前 言

本文為創(chuàng)龍科技SOM-TL3506工業(yè)核心板硬件說(shuō)明書(shū)，主要提供SOM-TL3506工業(yè)核心板的產(chǎn)品功能特點(diǎn)、技術(shù)參數(shù)、引腳定義等內(nèi)容，以及為用戶(hù)提供相關(guān)電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)。 為便于閱讀，下表對(duì)文檔出現(xiàn)的部分術(shù)語(yǔ)進(jìn)行解釋?zhuān)粚?duì)于廣泛認(rèn)同釋義的術(shù)語(yǔ)，在此不做注釋。

硬件參考資料目錄如下表所示：

硬件資源

SOM-TL3506核心板板載CPU、ROM、RAM、晶振、電源、LED等硬件資源，并通過(guò)郵票孔連接方式引出IO。

圖 1 核心板硬件框圖

圖 2 核心板正面實(shí)物圖

圖 3 核心板背面實(shí)物圖

CPU

核心板CPU型號(hào)兼容RK3506J和RK3506B，兩者均采用WBBGA333L封裝，引腳數(shù)量為333個(gè)，尺寸為11.3mm*13.3mm。RK3506J為工業(yè)級(jí)，工作溫度范圍為-40°C~85°C；RK3506B為寬溫級(jí)，工作溫度范圍為-20°C~70°C。

CPU主要架構(gòu)如下：

圖 4 RK3506處理器功能框圖

ROM

NAND FLASH

核心板通過(guò)FSPI接口連接1片NAND FLASH芯片，型號(hào)為深圳市江波龍電子股份有限公司(Longsys)的F35SQA002G-WWT，8-WSON封裝，尺寸為6mm*8mm。F35SQA002G-WWT為工業(yè)級(jí)，工作溫度范圍為-40°C~85°C，顆粒類(lèi)型為SLC，容量為256MByte。

eMMC

核心板通過(guò)CPU的SDMMC接口連接1片eMMC芯片，采用4bit數(shù)據(jù)線(xiàn)，兼容如下eMMC配置。

備注：元器件實(shí)際工作溫度范圍請(qǐng)以官方數(shù)據(jù)手冊(cè)為準(zhǔn)。

eMMC使用壽命受限于可循環(huán)擦寫(xiě)次數(shù)(P/E)，程序固化、升級(jí)、信息保存以及刪除都將加快eMMC的損耗。損耗嚴(yán)重將可能導(dǎo)致區(qū)塊徹底失效、數(shù)據(jù)損壞，從而使設(shè)備無(wú)法正常啟動(dòng)。

建議采取如下方案，以延長(zhǎng)eMMC使用壽命：

（1） 數(shù)據(jù)寫(xiě)入優(yōu)化：建立緩存機(jī)制，零散數(shù)據(jù)累計(jì)達(dá)到一定大小之后，再進(jìn)行批量寫(xiě)入，從而減少eMMC擦寫(xiě)次數(shù)。

（2） 存儲(chǔ)方案調(diào)整：通過(guò)外置存儲(chǔ)設(shè)備（例如SD卡、NVMe硬盤(pán)等）分流用戶(hù)數(shù)據(jù)，從而減少eMMC擦寫(xiě)次數(shù)。

RAM

核心板通過(guò)CPU的專(zhuān)用DDR3總線(xiàn)連接1片DDR3，采用16bit數(shù)據(jù)線(xiàn)。DDR3兼容型號(hào)有如下表所示，支持DDR3-1500工作模式(750MHz)。

備注：元器件實(shí)際工作溫度范圍請(qǐng)以官方數(shù)據(jù)手冊(cè)為準(zhǔn)。

晶振

核心板采用1個(gè)工業(yè)級(jí)無(wú)源晶振Y1。Y1晶振時(shí)鐘頻率為24MHz，為CPU提供系統(tǒng)時(shí)鐘源。

電源

核心板采用分立電源供電設(shè)計(jì)，所選的DCDC、LDO電源芯片均滿(mǎn)足工業(yè)級(jí)環(huán)境使用要求。電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足系統(tǒng)的供電要求和CPU上電、掉電時(shí)序要求，核心板采用5.0V直流電源供電。

