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基于瑞芯微RK3506G2处理器的ECK41和ECB41嵌入式方案

随着全球产业链格局加速重塑及工业智能化需求深度演进,“自主可控、全国产化”已成为我国嵌入式工控和物联网领域发展的核心战略导向。与此同时,物联网网关、人机交互界面、智能控制终端等应用对处理器的算力、多媒体能力和连接性提出了更高要求。在此背景下,亿佰特ECK41-E1N2-N、ECK41-E1-N系列核心板及配套ECB41-PGE1N2-N单板机基于瑞芯微RK3506G2全国产处理器的工业级嵌入式核心板方案为开发者提供了兼具高性能、高可靠性、高性价比完整国产化供应链保障的理想选择。

一、产品概述:小而强大的全国产工业大脑

ECK41-E1N2-N、ECK41-E1-N系列嵌入式核心板ECB41-PGE1N2-N全国产化单板机是一款基于瑞芯微RK3506G2三核Cortex-A7处理器精心设计的全国产化工控核心模块。该系列最大的亮点在于实现了从处理器、内存、存储到所有关键元器件的“全国产化”,并严格遵循工业级标准进行设计与生产。

产品采用创新的96Pin邮票孔 + 44Pin LGA复合接口封装形式,将常用I/O资源布局于邮票孔,特殊功能引脚通过LGA引出,在保证超小尺寸(仅29mm × 25mm × 3.1mm)的同时,提供了极其灵活的扩展能力与焊接可靠性。其紧凑的体积和双接口设计,既能满足高性能应用需求,又能简化底板设计,降低生产成本。

为了便于用户快速评估与开发,亿佰特同步推出了与该核心板完全配套的ECB41-PGE1N2-N全国产工业级嵌入式单板机。它采用与树莓派兼容的尺寸设计(85mm × 56mm),将核心板的丰富接口转化为实用的显示、网络、USB、音频等物理接口,不仅可作为功能验证平台,其工业级设计更可直接用于批量生产,大大缩短产品上市周期。

二、处理器性能特点:三核A7,专为智能交互而生

ECK41-E系列的核心驱动力来源于瑞芯微RK3506G2处理器,这是一款专为智能语音、音频处理、图像显示等多媒体交互应用而优化的高性能应用处理器。

l 强劲计算内核:集成三个ARM Cortex-A7内核,主频最高可达1.2GHz,提供充沛的通用计算能力,足以流畅运行Linux、轻量级GUI框架及复杂应用逻辑。同时,额外集成的ARM Cortex-M0协处理器可用于处理实时任务,实现高低性能任务的合理分配。

l 集成内存,精简设计:处理器内部直接封装了128MB DDR3L内存,这一创新设计不仅显著减小了核心板的整体尺寸和功耗,更减少了外围电路,提升了系统的整体可靠性。

l 丰富多媒体引擎:内置2D图形加速引擎和先进的显示输出引擎,可高效处理图形界面,减轻CPU负载。专为音频优化的硬件架构,支持多路高清音频输入输出与处理,是智能语音类产品的理想选择。

l 全面的外设接口:原生支持双百兆以太网(RMII)多路USB 2.0 OTGCAN总线多路UART/SPI/I2C等工业标准接口,为物联网网关、工业控制器等应用提供了强大的连接能力。

三、产品功能特点与型号选择

1. 系列型号解析

ECK41-E1N2-N、ECK41-E1-N嵌入式核心板主要区别在于板载存储配置,以满足不同应用对启动速度和存储容量的需求:

产品型号

处理器

内存

板载存储

工作温度

核心特点

ECK41-E1N2-N

RK3506G2

128MB DDR3L

256MB SPI NAND FLASH

-25℃ ~ +85℃

标配存储,可直接从板载Flash启动系统,方便批量生产,不可扩展。

ECK41-E1-N

RK3506G2

128MB DDR3L

-25℃ ~ +85℃

经济型,需通过SDIO接口外接eMMC或SD/TF卡启动,提供最大灵活性。

ECB41-PGE1N2-N

预焊接了ECK41-E1N2-N核心板,并提供了完整的接口扩展。

2. 核心功能亮点

l 高清显示输出:支持RGB并行接口、BT.656/1120以及2-lane MIPI-DSI接口,最大输出分辨率达1280×1280@60fps,可驱动多种显示屏。

l 专业音频处理:提供4路SAI(支持I2S/PCM/TDM)、SPDIF输入输出、支持高达8路PDM麦克风阵列、24-bit ADC麦克风输入及数字DAC输出,满足复杂音频前端处理需求。

l 工业级连接与扩展:具备2路CAN 2.0B控制器6路UART3路SPI3路I2C12路PWM及多达80路GPIO,轻松对接各类传感器、执行器和工业总线设备。

l 电源与可靠性:单路**+5V@1A供电,核心板内部产生1.8V和3.3V电源,并可对外提供500mA/100mA的供电能力。采用6层PCB沉金工艺**,宽温工作范围(-25℃至85℃),确保在恶劣工业环境中稳定运行。

l 完善的软件生态:搭载基于Linux 6.1.99内核的系统,提供完整的U-Boot、内核及驱动源码,支持Buildroot和Yocto构建文件系统,并提供RKDevTool等易用的烧录工具,开发环境成熟。

