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前言

本文為創(chuàng)龍科技SOM-TL3506工業(yè)核心板硬件說明書，主要提供SOM-TL3506工業(yè)核心板的產品功能特點、技術參數(shù)、引腳定義等內容，以及為用戶提供相關電路設計指導。為便于閱讀，下表對文檔出現(xiàn)的部分術語進行解釋；對于廣泛認同釋義的術語，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 核心板正面實物圖

圖 3 核心板背面實物圖

CPU

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

CPU主要架構如下：

圖 4 RK3506處理器功能框圖

ROM

NAND FLASH

核心板通過FSPI接口連接1片NAND FLASH芯片，型號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，工作溫度范圍為-40°C~85°C，顆粒類型為SLC，容量為256MByte。

eMMC

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

備注：元器件實際工作溫度范圍請以官方數(shù)據手冊為準。

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

建議采取如下方案，以延長eMMC使用壽命：

（1）數(shù)據寫入優(yōu)化：建立緩存機制，零散數(shù)據累計達到一定大小之后，再進行批量寫入，從而減少eMMC擦寫次數(shù)。

（2）存儲方案調整：通過外置存儲設備（例如SD卡、NVMe硬盤等）分流用戶數(shù)據，從而減少eMMC擦寫次數(shù)。

RAM

核心板通過CPU的專用DDR3總線連接1片DDR3，采用16bit數(shù)據線。DDR3兼容型號有如下表所示，支持DDR3-1500工作模式(750MHz)。

備注：元器件實際工作溫度范圍請以官方數(shù)據手冊為準。

晶振

核心板采用1個工業(yè)級無源晶振Y1。Y1晶振時鐘頻率為24MHz，為CPU提供系統(tǒng)時鐘源。

電源

核心板采用分立電源供電設計，所選的DCDC、LDO 電源芯片均滿足工業(yè)級環(huán)境使用要求。電源系統(tǒng)設計滿足系統(tǒng)的供電要求和CPU上電、掉電時序要求，核心板采用5.0V直流電源供電。

LED

核心板板載2個LED，其中LED1為電源指示燈，默認上電時點亮。LED2為用戶可編程指示燈，對應GPIO0_A5_d引腳，高電平點亮。

圖 5 核心板LED實物圖

圖 6 電源指示燈原理圖

圖 7 用戶可編程指示燈原理圖

外設資源

核心板引出CPU主要外設資源及性能參數(shù)如下表所示。

備注：部分引腳資源存在復用關系。

引腳說明

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“列標題”說明如下。

（1） “核心板封裝”為核心板郵票孔；

（2） “核心板引腳號”為核心板郵票孔封裝引腳序列號；

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

（4） “芯片引腳名稱”為CPU完整的引腳信號名稱，包含全部復用功能信號；

（5） “引腳功能分配”為核心板推薦功能描述；

（6） “參考電平”為CPU引腳工作電平標準；

（7） “核心板內部連接器件”為核心板內部信號連接方式；

（8） “器件參數(shù)”為核心板內部連接元器件的參數(shù)值；

（9） “核心板內部PCB走線長度”為CPU信號引腳到核心板郵票孔引腳之間的走線長度值；

（10） “走線阻抗”為核心板高速信號的走線阻抗值。

備注：部分引腳內容。

內部引腳使用說明

核心板內部使用引腳說明如下表。

其中“核心板引腳號”為核心板郵票孔連接器引腳序列號；“芯片引腳號”為CPU引腳序列號；“芯片引腳名稱”為CPU完整的引腳信號名稱，包含全部復用功能信號；“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準。“芯片引腳號”為"-"表示該引腳信號未連接至CPU引腳。

RM_IO引腳說明

RM_IO是IO矩陣，共有32個引腳，有如下特性：

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

設計注意事項：

（1） RM_IO5/RM_IO21已經在核心板內部使用。

（2） PWM0_CH0已在核心板內部使用，底板設計時，請勿通過RM_IO進行映射分配使用。

電氣特性

工作環(huán)境

功耗測試

備注：功耗基于TL3506-EVM評估板運行Buildroot系統(tǒng)，在自然散熱狀態(tài)下測得。測試數(shù)據與具體應用場景有關，僅供參考。

狀態(tài)1：系統(tǒng)啟動，評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，評估板不接入其他外接模塊，運行測試命令"stress-ng --cpu 3 --vm 3 --vm-bytes 32M --timeout 86400s --temp-path=/userdata &"，3個ARM Cortex-A7核心的資源使用率約為100%。

狀態(tài)3：系統(tǒng)啟動，評估板不接入其他外接模塊，運行測試命令"stress-ng --cpu 3 --vm 3 --vm-bytes 32M --timeout 86400s --temp-path=/userdata &"，3個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（不安裝散熱器與風扇）的狀態(tài)下，穩(wěn)定工作40min后，使用熱成像儀測得核心板不同工作狀態(tài)的熱分布圖如下所示。其中紅色測溫點為最高溫度點，白色測溫點為畫面中心溫度點。

