在嵌入式产品开发中,硬件工程师往往面临一个共同难题:既要保证核心电路的高速信号完整性,又要在短期内推出稳定可靠的产品。嵌入式核心板(System on Module)的出现,将复杂的CPU最小系统封装在专用子卡上,让开发者只需专注底板功能设计,正在成为工业智能化的关键技术路径。
什么是嵌入式核心板?
嵌入式核心板,又称SOM模组,是将应用处理器、运行内存、存储芯片、电源管理单元等构成最小系统所需的元器件高度集成的电路板。它通过邮票孔、板对板连接器或金手指与用户自研的底板相连。与从零开始设计“一体板”不同,采用核心板的开发模式,开发者无需处理DDR布线、高速信号完整性、系统电源树等底层难题,也无需从头移植U-Boot、内核与文件系统。核心板厂商在出厂前已完成BSP适配、操作系统移植及外设驱动的验证,用户拿到的是一个“通电即跑系统”的完整计算模组。
与一体板相比,嵌入式核心板的优势不止于降低硬件门槛。当产品需要升级处理器时,一体板往往意味着整板重新设计,周期长达数月;而基于核心板架构的产品,仅需更换核心模组,底板基本保持不变,维护成本大幅下降。此外,核心板由专业厂商批量生产和严格测试,在高低温、振动、老化等环节的可靠性远高于小批量手工贴片,这对工业、车载、医疗等长生命周期应用尤为关键。
全国产化高性能方案:众达科技瑞芯微RK3588 COMe模块
在核心板形态演进中,COM Express标准凭借丰富的接口和良好的扩展性,在工业计算、边缘服务器等领域占据主流。众达科技近期推出的SMRC_3588_A模块,正是基于瑞芯微RK3588M车规级处理器打造的全国产化紧凑型COMe方案。
该模块搭载8核64位处理器,采用8nm制程,集成4个Cortex-A76核心和4个Cortex-A55核心,最高主频分别不低于2.0GHz和1.7GHz。其内置的Mali-G610 MC4图形处理器支持OpenGLES 3.2、Vulkan 1.2等现代图形API,而算力达6TOPS的NPU则赋予模块本地化AI推理能力,可在工业质检、智能安防等场景中实现视频结构化、缺陷检测等任务,无需依赖云端算力。
在核心电路方面,模块标配板载8GB LPDDR4内存,最大可支持16GB;存储方面搭载64GB工业级eMMC,并可扩展至256GB。所有元器件均选用国产品牌,从主芯片到电源管理、从PHY芯片到连接器,实现100%国产化覆盖,满足关键基础设施对供应链自主可控的要求。
显示、连接与扩展:应对复杂工业场景
针对工业人机交互与多路视频处理需求,该模块在显示输入输出方面做了充分配置。显示输出支持双通道LVDS、两路HDMI 2.0、1路DP接口及1路4通道MIPI D-PHY,可同时驱动四路独立显示,最高支持8K视频解码与编码。视频输入方面,通过两路4通道MIPI CSI与两路4通道MIPI D-PHY的灵活组合,最多可接入8路摄像头,同时保留1路HDMI输入接口,适用于车载环视、多目视觉导引等应用。
网络与扩展接口同样保持高规格。板载两路千兆以太网PHY,并可复用为光纤接口;PCIe资源包含1路PCIe 3.0 x4(可拆分x2或x1模式)及1路PCIe 2.0 x1,可用于扩展AI加速卡、高速数据采集卡或NVMe存储。此外,模块还提供SATA 3.0、4路USB 2.0、2路USB 3.0、1路Type-C、2路CAN 2.0以及丰富的I2C、SPI、UART、GPIO与ADC接口。通过内核层的引脚复用调整,开发者可根据底板功能需求灵活配置信号类型。
宽温适应与标准形态
众达科技瑞芯微SMRC_3588_A模块采用标准紧凑型COM-E尺寸,边长为95毫米×95毫米,与市面主流COMe载板兼容。供电方面支持4.5V至18V宽压输入,并支持来电自启的AT模式与按键触发的ATX模式。在环境适应性上,该模块提供商业级与宽温级两个版本,其中宽温级支持-20°C至70°C工作温度,存储温度范围扩展至-40°C至80°C。值得留意的是,规格书中明确标注可满足“特殊工业级-43°C至80°C”工作条件,使其能够适应严苛的户外与车载环境。
不止于硬件:从模组到解决方案
嵌入式核心板的价值不仅体现在硬件规格上,更在于厂商提供的完整支持体系。众达科技为该模块适配了Linux内核,并已完成银河麒麟、翼辉信息等国产操作系统的移植验证。开发者拿到模块后,无需重复造轮子,可直接基于厂商提供的BSP与文档开展应用层开发。
随着智能座舱、边缘计算、高端工控平板等领域对算力与国产化提出双重需求,以众达科技RK3588 COMe模块为代表的全国产嵌入式核心板,正在成为连接国产芯片与行业应用的桥梁。它既保留了标准COMe生态的互通性,又在元器件层面实现了自主可控,为工业数字化升级提供了兼具性能与安全的底层算力底座。
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