四、工作原理与开发路径

ECK41-E系列的工作原理清晰:核心板作为“大脑”,承载处理器、内存、电源管理等核心单元;用户设计的底板作为“躯干与四肢”,通过邮票孔/LGA接口连接核心板,并根据应用需求配置外围电路(如网口PHY、显示屏、音频编解码器等)。

全国产嵌入式核心板工作原理

对于开发者而言,采用此方案有两种高效路径:

l 自主设计底板:利用亿佰特提供的核心板引脚定义、硬件设计指南和封装文件,开发定制底板,实现产品差异化。

l 采用ECB41-PGE1N2-N单板机:直接使用这款“准产品级”单板机。它已集成双千兆网口(RJ45)、MIPI-DSI显示接口、USB Host/OTG、TF卡槽、音频接口、扩展GPIO排针(兼容树莓派部分引脚)等,并开源底板设计文件。开发者可在此基础上快速进行软件开发和原型验证,甚至直接将其作为核心模块集成到自己的终端设备中,极大降低硬件开发门槛和风险。

五、全国产嵌入式方案应用场景

凭借其全国产化、高性能、多媒体能力强及接口丰富的特点,ECK41-E1N2-N、ECK41-E1-N系列嵌入式核心板在以下领域具有广泛的应用前景:

l 工业物联网网关:双网口、多串口、CAN总线使其非常适合作为协议转换和数据汇聚的工业边缘网关。

l 智能人机交互界面:强大的显示和音频处理能力,可应用于工业HMI、自助服务终端、广告一体机、智能家居中控屏等。

l 音频处理设备:服务于智能语音终端、会议系统、广播设备等需要多路音频采集、处理和编解码的场景。

l 嵌入式控制主板:在机器人控制器、无人机飞控、自动化设备等需要一定算力和丰富I/O的领域发挥核心作用。

六、常见问题与解决方案

Q1: ECK41-E1N2-N和ECK41-E1-N该如何选择?

l 若您的产品需要固化程序、批量生产且对启动速度有要求,应选择带板载Flash的ECK41-E1N2-N。若您的项目处于原型验证阶段,或需要频繁更换系统、存储容量需求多变,则选择ECK41-E1-N更为灵活,可通过TF卡或焊接eMMC芯片来启动系统。

Q2: 核心板的邮票孔和LGA接口都需要焊接吗?

l 不一定。邮票孔包含了常用功能(如GPIO、UART、I2C、SPI、PWM、部分显示音频引脚等),若您的应用仅使用这些常用功能,只需焊接邮票孔即可,这能简化SMT工艺。LGA接口主要包含了一些特殊功能引脚(如部分高速差分信号、测试点等),仅在需要使用这些特定功能时才需焊接。

Q3: 单板机ECB41-PGE的系统如何烧录和更新?

l 主要提供了两种方式:

① TF卡烧录:使用配套的SDDiskTool工具,将系统镜像写入TF卡,插入单板机卡槽即可启动。

② USB烧录:通过Type-C接口,使用RKDevTool工具,可进行系统固件的烧写与升级,适用于量产。单板机上还设有UART RecoveryMaskrom按键,用于进入烧录模式。

Q4: 在高温或低温环境下,核心板工作是否稳定?

l ECK41-E系列所有型号均为**宽温级(-25℃ ~ +85℃)**设计,选用的处理器、内存、Flash等核心元器件均为工业级或符合此温度范围。在符合手册规定的电源和散热条件下,可在上述温度范围内稳定工作。建议在实际应用中进行高低温测试以验证具体场景下的适应性。

ECK41全国产嵌入式核心板

ECK41-E1N2-N、ECK41-E1-N核心板ECB41-PGE1N2-N单板机的组合,为市场带来了一个全国产、高性能、即拿即用的嵌入式解决方案。它不仅响应了产业自主化的时代号召,更以其实实在在的工业级性能、丰富的功能接口和便捷的开发支持,成为工程师应对物联网、工业控制、智能交互等复杂挑战的可靠伙伴。选择ECK41-E,即是选择了一条通往高效、可靠、自主的产品化快车道。


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