全国产超小体积RK3576核心板，支持RK3576+FPGA，支持AI与实时控制

以下是全国产超小体积RK3576核心板及其支持‌RK3576+FPGA协同方案‌的关键技术特点与解决方案：

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‌一、核心板硬件规格与国产化特性‌

1. ‌超小体积设计‌

   • 尺寸仅‌40×60mm‌（B2B连接器封装）5，邮票孔封装（IDO-SOM7609-S1）尺寸更紧凑，满足高密度集成需求39。
   • 集成RK3576J（工业级）/RK3576（商业级）芯片、PMIC电源管理、LPDDR4/4X内存、eMMC/UFS存储，实现单板全功能集成15。

2. ‌100%全国产化‌

   • 所有元器件（芯片、存储、电源管理等）均采用国产方案，并通过电磁兼容、高低温冲击（-40℃~85℃）等工业级可靠性测试56。

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‌二、RK3576处理器性能亮点‌

• ‌算力架构‌：
  • 4核Cortex-A72@2.2GHz + 4核Cortex-A53@2.0GHz + Cortex-M0硬实时核，支持任务分级调度25。
  • ‌独立6TOPS NPU‌：支持INT4/INT8/FP16混合精度计算，适配Transformer大模型本地部署（如Gemma-2B）37。
• ‌多媒体能力‌：
  • 8K@30fps H.265解码 + 4K@60fps编码，支持三屏异显（HDMI/DP/MIPI DSI）57。
• ‌工业接口‌：
  • 原生支持双千兆网口、双CAN-FD、5×MIPI CSI摄像头接入、12×UART、16×PWM等56。

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‌三、RK3576+FPGA协同方案技术实现‌

‌1. 异构通信架构‌

• ‌高速互联接口‌：
  • ‌PCIe 2.1×4接口‌：连接FPGA实现μs级数据交互，延时低至‌50μs‌10。
  • ‌FlexBus/DSMC并口‌：支持100MHz时钟速率、8/16bit并行传输，用于FPGA低成本扩展AD/DA模块11。

‌2. 实时控制与算力分工‌

• ‌任务分配‌：
  • ‌RK3576‌：运行Linux+RT-Preempt补丁（调度抖动<10μs）及CODESYS平台，处理运动规划、AI视觉10。
  • ‌FPGA‌：实现硬实时PID控制环、脉冲信号生成（响应周期≤50μs），保障精密运动控制10。
• ‌多轴协同‌：
  • 支持‌32轴同步插补‌（轨迹误差<0.1mm），通过CAN-FD（5Mbps）连接伺服驱动器10。

‌3. 功耗与性能优势‌

• ‌能效对比‌：

  指标	RK3576+FPGA方案	传统X86方案
  实时响应延迟	‌<10μs‌	500μs级
  多轴扩展能力	‌32轴‌	≤4轴
  典型功耗（满载）	‌≤8W‌	≥25W	1012

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‌四、典型应用场景‌

1. ‌工业运动控制‌
   • 数控机床、机械臂：FPGA处理μs级伺服控制，RK3576运行CODESYS实现多轴插补算法10。
2. ‌AI边缘计算终端‌
   • 服务机器人：FPGA加速3D视觉感知（避障/导航），RK3576 NPU处理环境语义理解4。
3. ‌全国产化工控设备‌
   • 高端PLC、电力监测：适配开源鸿蒙OpenHarmony 5.0系统，实现软硬件全栈国产化39。

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‌五、开发支持‌

• ‌硬件资源‌：提供核心板引脚定义、3D模型、可编辑底板原理图/PCB5。
• ‌软件生态‌：
  • 支持Linux-RT、Ubuntu、Android、OpenHarmony系统及ROS2框架59。
  • 提供NPU开发工具链（TensorFlow/PyTorch适配）、多屏异显/OpenCV示例5。

此方案以超小体积、全自主可控的硬件基础，结合FPGA硬实时能力，为工业4.0设备提供高性价比的国产化替代路径510。

基于瑞芯微 RK3576J/RK3576 高性能处理器设计的国产工业核心板。核心板 CPU、ROM、RAM、电源、晶振、连接器等所有元器件均采用国产工业级方案，国产化率 100%。同时，评估底板大部分元器件亦采用国产工业级方案，国产化率约为 99%（按元器件数量占比，数据仅供参考）。核心板经过专业的 PCB Layout 和高低温测试验证，质量稳定可靠，可满足各种工业应用环境要求。

核心板资源丰富，具有 4 路 Ethernet、3 路 USB3.2、2 路 CAN-FD、2 路 RS485、PCIe 2.1 等通信接口， MIPI CSI、LVDS OUT、MIPI DSI、DP(DisplayPort)、HDMI OUT、MIC IN、HP OUT、LINE IN 、BT656、RG888等音视频多媒体接口，支持三屏异显、4K@60fps H.265/H.264 视频编码、8K@30fps H.265/4K@60fps H.264 视频解码，可选配底板直接应用于工业现场，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。

RK3576的主芯片计算能力十分突出，采用了八核大小核架构，包括四核Cortex-A72和四核Cortex-A53，主频分别高达2.2GHz和1.8GHz，这样的配置使得RK3576能够应对各种复杂计算任务，配备ARM Mali-G610 MP4 GPU，算力高达58K DMIPS。支持 OpenGL ES、OpenCL、Vulkan 等多种图形处理标准，能够流畅渲染 3D 图形，为高清显示和游戏等应用提供支持。集成瑞芯微第三代自研 NPU，算力达到 6TOPS，支持 INT4/INT8/INT16/F16 混合计算，可快速处理人工智能相关任务，如人脸识别、物体检测、语音识别等。

在多屏幕支持方面，RK3576支持三屏异显，最高支持4K@120fps + 2.5K@60fps+ 2k@60fps 组合分辨率的视频显示，能够提供清晰的视觉体验。同时配备多种图像处理算法，进一步提升了图像的清晰度和色彩表现。

支持8K@30fps、4K@120fps的H.265/HEVC、VP9、AVS2、AV1等格式的视频解码，以及4K@60fps的H.264/AVC视频解码，能够流畅播放高分辨率、高码率的视频文件。同时，RK3576还支持4K@60fps的H.265/HEVC、H.264/AVC视频编码，方便用户进行视频的录制和编辑。

1. 1. 机械尺寸

核心板主要硬件相关参数如下所示，仅供参考。

PCB尺寸	55mm*28mm
PCB层数	12
PCB板厚	1.6mm
B2B连接器合高	4.0mm
顶层最高器件高度	1.4mm
安装孔	4个