“Byran Huang 從零開(kāi)始打造的開(kāi)源筆記本電腦，基于 RK3588，搭載 13.3 英寸 4K AMOLED 屏、Cherry MX 機(jī)械鍵盤，厚度 <18mm，可以運(yùn)行 7B 的大模型，續(xù)航約 7 小時(shí)。?”

Byran 的主頁(yè)：

https://www.byran.ee/

項(xiàng)目倉(cāng)庫(kù)：

https://github.com/byrantech/laptop

想象一個(gè)技術(shù)特性的技能分布圖：屏幕、音頻、性能、制造工藝、觸感、觸控交互、效率、尺寸等諸多維度。而筆記本電腦，正是所有這些特性的平衡點(diǎn)所在。現(xiàn)在，讓我們打造一臺(tái)盡可能涵蓋現(xiàn)代商用輕薄本多項(xiàng)特性的設(shè)備，當(dāng)然，必須從零開(kāi)始打造！

啟動(dòng)并插入磁性鍵盤

Epic Hypixel Bedwars 游戲

在云中尋找一個(gè)電子

我先繪制了思維導(dǎo)圖，并將其遷移到 Obsidian 中：

簡(jiǎn)而言之，我給自己列出了一份雄心勃勃的目標(biāo)清單：

主板

RK3588 SoC 主板

基于 CM3588 平臺(tái)

USB-C USB3.1 Gen 1 接口

PCIe 無(wú)線網(wǎng)卡/藍(lán)牙 + SSD

電源系統(tǒng)

ESP32-S3 嵌入式控制器

約 60Wh 鋰離子電池組

外設(shè)

無(wú)線機(jī)械鍵盤

玻璃表面多點(diǎn)觸控觸控板

13.3 英寸 4K AMOLED 顯示屏

陽(yáng)極氧化鋁 CNC 加工的外殼

費(fèi)米子分析（Fermionic Analysis） 芯片選型 我將目光投向單板計(jì)算機(jī) SoC 方案，因?yàn)橹靼逯圃焐掏ǔ?huì)公開(kāi)發(fā)布參考原理圖。從多個(gè)維度看，Rockchip RK3588 是當(dāng)前消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)上可獲取的性能最強(qiáng)的芯片。盡管軟件支持尚不完善，但其硬件文檔中包含了大量開(kāi)發(fā)者資源，且提供了豐富的參考設(shè)計(jì)原理圖。 部分關(guān)鍵參數(shù)：

四核 A76 + 四核 A55

Mali-G10 GPU

6 TOPs NPU

8K@60FPS 解碼能力

I/O接口：8K顯示輸出、雙USB3.1、PCIe 3.0 x4、HDMI2.1/eDP 1.4等

鑒于項(xiàng)目周期僅有數(shù)月，采用類似樹(shù)莓派 CM5 的 SoM 方案成為最優(yōu)解：硬件兼容性有保障，且更易實(shí)現(xiàn)緊密集成。選擇 SoM 還能規(guī)避內(nèi)存模組等高速信號(hào)傳輸問(wèn)題。經(jīng)調(diào)研，最終選定 FriendlyElec 的 CM3588 模塊。價(jià)格親民、文檔齊全、易于采購(gòu)。完美之選！

FriendlyElec CM3588 SoM

屏幕選型

登錄 panelook.com，按尺寸與分辨率篩選。作為高像素密度的忠實(shí)擁躉，最終鎖定一款 13.3 英寸 4K AMOLED 顯示屏。經(jīng)淘寶庫(kù)存比對(duì)，ATNA33TP11成為最佳選擇：該型號(hào)全新且?guī)齑娉渥悖吘?OLED 存在燒屏風(fēng)險(xiǎn)需謹(jǐn)慎。

高光時(shí)刻：屏幕調(diào)試期間，通過(guò)更換連接器并將主板縮短 2mm 的操作，意外提升了信號(hào)完整性，使得 4 組 1.5GHz 信號(hào)得以完美傳輸。至于 Linux 驅(qū)動(dòng)適配，需從搭載此屏幕的華碩筆記本系統(tǒng)日志中逆向工程參數(shù)，精準(zhǔn)調(diào)整上電時(shí)序等關(guān)鍵配置。簡(jiǎn)而言之：在非主線 Linux 內(nèi)核上點(diǎn)亮 4K AMOLED eD P屏幕堪稱地獄級(jí)挑戰(zhàn)，具體攻略請(qǐng)關(guān)注后續(xù)更新。