LED

核心板板載2個(gè)LED，其中LED1為電源指示燈，默認(rèn)上電時(shí)點(diǎn)亮。LED2為用戶(hù)可編程指示燈，對(duì)應(yīng)GPIO0_A5_d引腳，高電平點(diǎn)亮。

圖 5 核心板LED實(shí)物圖

圖 6 電源指示燈原理圖

圖 7 用戶(hù)可編程指示燈原理圖

外設(shè)資源

核心板引出CPU主要外設(shè)資源及性能參數(shù)如下表所示。

備注：部分引腳資源存在復(fù)用關(guān)系。

引腳說(shuō)明

引腳排列

核心板郵票孔引腳采用2x 30pin + 2x 40pin，共140pin規(guī)格，引腳排列如下圖所示。

圖8

引腳定義

核心板引腳定義如下表，其中表格中的“列標(biāo)題”說(shuō)明如下。

（1） “核心板封裝”為核心板郵票孔；

（2） “核心板引腳號(hào)”為核心板郵票孔封裝引腳序列號(hào)；

（3） “芯片引腳號(hào)”為CPU引腳序列號(hào)； 備注：“芯片引腳號(hào)”為"-"表示該引腳信號(hào)未連接至CPU引腳。

（4） “芯片引腳名稱(chēng)”為CPU完整的引腳信號(hào)名稱(chēng)，包含全部復(fù)用功能信號(hào)；

（5） “引腳功能分配”為核心板推薦功能描述；

（6） “參考電平”為CPU引腳工作電平標(biāo)準(zhǔn)；

（7） “核心板內(nèi)部連接器件”為核心板內(nèi)部信號(hào)連接方式；

（8） “器件參數(shù)”為核心板內(nèi)部連接元器件的參數(shù)值；

（9） “核心板內(nèi)部PCB走線(xiàn)長(zhǎng)度”為CPU信號(hào)引腳到核心板郵票孔引腳之間的走線(xiàn)長(zhǎng)度值；

（10） “走線(xiàn)阻抗”為核心板高速信號(hào)的走線(xiàn)阻抗值。

備注：部分引腳內(nèi)容。

內(nèi)部引腳使用說(shuō)明

核心板內(nèi)部使用引腳說(shuō)明如下表。

其中“核心板引腳號(hào)”為核心板郵票孔連接器引腳序列號(hào)；“芯片引腳號(hào)”為CPU引腳序列號(hào)；“芯片引腳名稱(chēng)”為CPU完整的引腳信號(hào)名稱(chēng)，包含全部復(fù)用功能信號(hào)；“引腳功能”為核心板引腳推薦功能描述；“參考電平”為核心板引腳工作電平標(biāo)準(zhǔn)。“芯片引腳號(hào)”為"-"表示該引腳信號(hào)未連接至CPU引腳。

RM_IO引腳說(shuō)明

RM_IO是IO矩陣，共有32個(gè)引腳，有如下特性：

RM_IOn（n=0~31）可從function IDn(n=0~98)任選其中一個(gè)功能，并且function IDn(n=0~98)的每個(gè)功能只能映射于其中一個(gè)RM_IOn(n=0~31)。

舉例：RM_IO0選擇I2C0_SCL，則I2C0_SCL不能再映射到RM_IOn(n=1~31)中；RM_IO1選擇I2C0_SDA，則I2C0_SDA不能再映射到RM_IO0、RM_IOn(n=2~31)中。

圖9

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：

（1） RM_IO5/RM_IO21已經(jīng)在核心板內(nèi)部使用。

（2） PWM0_CH0已在核心板內(nèi)部使用，底板設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)勿通過(guò)RM_IO進(jìn)行映射分配使用。

