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嵌入式软硬件设计,如何从整体架构出发,评估客户的定制需求?

2025-07-07 15:45
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我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师关注我,一起变得更加优秀!
事情是这样的,我们团队遇到了一位(金主)客户,他想研发一款带边缘计算能力的HMI硬件产品,并且该产品需要带有人脸识别功能,可以把这款产品理解为边缘计算服务器 工业HMI的结合体。
这个客户有一个比较特殊的要求,就是指定要用全志的处理器芯片,(具体为啥,没细问),而且要求使用全国产器件,客户的单位性质不允许使用进口芯片方案,同时,他们要求产品带有以下硬件功能接口。
4fdd360a331c8cc9f69dd9cdea7031.jpg客户的硬件定制需求
好吧,处理器只能在全志的芯片里面选,根据全志的官网信息显示,处理器芯片主要有面向工业电力和汽车场景的T系列,面向消费电子的A系列,面向机器人的MR系列,面向安防视觉的V系列,等等。
这里说个题外话,我发现全志的芯片划分挺有意思的,工程师通过芯片型号首字母就可以辨析出芯片的应用方向,感觉这种分类方式挺不错,非常利于选型。
由于这款边缘计算HMI用在工业场景下,所以我重点关注全志的T系列芯片,综合来说,T527是高性能八核工业级AI芯片,T536/T517/T507/T3是中端性能的工业或车规处理器,T113是入门级低性能工业处理器。
a0577d01b0faa191d71d02fd3c8929.jpg全志T系列处理器
对于以上需求,T527的性能实在有点冗余,没必要用它,T517/T507不支持NPU,处理实时信号也可能比较逊色,这样,就只剩下T536可以满足要求了。
T536带有4 核 Cortex-A55 和 RISC-V E907 协处理器,其中RISC-V可以处理实时信号,2TOPS NPU算力还可以进行小模型推理。
支持17路UART,满足RS485和RS232接口要求,支持4路CAN-FD,支持USB3.1和LocalBus接口,等等。(初步估计,应该可以满足客户的定制需求)
由于全志T536的官方评估板价格不菲,并且购买的渠道比较有限,初创公司联系芯片原厂也比较困难,所以我们选择使用第三方方案商的评估板进行前期功能验证。
网上搜索了一下信息,飞凌嵌入式好像是T536核心板的首发方案商,于是我联系了飞凌,找他们申请了一块T536开发板,计划先用开发板来初步评估一下 T536 工业处理器的大概情况。
36de03232ddea274cef007f8ae4287.jpgOK536-C开发板正面
这款OK536-C开发板的相关资料,飞凌那边已经做成了在线文档的形式,可以访问以下网址:

https://forlinx-book.yuque.com/pxh4d1/ok536

(复制到浏览器打开,或点击【阅读原文】)


8ff5f5442fb7ba4676d3052889f6f6.jpg

官网在线文档


在全志的处理器产品线中,T536的多媒体处理能力并不是最强大的,这款芯片给我的整体感觉就是,多核异构,MPU MCU NPU,外设资源多数是面向工业级应用,如:17路串口,28路ADC,CNA-FD,千兆以太网,等等。
d3994c3e1f0e7de53a6455fcb7a0f6.jpg全志T536处理器
得益于多核异构, T536 集成了64位玄铁E907 RISC-V MCU ,使它既拥有MCU的实时性,也拥有Linux强大的网络处理能力,还拥有NPU人工智能模型推理能力。
核心板是B2B接口的,带有4个固定螺孔,我用的核心板2GB内存 16GB eMMC存储配置,内存是晶存科技的LPDDR4,eMMC是江波龙的芯片,全国产方案。但据说,飞凌会根据物料供应情况调整内存和eMMC的供应商。
048b406f3e2e1a58d5b8909ff00131.jpgFET536x-C 核心板正面
dadeb90cdfc78ef5bae17d622fd4fa.jpgFET536x-C 核心板背面
0aa096542a047badbcaf4a0f6011f0.jpgFET536x-C 核心板厚度
T536的四核Cortex-A55在满负荷工作的情况下,处理器温度可达65℃以上,使用开槽散热铝片可以进行有效散热,如果使用小风扇的话,散热效果会更好。
6e730e53b1b3223f0c99e88c74edf6.jpgT536上面的开槽散热铝块
开发板上面的两个千兆以太网接口,RJ45网络变压器是HanRun(汉仁电子)品牌的,PHY收发器芯片用的是裕泰微的YT8521,都是成熟且应用得比较多的网络芯片方案。
e88bb75a2a6f163387f69eb6482b9c.jpg汉仁RJ45网络变压器   裕泰微 YT8521 芯片
另外两种常见的工业通信接口分别是RS485和CAN-FD,OK536开发板用的是金升阳的收发芯片方案,分别引出4路CAN-FD接口和两路RS485接口,接线处使用了常见的绿色凤凰端子。
79e293fea63420709157c7653b0943.jpg4路CAN-FD接口   2路RS485接口
开发板提供了LVDS和RGB-LCD这两种显示屏接口,其中LVDS支持最大分辨率为1920*1080@60fps,RGB-LCD最大分辨率为1920*1200@60fps,详细参数可以查阅核心板的数据手册。
787e8660f918b4f81835a0d220ce14.jpgLVDS 和 RGB-LCD显示接口
(其实,T536处理器还支持MIPI-DSI,但由于MIPI-DSI和前面两种显示接口存在引脚复用关系,所以在开发板上面没有引出MIPI-DSI显示接口。)
除了显示接口,开发板还引出了MIPI-CSI接口和Local Bus接口,MIPI-CSI可以用来对接摄像头模块,Local Bus接口可以用来对接全志的FPGA子模块,但MIPI-CSI和Local Bus存在引脚复用,两者不能同时使用,在设计的时候需要注意。
6a70c0eeb5ad76d8bcf8807e6a6013.jpgMIPI-CSI 与 Local Bus 接口
通过观察发现,开发板还对外提供了三个USB2.0和一个USB3.1接口,其中USB2.0接口是通过沁恒的CH440G芯片进行扩展的,USB3.1直接连接T536的USB引脚,但USB3.1和PCIe接口存在引脚复用,两者不能同时使用。
d8fce0917dd8148cb421125d5b50e1.jpgUSB2.0和USB3.1接口
如果需要使用4G模块进行无线联网,可以通过开发板上面的Mini-PCIe接口对接4G模组,即可让开发板拥有无线联网功能,在工控应用领域,4G通信还是应用得比较多的,免去了有线网络布线的麻烦。
4e2addd23f38483c37242836996dad.jpg4G模块接口,USB-A旁边的是SIM卡座
核心板和底板采用分离设计的方式,两者通过B2B接口进行连接,预研完之后,团队可以直接用开发板上面的核心板,根据客户的模具尺寸设计功能底板,以提高核心板的使用率。
8e264c2629720eb882cfba74661c07.jpg核心板与底板分离设计
整体综合来说,这款OK536开发板的板载硬件接口,基本上可以用来预研客户的定制需求,除了硬件接口以外,还需要检查该开发板的软件资料配套和Linux驱动的适配情况,(软件分析我们放在下一篇文章)。
以下是核心板和开发板部分照片鉴赏。
774b8d1ebedf86bb75318542a34f27.jpgc138e161b3cf724c3369f4281579c9.jpg7579c50d3b9f18507aa1879dee7779.jpg9de60b53ce37bf98c2c82ad6f8cd1e.jpg8a17d2afeb369870e698833637d04d.jpgd748d1b840520594d97699f677f107.jpgb7d8118d4aa2b1307db269219cb435.jpg

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