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基于RK3588+算能BM1684X的云电脑/云手机系统设计与实现

#fpga开发#人工智能#大数据#边缘计算

云电脑是一种整体服务方案,包括云端资源、传输

协议和云终端。用开放式云终端通过传输协议,把桌面、

应用、硬件等资源以按需服务、弹性分配的服务模式提

供给用户。用户无需考虑构建复杂的 IT,就可实现单机

多用户。

与传统电脑相比,云电脑盒子内部没有 CPU、内存

和硬盘等硬件,这些硬件在云端,实现硬件的资源共享,

按需分配。本文设计的云电脑系统精致小巧、方便携带、

部署快捷、操作简单;连接网络、鼠标、键盘和显示后,

可以访问个人的桌面、数据和各种应用。

1 整机系统方案

整体系统方案主控采用瑞芯微 RK3588,Wi-Fi 采

用瑞昱 RTL8822CU。系统接通电源后,连接鼠标、键盘,

通过 HDMI 连接到显示上,即可作为普通电脑使用。云

电脑整机系统架构如下:

2 硬件系统设计

硬件系统主控采用瑞芯微 RK3588,WIFI 采用瑞

昱 RTL8822CU。瑞芯微 RK3588 是 8K 旗舰芯片,采用

ARM 架构,采用 8 nm 先进制程,集成了 8 核 64 位架构,

最大可配 32 GB 大内存,支持 8K 视频编解码,具有

高性能,低功耗等特点。瑞昱 RTL8822CU 是一款高度

集成的双频 Wi-Fi + 蓝牙 5.0 2T2R SDIO3.0 模块。支

持 802.11n 2.4 GHz 或 5 GHz 双频段 MIMO 和 802.11ac

wave-2 MU-MIMO,向后兼容 IEEE 802.11a/b/g/n/ac

标准,提供最大 867 Mbit/s 的 PHY 数据速率。主机接

口符合无线局域网 SDIO 1.1/2.0/3.0 标准,时钟率高达

208 MHz,BT 采用 HS-UART 接口,包含蓝牙 V2.1/3.0/

4.1/4.2,支持蓝牙 5.0 系统。

硬 件 系 统 主 要 包 括: 电 源 模 块、 时 钟、 复 位、

DDR、EMMC、Wi-Fi 电路、USB 接口、HDMI 接口、

网口电路。其中电源模块、时钟、复位、DDR、EMMC

保证系统正常运

行;Wi-Fi 电 路

保证系统能通过

无线网络联网,

网络电路保证系

统能通过有线网

络联网;USB 连

接鼠标、键盘,

保证人与云电脑

的交互;HDMI 连接显示屏,实时显示用户操作画面。

硬件系统框图如下。

RK3588 芯片有两个 PLL 的 电 源, 分 别 是 PLL_

AVDD_1V8 和 PLL_AVDD_0V8,为防止干扰 PLL 电

源被干扰,耦电容设计上必须靠近引脚摆放且单独

LDO 供电。给芯片 Logic 和 NPU 电源供电的电源芯片

LDO 供电能力大于 2 A,否则系统会不稳定。24 MHz

晶振和内部反馈电路共同构成了系统的时钟电路,芯

片的 nPOR 引脚低电平有效,用来实现芯片复位,复位

时间大于 4 µs 可以保证芯片稳定工作。晶振的 XIN、

XOUT 信号在 PCB 设计时走线全程做包地处理,并保

证这些信号有完整的参考地, 晶体电路下方不能电源

线或有高速信号穿过,并且不超过两个过孔,晶振靠

近主控放置。DDR 组内的不同信号线之间和组间两相

邻信号线均要保持“3W” 原则,CLKP、CLKN 差分

对线长误差小于 5 mil,DQS、DM 和 DATA 的线长误

差小于 10 mil,DQSnP、DQSnM 差分对线长误差小于

5 mil。FLASH 保持信号参考平面完整避免信号走线穿

越电源分割区域,相邻信号走线间距保持“3W”原则。

3 云电脑系统信号处理流程

在信号处理流程上,除了支持硬件外设外,云电脑

的核心内容主要是要处理云端数据,因此在核心系统方

案中,针对云端数据处理流程如下:

其中图模式是云电脑图像变化频率较低时使用

的模式,整个云桌面是一张大的

bitmap,每当图像有变化的时候只

把变化区域的数据以 RGBA 的格

式传到客户端,然后客户端对应更

新大图中发生变化区域的数据。流

模式是云桌面内图像变化频率较

高时使用的模式,这种模式下是

把整个桌面图像用 h264 协议编码

后传到客户端,然后客户端用的

mediacodec 解码并渲染到表面上。

 =================RK3576+FPGA+ AI =================

搭载 新一代 八核 AIOT  RK3576,采用先进工艺制程,内置 ARM Mali G52 MC3 GPU,集成 6 TOPS 算力 NPU,支持主流大模型的私有化部署。具备强大的高清高帧率显示能力,支持外部看门狗,拥有工业级的稳定性,广泛适用于 AI 本地部署应用场景。

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八核 64 位 AIOT 处理器 RK3576

新一代八核 64 位高性能 AIOT 处理器 RK3576,采用大小核构架(4×A72 +4×A53),先进工艺制程,主频高达 2.2GHz,为高性能计算和多任务处理提供了强大支持。搭载 Mali - G52 MC3 GPU,145G FLOPS 的 GPU 可以支持有效的异构计算,满足图形密集型应用的需求。

更多的工业新特性

相对上一代芯片,RK3576更新多种工业新特性,包括:实时网络、信号输入、MCU、DSMC、Flexbus、资源隔离。

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全面的AI私有化部署

内置强劲 NPU,算力可达 6 TOPS;能够进行更智能的数据处理、语音识别、图像分析,满足大多数终端设备边缘计算 AI 应用需求。支持 Transformer 架构下大规模参数模型,如 Gemma-2B、Qwen1.5-1.8B、Llama2-7B、ChatGLM3-6B 等大模型的私有化部署。

4K@120 fps 高帧率视频解码

支持 8K@30fps / 4K@120fps 解码(H.265 / HEVC、VP9、AVS2、AV1 ) 和 4K@60fps 解码(H.264 / AVC),4K@60fps 编码(H.265 / HEVC、H.264 / AVC)。支持 HDMI2.1(4K@120fps)、DP1.4(4K@120fps0)

强大的网络通讯能力

拥有 1 路 1000Mbps 以太网、1 路 100Mbps 以太网、2.4GHz / 5GHz 双频 WiFi 、蓝牙5.0、4G LTE;让数据传输更稳定,速度更快,满足不同应用场景的需求。

支持 NVMe SSD硬盘

主机内部 M.2 接口,可扩展 2242 PCIe NVMe / SATA SSD 大容量存储设备,让设备轻松拓展至 TB 级的超大容量。

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丰富的扩展接口

拥有 HDMI2.1、千兆以太网、百兆以太网、USB 3.0、USB2.0 、type-c(OTG / DP1.4)RS232、RS485、 CAN 、光耦隔离输入、继电器输出等接口,配置工业级全金属外壳,高效散热。

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