電氣特性

工作環(huán)境

功耗測(cè)試

備注：功耗基于TL3506-EVM評(píng)估板運(yùn)行Buildroot系統(tǒng)，在自然散熱狀態(tài)下測(cè)得。測(cè)試數(shù)據(jù)與具體應(yīng)用場(chǎng)景有關(guān)，僅供參考。

狀態(tài)1：系統(tǒng)啟動(dòng)，評(píng)估板不接入其他外接模塊，不執(zhí)行程序。

狀態(tài)2：系統(tǒng)啟動(dòng)，評(píng)估板不接入其他外接模塊，運(yùn)行測(cè)試命令"stress-ng --cpu 3 --vm 3 --vm-bytes 32M --timeout 86400s --temp-path=/userdata &"，3個(gè)ARM Cortex-A7核心的資源使用率約為100%。

狀態(tài)3：系統(tǒng)啟動(dòng)，評(píng)估板不接入其他外接模塊，運(yùn)行測(cè)試命令"stress-ng --cpu 3 --vm 3 --vm-bytes 32M --timeout 86400s --temp-path=/userdata &"，3個(gè)ARM Cortex-A7核心的資源使用率約為100%。

熱成像圖

核心板在自然散熱（不安裝散熱器與風(fēng)扇）的狀態(tài)下，穩(wěn)定工作40min后，使用熱成像儀測(cè)得核心板不同工作狀態(tài)的熱分布圖如下所示。其中紅色測(cè)溫點(diǎn)為最高溫度點(diǎn)，白色測(cè)溫點(diǎn)為畫(huà)面中心溫度點(diǎn)。

備注：受測(cè)試環(huán)境、熱成像儀因素影響，最高溫度點(diǎn)、白色測(cè)溫點(diǎn)存在一定誤差，請(qǐng)參考核心板熱分布圖并結(jié)合實(shí)際情況，合理選擇散熱方式。

工業(yè)級(jí)核心板熱成像

圖 10 狀態(tài)2（最高溫度點(diǎn)為46.0℃

圖 11 狀態(tài)3（最高溫度點(diǎn)為47.0℃）

寬溫級(jí)核心板熱成像

圖 12 狀態(tài)2（最高溫度點(diǎn)為46.7℃）

圖 13 狀態(tài)3（最高溫度點(diǎn)為47.6℃）

散熱器設(shè)計(jì)說(shuō)明

根據(jù)“功耗測(cè)試”、“熱成像圖”章節(jié)實(shí)測(cè)結(jié)果，SOM-TL3506核心板在高溫情況下需要考慮散熱設(shè)計(jì)。用戶(hù)如需自行設(shè)計(jì)散熱器，請(qǐng)注意如下要點(diǎn)：

（1） 請(qǐng)根據(jù)核心板熱成像圖中展現(xiàn)的熱源分布，針對(duì)發(fā)熱量較大的器件設(shè)計(jì)合適的散熱結(jié)構(gòu)。 （2） 進(jìn)行散熱器設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足在最高環(huán)境溫度及最大功耗工作期間，處理器結(jié)溫低于下圖所示瑞芯微官方推薦的最大結(jié)溫。

（3） 為使散熱器與核心板的熱源器件表面的良好接觸，應(yīng)增加相變導(dǎo)熱墊片，其厚度推薦不大于0.25mm。

圖14

機(jī)械尺寸

核心板主要硬件相關(guān)參數(shù)如下所示，僅供參考。

備注：

（1） 頂層最高元器件高度：指核心板最高元器件水平面與PCB正面水平面的高度差。核心板最高元器件為電源芯片(U2)。

（2） 核心板高度 = PCB板厚 + 頂層最高元器件高度。

圖 15 核心板機(jī)械尺寸圖

圖 16 核心板安裝高度示意圖

底板設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于SOM-TL3506核心板進(jìn)行底板設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)務(wù)必滿(mǎn)足最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，具體如下。