ATNA33TP11與V2短版評(píng)估板聯(lián)調(diào)實(shí)拍

電源系統(tǒng)

電池組厚度需控制在 6mm 以內(nèi)，四組并聯(lián)約占整機(jī)內(nèi)部一半空間。鑒于國(guó)內(nèi)廠商電池現(xiàn)貨采購(gòu)困難且跨國(guó)運(yùn)輸風(fēng)險(xiǎn)高，轉(zhuǎn)向美國(guó)市場(chǎng)尋源。經(jīng)篩選，最終鎖定美國(guó) AA Portable Power Corp、batteryspace.com 及 Powerizer 平臺(tái)貨源。通過(guò)功率測(cè)算：4.250Ah3.7V4S= 62.9Wh（峰值放電電流 8A，對(duì)應(yīng) 134.4W 功率輸出），參數(shù)達(dá)標(biāo)。

整機(jī)電壓峰值為 4.2V * 4 串=16.8V，系統(tǒng)設(shè)計(jì)兼容 20V USB-C（即100W PD 協(xié)議），通過(guò) BQ25713 充電管理芯片實(shí)現(xiàn)電能輸入。采用 BQ77915 平衡保護(hù)芯片確保充電安全，LTC2943 電量計(jì)量芯片精準(zhǔn)計(jì)算剩余電量。選用 ESP32-S3 模塊作為全局控制器，并將方案導(dǎo)入量產(chǎn)流程。

歷經(jīng)數(shù)日驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)與數(shù)據(jù)手冊(cè)攻堅(jiān)，成功實(shí)現(xiàn)充電功能。系統(tǒng)滿載測(cè)試通過(guò)5A電流驗(yàn)證，但固件優(yōu)化尚未完成，目前靜態(tài)電流仍偏高（約50mA）。

ESP32 的 USB 接口通過(guò) UART 與主板內(nèi)部 USB 總線通信傳輸電源數(shù)據(jù)，操作系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行 Python 腳本及內(nèi)核模塊，最終將電池信息整合至內(nèi)核電源服務(wù)實(shí)現(xiàn)原生顯示。

筆記本內(nèi)部的 Powertrain V0.2

電源板的完整圖紙可參考以下鏈接（復(fù)制到瀏覽器可查看原理圖、PCB、3D及 BOM）： https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage?xmlId=0c9870ad-8fbd-4586-88f8-17e47ba47f94&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2F0c9870ad-8fbd-4586-88f8-17e47ba47f94.zip 主板設(shè)計(jì)

基于電池組與屏幕的初步 CAD 布局，我將主板寬度目標(biāo)設(shè)定為小于90mm。

物理I/O接口

最終選定配置如下：

? 雙 USB3.1 Type-C接口

? 單 USB2.0 Type-A接口

? 3.5mm音頻接口

? microSD卡槽

內(nèi)部擴(kuò)展：

? M.2 E-key接口連接RTL8852BE WiFi 6 (802.11ax) + BT5.2無(wú)線網(wǎng)卡

? M.2 M-key接口支持2242規(guī)格的NVMe SSD（若調(diào)整機(jī)身結(jié)構(gòu)，亦可兼容全尺寸NVMe SSD）

綜合上述設(shè)計(jì)，主板高度約控制在90mm以內(nèi)。若詳細(xì)展開(kāi)主板功能實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，本文篇幅恐將失控，完整設(shè)計(jì)解析請(qǐng)移步專題文章。

主板的完整圖紙可參考以下鏈接（復(fù)制到瀏覽器可查看原理圖、PCB、3D及 BOM）： https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage?xmlId=fcd3ac74-42ee-4651-a475-f8991ba2927c&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2Ffcd3ac74-42ee-4651-a475-f8991ba2927c.zip

硬件概覽

系統(tǒng)調(diào)校

Joshua Riek 維護(hù)的 ubuntu-rockchip 內(nèi)核/發(fā)行版兼具開(kāi)箱即用的便捷性與深度優(yōu)化特性。采用 Armbian 內(nèi)核（基于 Rockchip 官方內(nèi)核分支）意味著開(kāi)發(fā)者可直接在預(yù)配置環(huán)境中調(diào)用 RK3588 芯片的完整功能。

由于硬件適配工作主要通過(guò) U-Boot 引導(dǎo)程序加載的 DeviceTree（DTS）語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，盡管此前毫無(wú) Linux 開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，我充分利用其系統(tǒng)無(wú)關(guān)性加速試錯(cuò)流程。

