在嵌入式產品開發中,硬件工程師往往面臨一個共同難題:既要保證核心電路的高速信號完整性,又要在短期內推出穩定可靠的產品。嵌入式核心板(System on Module)的出現,將復雜的CPU最小系統封裝在專用子卡上,讓開發者只需專注底板功能設計,正在成為工業智能化的關鍵技術路徑。
什么是嵌入式核心板?
嵌入式核心板,又稱SOM模組,是將應用處理器、運行內存、存儲芯片、電源管理單元等構成最小系統所需的元器件高度集成的電路板。它通過郵票孔、板對板連接器或金手指與用戶自研的底板相連。與從零開始設計“一體板”不同,采用核心板的開發模式,開發者無需處理DDR布線、高速信號完整性、系統電源樹等底層難題,也無需從頭移植U-Boot、內核與文件系統。核心板廠商在出廠前已完成BSP適配、操作系統移植及外設驅動的驗證,用戶拿到的是一個“通電即跑系統”的完整計算模組。
與一體板相比,嵌入式核心板的優勢不止于降低硬件門檻。當產品需要升級處理器時,一體板往往意味著整板重新設計,周期長達數月;而基于核心板架構的產品,僅需更換核心模組,底板基本保持不變,維護成本大幅下降。此外,核心板由專業廠商批量生產和嚴格測試,在高低溫、振動、老化等環節的可靠性遠高于小批量手工貼片,這對工業、車載、醫療等長生命周期應用尤為關鍵。
全國產化高性能方案:眾達科技瑞芯微RK3588 COMe模塊
在核心板形態演進中,COM Express標準憑借豐富的接口和良好的擴展性,在工業計算、邊緣服務器等領域占據主流。眾達科技近期推出的SMRC_3588_A模塊,正是基于瑞芯微RK3588M車規級處理器打造的全國產化緊湊型COMe方案。
該模塊搭載8核64位處理器,采用8nm制程,集成4個Cortex-A76核心和4個Cortex-A55核心,最高主頻分別不低于2.0GHz和1.7GHz。其內置的Mali-G610 MC4圖形處理器支持OpenGLES 3.2、Vulkan 1.2等現代圖形API,而算力達6TOPS的NPU則賦予模塊本地化AI推理能力,可在工業質檢、智能安防等場景中實現視頻結構化、缺陷檢測等任務,無需依賴云端算力。
在核心電路方面,模塊標配板載8GB LPDDR4內存,最大可支持16GB;存儲方面搭載64GB工業級eMMC,并可擴展至256GB。所有元器件均選用國產品牌,從主芯片到電源管理、從PHY芯片到連接器,實現100%國產化覆蓋,滿足關鍵基礎設施對供應鏈自主可控的要求。
顯示、連接與擴展:應對復雜工業場景
針對工業人機交互與多路視頻處理需求,該模塊在顯示輸入輸出方面做了充分配置。顯示輸出支持雙通道LVDS、兩路HDMI 2.0、1路DP接口及1路4通道MIPI D-PHY,可同時驅動四路獨立顯示,最高支持8K視頻解碼與編碼。視頻輸入方面,通過兩路4通道MIPI CSI與兩路4通道MIPI D-PHY的靈活組合,最多可接入8路攝像頭,同時保留1路HDMI輸入接口,適用于車載環視、多目視覺導引等應用。
網絡與擴展接口同樣保持高規格。板載兩路千兆以太網PHY,并可復用為光纖接口;PCIe資源包含1路PCIe 3.0 x4(可拆分x2或x1模式)及1路PCIe 2.0 x1,可用于擴展AI加速卡、高速數據采集卡或NVMe存儲。此外,模塊還提供SATA 3.0、4路USB 2.0、2路USB 3.0、1路Type-C、2路CAN 2.0以及豐富的I2C、SPI、UART、GPIO與ADC接口。通過內核層的引腳復用調整,開發者可根據底板功能需求靈活配置信號類型。
寬溫適應與標準形態
眾達科技瑞芯微SMRC_3588_A模塊采用標準緊湊型COM-E尺寸,邊長為95毫米×95毫米,與市面主流COMe載板兼容。供電方面支持4.5V至18V寬壓輸入,并支持來電自啟的AT模式與按鍵觸發的ATX模式。在環境適應性上,該模塊提供商業級與寬溫級兩個版本,其中寬溫級支持-20°C至70°C工作溫度,存儲溫度范圍擴展至-40°C至80°C。值得留意的是,規格書中明確標注可滿足“特殊工業級-43°C至80°C”工作條件,使其能夠適應嚴苛的戶外與車載環境。
不止于硬件:從模組到解決方案
嵌入式核心板的價值不僅體現在硬件規格上,更在于廠商提供的完整支持體系。眾達科技為該模塊適配了Linux內核,并已完成銀河麒麟、翼輝信息等國產操作系統的移植驗證。開發者拿到模塊后,無需重復造輪子,可直接基于廠商提供的BSP與文檔開展應用層開發。
隨著智能座艙、邊緣計算、高端工控平板等領域對算力與國產化提出雙重需求,以眾達科技RK3588 COMe模塊為代表的全國產嵌入式核心板,正在成為連接國產芯片與行業應用的橋梁。它既保留了標準COMe生態的互通性,又在元器件層面實現了自主可控,為工業數字化升級提供了兼具性能與安全的底層算力底座。
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