電源設(shè)計(jì)說(shuō)明

（1） VDD_5V_SOM

VDD_5V_SOM為核心板的主供電輸入，電源功率建議參考評(píng)估板按最大10W進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖 17 VDD_5V_SOM電源設(shè)計(jì)

VDD_5V_SOM在核心板內(nèi)部未預(yù)留總電源輸入的儲(chǔ)能大電容，底板原理圖設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)?jiān)诳拷诵陌遴]票孔焊盤(pán)位置放置儲(chǔ)能大電容，參考設(shè)計(jì)如下圖所示。

圖 18 儲(chǔ)能電容

（2） VDD_5V_MAIN & VDD_3V3_MAIN & VDD_1V8_MAIN

VDD_5V_MAIN、VDD_3V3_MAIN、VDD_1V8_MAIN為評(píng)估底板提供的外設(shè)電源。為使VDD_5V_MAIN、VDD_3V3_MAIN、VDD_1V8_MAIN滿(mǎn)足核心板的上電、掉電時(shí)序要求，推薦使用VDD_3V3_SOM_OUT電源來(lái)控制VDD_5V_MAIN、VDD_3V3_MAIN和VDD_1V8_MAIN的電源使能。

圖 19 VDD_5V_MAIN電源設(shè)計(jì)

圖 20 VDD_3V3_MAIN電源設(shè)計(jì)

圖 21 VDD_1V8_MAIN電源設(shè)計(jì)

（3） 底板設(shè)計(jì)時(shí)，如需考慮電源突然下電對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，可參考我司底板設(shè)計(jì)PLP（掉電保護(hù)）接口，配套我司TL-PLP掉電保護(hù)模塊使用。實(shí)現(xiàn)底板突然掉電時(shí)，切換為T(mén)L-PLP模塊供電，使系統(tǒng)在完成數(shù)據(jù)保存后再斷電。

圖 22 底板PLP接口設(shè)計(jì)

備注：請(qǐng)?jiān)诘装逶黾尤缦聢D所示快速下電電路，以滿(mǎn)足快速上電、掉電應(yīng)用場(chǎng)景下及時(shí)泄放底板的電源，確保系統(tǒng)下一次上電符合CPU和底板器件的上電時(shí)序要求。

圖 23 底板快速下電電路設(shè)計(jì)

系統(tǒng)啟動(dòng)說(shuō)明

SARADC_IN0為啟動(dòng)配置引腳，已在核心板內(nèi)部接10K電阻上拉至1.8V電源，在評(píng)估底板上默認(rèn)懸空，則系統(tǒng)默認(rèn)啟動(dòng)順序?yàn)镹AND FLASH、eMMC、SD卡、USB接口。

系統(tǒng)上電后，由CPU內(nèi)部BootRom的引導(dǎo)代碼依次從NAND FLASH、eMMC/SD卡、USB接口檢測(cè)SPL啟動(dòng)程序，從第一個(gè)包含SPL啟動(dòng)程序的設(shè)備開(kāi)始啟動(dòng)。SPL啟動(dòng)后，將優(yōu)先從SD系統(tǒng)卡（非常規(guī)SD卡）引導(dǎo)U-Boot鏡像，否則，將從原啟動(dòng)設(shè)備引導(dǎo)U-Boot鏡像，注意eMMC版本的核心板不支持SD卡功能。

SARADC_IN1在核心板內(nèi)部通過(guò)10K電阻上拉至1.8V，用于對(duì)地短路進(jìn)入Recovery模式。建議不要將該引腳作為ADC使用，優(yōu)先使用其它SARADC通道。若不使用該功能可懸空處理。

詳情請(qǐng)查閱“6-開(kāi)發(fā)參考資料Rockchip官方參考文檔CommonMMC”目錄下的官方參考文檔《Rockchip_Developer_Guide_SD_Boot_CN》。

圖 24 評(píng)估底板BOOT MODE參考設(shè)計(jì)