我沒(méi)有在 RK3588 上開(kāi)發(fā)和編譯代碼，而是使用我的日常驅(qū)動(dòng) MacBook 和 Visual Studio Code。一旦我對(duì) DTS 進(jìn)行了修改，就會(huì)使用運(yùn)行 Ubuntu 24.04（與 macOS 共享文件系統(tǒng)和內(nèi)核）的 Orbstack（虛擬化軟件），并在那里編譯 DeviceTree。

DTSI, DTS,andDTSOverlayFiles (someforSoC,someforother ICs, etc.)->dtcppbinary(preprocessing&linking various DeviceTree definitions)->dtcbinary(DeviceTree compilation)->anyon_e.dtb (compiled DeviceTreebinary!)

通過(guò)U-Boot指向自定義編譯的DTB文件，將anyon_e.dtb通過(guò)scp命令傳輸至操作系統(tǒng)。執(zhí)行u-boot-update更新引導(dǎo)配置，重啟后變更生效。

這套流程支撐了顯示配置、PCIe總線、USB 接口等底層硬件調(diào)試。最終系統(tǒng)環(huán)境為Ubuntu 24.04 LTS + Linux 6.1內(nèi)核標(biāo)準(zhǔn)安裝。

測(cè)試電池，編寫DTS

軟件概覽 外設(shè)開(kāi)發(fā)

試想一下：抽出筆記本鍵盤即可作為獨(dú)立無(wú)線設(shè)備使用！這種設(shè)想是否過(guò)于瘋狂？或許獨(dú)我一人癡迷于此。

身為機(jī)械鍵盤狂熱愛(ài)好者（曾設(shè)計(jì)多款 ZMK 固件鍵盤），最終選用 Cherry MX ULP 機(jī)械軸以追求極致手感。但內(nèi)置電池與全機(jī)械結(jié)構(gòu)必然增加厚度。我采用 1mm 厚度 200mAh 鋰電池+定制保護(hù)板，藏身于鍵行間隙節(jié)省約1.6mm PCB空間，搭載 ZMK 固件的 nRF52840 SoC 模塊隱藏于空格鍵下方，通過(guò) Fabworks 定制的 PLA+6061 鋁材疊層結(jié)構(gòu)，將整體厚度壓縮至7mm。

因市面上無(wú)適配鍵帽，我啟用了 Bambu Lab X1C 3D 打印機(jī)配備 0.15mm 噴嘴進(jìn)行 PLA 打印。此過(guò)程意外開(kāi)啟硬質(zhì)合金噴嘴采購(gòu)深坑：20 枚 0.15mm 噴嘴報(bào)價(jià)約 40 0美元，倒也不失為一種新嘗試。歷經(jīng)多次迭代，最終完成全鍵帽打印與組裝。

說(shuō)到觸控板，開(kāi)發(fā)進(jìn)程很快。我從一開(kāi)始就知道我想要一個(gè)好的觸控板，但我沒(méi)有電容跟蹤開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，所以自己制作一個(gè)是不可能的。在網(wǎng)上搜索時(shí)，我在 Mouser 找到了 Azoteq PXM0057-401 評(píng)估模塊。它有全玻璃表面、多點(diǎn)觸控和 USB 接口。而且，只要 35 美元左右。不過(guò)，這種觸控板已經(jīng)停產(chǎn)，沒(méi)有多少替代品。

鍵盤和觸控板都已正常工作，是時(shí)候進(jìn)行最后的修飾了。

鍵盤的完整圖紙可參考以下鏈接（復(fù)制到瀏覽器可查看原理圖、PCB、3D及 BOM）： https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage?xmlId=964cc167-4426-4ec3-9ea2-6a52e6ae4891&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2F964cc167-4426-4ec3-9ea2-6a52e6ae4891.zip

從左上方起逆時(shí)針?lè)较颍烘I盤側(cè)面輪廓、鍵盤打字、觸控板、背面 1 毫米電池、nRF52840 SoC 區(qū)域

OnShape 線框剖視圖

機(jī)械結(jié)構(gòu)

在啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)，我向 JLC 寄送多組 CNC 加工鋁塊進(jìn)行陽(yáng)極氧化工藝評(píng)估。深灰色氧化層質(zhì)感最佳，但出于美學(xué)偏好，最終選定啞光黑版本。基于 PTC OnShape 平臺(tái)，嘗試融合兩大摯愛(ài)筆記本系列雷蛇靈刃 （Razer Blade）與 MacBook Pro 的設(shè)計(jì)語(yǔ)言，打造兼具簡(jiǎn)約美學(xué)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的 CAD 模型。得益于可拆卸鍵盤設(shè)計(jì)，底殼無(wú)需螺絲固定，轉(zhuǎn)由掌托部件直接鎖附機(jī)身。

此處查看CAD模型：

https://cad.onshape.com/documents/a18bb6df7dbba66df24a7ec8/w/967d921e60c207e3b6f5cf7b/e/1f78a9387b17c2d178742295?renderMode=0&uiState=678da20d5bee0d1ad2dd55f1

機(jī)身設(shè)計(jì)最大難點(diǎn)在于鉸鏈選型。我采用了 Framework 13.3 英寸鉸鏈方案（因其提供完整 3D 模型），并在 OnShape 中設(shè)置運(yùn)動(dòng)約束以精確模擬開(kāi)合角度。

機(jī)箱布局相當(dāng)簡(jiǎn)單：底部是電池，右側(cè)是電源板，左側(cè)是主板，頂部是鉸鏈裝置。還有一個(gè)透明的 PETG FDM 打印電源按鈕，可以在定制的 PCB 板上實(shí)現(xiàn)背光效果。為了平衡不對(duì)稱的鉸鏈（主板太寬造成的），左側(cè)也有一根小碳纖維桿。

確保屏幕總成在開(kāi)合過(guò)程中不與內(nèi)部組件干涉成為一場(chǎng)硬仗。雖然我很早就開(kāi)始考慮散熱問(wèn)題，在這里留出了供熱管穿過(guò)的縫隙，但要把所有的部件裝進(jìn)去仍然很難。鍵盤底部與散熱器頂部之間的距離不到半毫米。因?yàn)槲覜](méi)有資源來(lái)定制熱管和散熱片解決方案，所以散熱系統(tǒng)受到了限制。為此，我制作了一個(gè)全銅 CNC 散熱器和一個(gè)連接風(fēng)扇的熱管。這一切都與 PTM7950 相連。

我還在兩側(cè)添加了 PUI 音頻揚(yáng)聲器。CM3588 的 DAC 音頻無(wú)法正常工作，而我的調(diào)試時(shí)間又不夠，因此我單獨(dú)制作了一個(gè) USB 音頻轉(zhuǎn)換器電路板，并通過(guò)一個(gè) D 類放大器進(jìn)行傳輸。我本來(lái)也想制作放大器，但時(shí)間不夠了。

在最后組裝時(shí)，我混合使用了 JLC 的尼龍粉末選擇性激光燒結(jié) (SLS) 和 FDM 打印 PA6-CF 來(lái)制作較小的結(jié)構(gòu)部件。將所有部件與啞光黑 CNC 鋁機(jī)箱組裝在一起，我終于擁有了自己的筆記本電腦。

項(xiàng)目反思

迄今為止最具挑戰(zhàn)性的課程當(dāng)屬大三春季學(xué)期的量子力學(xué)。就在耗費(fèi)數(shù)月求解含時(shí)/不含時(shí)薛定諤方程之前，我還坐在壁球社團(tuán)巴士（此squash指運(yùn)動(dòng)，非蔬菜）上與友人暢談。某位朋友提議將畢業(yè)設(shè)計(jì)定為打造一臺(tái)筆記本——僅此一句，便埋下種子。同年六月，在量子力學(xué)課程收官之際，我將項(xiàng)目命名為anyon_e。

打造這臺(tái)設(shè)備異常艱難。倒計(jì)時(shí)帶來(lái)的精神壓力、橫跨電氣、軟件與機(jī)械系統(tǒng)的跨學(xué)科持續(xù)挑戰(zhàn)，幾乎匯聚了我過(guò)往所有技術(shù)積累。自五月起，它便占據(jù)了我絕大部分心智空間。

受ZMK、KiCAD、Blender等開(kāi)源項(xiàng)目及無(wú)數(shù)開(kāi)源硬件（OSHW）實(shí)踐啟發(fā)，我愿貢獻(xiàn)自己的微薄之力。將創(chuàng)造的主動(dòng)權(quán)交還到人們手中：無(wú)論是創(chuàng)新、想象，還是其他任何形式的探索。以此向"不可能"發(fā)起沖鋒。