разработка высокоскоростной памяти DDR является самой сложной задачей при проектировании печатных плат.

Для разводки BGA-компонентов требуется точная конструкция глухих/встроенных переходных отверстий.

Строгие требования к обеспечению равной продолжительности контроля внутри группы.

Опорная плоскость должна быть непрерывной и полной.

Рекомендуется использовать печатную плату как минимум из 6 слоев, при этом слой DDR должен примыкать к сплошной заземляющей плоскости.

3. Тепловое проектирование

Микросхема RK3588 выделяет значительное количество тепла при работе с высокой нагрузкой, и конструкция системы отвода тепла напрямую влияет на стабильность и срок службы изделия.

Основная плата должна иметь зарезервированные теплоотводящие площадки или пути теплопроводности.

При проектировании всей системы необходимо учитывать каналы рассеивания тепла (естественное рассеивание тепла или принудительное воздушное охлаждение).

Рекомендуется предусмотреть площадки для терморезисторов NTC в точке контроля температуры.

В условиях высоких температур необходимо учитывать стратегии снижения частоты.

4. Разработка высокоскоростного интерфейса

Микросхема RK3588 обеспечивает высокоскоростные интерфейсы, такие как PCIe 3.0, USB 3.1 и Gigabit Ethernet, что делает проектирование дифференциальных сигналов крайне важным.

Согласование дифференциального импеданса (PCIe 85 Ом, USB 90 Ом, Ethernet 100 Ом)

Дифференциальные пары имеют одинаковую длину (≤5 млн).

При выборе разъемов следует учитывать согласование импеданса и коэффициент отражения.

Преимущества архитектуры материнской платы + базовой платы

Рекомендуемое решение для серийного производства RK3588 — использование отдельной архитектуры «базовая плата + плата расширения».

Основная плата : объединяет основные компоненты, такие как микросхема RK3588, память DDR, eMMC и система управления питанием, отвечающие за критически важную высокоскоростную обработку сигналов. Основная плата разработана и изготовлена профессиональными производителями (такими как Qiyun Zhixun) для обеспечения качества сигнала и стабильности производства.

Базовая плата : Интерфейсы и функции настраиваются в соответствии с конкретными требованиями приложения, например, порты Ethernet, последовательные порты, USB, GPIO, CAN и т. д. Конструкция базовой платы относительно проста, и заказчики могут разработать ее самостоятельно или заказать разработку.

Преимущества этой архитектуры:

Заказчикам не нужно заниматься самыми сложными проектами DDR и BGA.

Основная плата может быть использована повторно, что сокращает цикл разработки новых продуктов.

Опорная плита может быть гибко адаптирована под различные сценарии применения.

Снижение рисков и затрат на НИОКР для клиентов.

Линейка продуктов RK3588 компании Циюнь Чжисюнь

Циюнь Чжисюнь выпустила несколько стандартных продуктов на базе платформы RK3588:

SOM_3588_MINI : Компактная плата расширения размером 84×55 мм, подходящая для встраиваемых приложений с ограниченным пространством.

SOM_F3588 : гетерогенная плата на базе RK3588+FPGA, подходящая для сложных приложений, требующих аппаратного ускорения.

VPX6_CPCI_RK3588 : Вычислительная плата с интерфейсом VPX/CPCI военного класса, разработанная для работы в суровых условиях.

BOX_RK3588J : Система граничных вычислений с 4 гигабитными портами Ethernet, подходящая для сценариев шлюза и граничного искусственного интеллекта.

Все изделия прошли полные испытания на циклическую термическую обработку, испытания на старение и функциональную проверку в соответствии с требованиями промышленного класса (-40~85℃).