系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)

T3/NPORn/RESETn/PU/3V3為CPU復(fù)位輸入引腳，核心板內(nèi)部已通過(guò)1K電阻上拉至3.3V，默認(rèn)情況請(qǐng)懸空處理，以避免影響上電時(shí)序。

備注：由于T3/NPOR/RESETn/PU/3V3和VDD_3V3_SOM_OUT基本同時(shí)上電，如外設(shè)使用T3/NPOR/RESETn/PU/3V3進(jìn)行上電復(fù)位且有嚴(yán)格上電時(shí)序要求，建議增加Buffer(RS1G07XC5)進(jìn)行延遲上電復(fù)位以滿(mǎn)足外設(shè)上電時(shí)序。

圖 25 T3/NPORn/RESETn/PU/3V3電路設(shè)計(jì)

其他設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

保留Micro SD卡接口

對(duì)于NAND FLASH配置核心板，評(píng)估底板通過(guò)SDMMC總線(xiàn)引出Micro SD接口（eMMC配置核心板不支持Micro SD卡功能），主要用于調(diào)試過(guò)程中使用系統(tǒng)啟動(dòng)卡來(lái)啟動(dòng)系統(tǒng)，或批量生產(chǎn)時(shí)基于Micro SD卡快速固化系統(tǒng)至NAND FLASH，底板設(shè)計(jì)時(shí)建議保留此外設(shè)接口。

保留USB2.0OTG接口

評(píng)估底板通過(guò)USB2.0 OTG0總線(xiàn)引出USB2.0 OTG接口，當(dāng)Micro SD卡無(wú)法使用時(shí)，可通過(guò)拉低SARADC_IN0信號(hào)，進(jìn)入Maskrom模式，通過(guò)USB2.0 OTG接口更新系統(tǒng)至eMMC或NAND FLASH，底板設(shè)計(jì)時(shí)建議保留此外設(shè)接口。

保留UART0接口

評(píng)估底板通過(guò)CH340T芯片將UART0總線(xiàn)轉(zhuǎn)換為Type-C接口，作為系統(tǒng)調(diào)試串口使用，底板設(shè)計(jì)時(shí)建議保留UART0作為系統(tǒng)調(diào)試串口。

VDD_ADJ_SD_OUT相關(guān)IO說(shuō)明

VDD_ADJ_SD_OUT為核心板輸出的1.8V/3.3V切換電源，最大輸出電流為200mA，只能供電給IO分配為使用pin72、pin74~78、pin51~59的評(píng)估底板外設(shè)。

當(dāng)軟件配置核心板的G1/GPIO0_D0_d為高電平時(shí)，VDD_ADJ_SD_OUT輸出3.3V；配置G1/GPIO0_D0_d為低電平時(shí)，VDD_ADJ_SD_OUT輸出1.8V。

由于eMMC配置核心板的eMMC或NAND FLASH配置核心板的Micro SD卡已使用SDMMC接口(pin72、pin74~78)，上電過(guò)程中會(huì)存在動(dòng)態(tài)切換1.8V/3.3V電平，如pin51~59的IO需要上拉，其上拉電源必須使用VDD_ADJ_SD_OUT，不建議將引腳pin72、pin74~78、pin51~59作為GPIO功能使用。

如IO資源不足必須將引腳pin72、pin74~78、pin51~59用作GPIO功能，請(qǐng)?zhí)砑与娖睫D(zhuǎn)換芯片以實(shí)現(xiàn)電平穩(wěn)定。

圖 26

由于篇幅過(guò)長(zhǎng)等原因，部分引腳內(nèi)容及板卡硬件內(nèi)容均不逐一展示，如需獲取完整版詳細(xì)資料，請(qǐng)關(guān)注創(chuàng)龍科技微信公眾號(hào)或官網(wǎng)，也可以在評(píng)論區(qū)留言，感謝您的支持！

審核編輯 黃宇