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

工業(yè)級核心板熱成像

圖 10 狀態(tài)2（最高溫度點為46.0℃

圖 11 狀態(tài)3（最高溫度點為47.0℃）

寬溫級核心板熱成像

圖 12 狀態(tài)2（最高溫度點為46.7℃）

圖 13 狀態(tài)3（最高溫度點為47.6℃）

散熱器設計說明

根據“功耗測試”、“熱成像圖”章節(jié)實測結果，SOM-TL3506核心板在高溫情況下需要考慮散熱設計。用戶如需自行設計散熱器，請注意如下要點：

（1）請根據核心板熱成像圖中展現(xiàn)的熱源分布，針對發(fā)熱量較大的器件設計合適的散熱結構。（2）進行散熱器設計時，應滿足在最高環(huán)境溫度及最大功耗工作期間，處理器結溫低于下圖所示瑞芯微官方推薦的最大結溫。

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

圖14

機械尺寸

核心板主要硬件相關參數(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 核心板機械尺寸圖

圖 16 核心板安裝高度示意圖

底板設計注意事項

最小系統(tǒng)設計

基于SOM-TL3506核心板進行底板設計時，請務必滿足最小系統(tǒng)設計要求，具體如下。

電源設計說明

（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估板按最大10W進行設計。

圖 17 VDD_5V_SOM電源設計

VDD_5V_SOM在核心板內部未預留總電源輸入的儲能大電容，底板原理圖設計時，請在靠近核心板郵票孔焊盤位置放置儲能大電容，參考設計如下圖所示。

圖 18 儲能電容

（2） VDD_5V_MAIN & VDD_3V3_MAIN & VDD_1V8_MAIN

VDD_5V_MAIN、VDD_3V3_MAIN、VDD_1V8_MAIN為評估底板提供的外設電源。為使VDD_5V_MAIN、VDD_3V3_MAIN、VDD_1V8_MAIN滿足核心板的上電、掉電時序要求，推薦使用VDD_3V3_SOM_OUT電源來控制VDD_5V_MAIN、VDD_3V3_MAIN和VDD_1V8_MAIN的電源使能。

圖 19 VDD_5V_MAIN電源設計

圖 20 VDD_3V3_MAIN電源設計

圖 21 VDD_1V8_MAIN電源設計

（3）底板設計時，如需考慮電源突然下電對系統(tǒng)數(shù)據存儲帶來的風險，可參考我司底板設計PLP（掉電保護）接口，配套我司TL-PLP掉電保護模塊使用。實現(xiàn)底板突然掉電時，切換為TL-PLP模塊供電，使系統(tǒng)在完成數(shù)據保存后再斷電。

圖 22 底板PLP接口設計

備注：請在底板增加如下圖所示快速下電電路，以滿足快速上電、掉電應用場景下及時泄放底板的電源，確保系統(tǒng)下一次上電符合CPU和底板器件的上電時序要求。

圖 23 底板快速下電電路設計

系統(tǒng)啟動說明

SARADC_IN0為啟動配置引腳，已在核心板內部接10K電阻上拉至1.8V電源，在評估底板上默認懸空，則系統(tǒng)默認啟動順序為NAND FLASH、eMMC、SD卡、USB接口。

系統(tǒng)上電后，由CPU內部BootRom的引導代碼依次從NAND FLASH、eMMC/SD卡、USB接口檢測SPL啟動程序，從第一個包含SPL啟動程序的設備開始啟動。SPL啟動后，將優(yōu)先從SD系統(tǒng)卡（非常規(guī)SD卡）引導U-Boot鏡像，否則，將從原啟動設備引導U-Boot鏡像，注意eMMC版本的核心板不支持SD卡功能。

SARADC_IN1在核心板內部通過10K電阻上拉至1.8V，用于對地短路進入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。

詳情請查閱“6-開發(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 評估底板BOOT MODE參考設計

系統(tǒng)復位信號

T3/NPORn/RESETn/PU/3V3為CPU復位輸入引腳，核心板內部已通過1K電阻上拉至3.3V，默認情況請懸空處理，以避免影響上電時序。

備注：由于T3/NPOR/RESETn/PU/3V3和VDD_3V3_SOM_OUT基本同時上電，如外設使用T3/NPOR/RESETn/PU/3V3進行上電復位且有嚴格上電時序要求，建議增加Buffer(RS1G07XC5)進行延遲上電復位以滿足外設上電時序。

圖 25 T3/NPORn/RESETn/PU/3V3電路設計

其他設計注意事項

保留Micro SD卡接口

對于NAND FLASH配置核心板，評估底板通過SDMMC總線引出Micro SD接口（eMMC配置核心板不支持Micro SD卡功能），主要用于調試過程中使用系統(tǒng)啟動卡來啟動系統(tǒng)，或批量生產時基于Micro SD卡快速固化系統(tǒng)至NAND FLASH，底板設計時建議保留此外設接口。

保留USB2.0OTG接口

評估底板通過USB2.0 OTG0總線引出USB2.0 OTG接口，當Micro SD卡無法使用時，可通過拉低SARADC_IN0信號，進入Maskrom模式，通過USB2.0 OTG接口更新系統(tǒng)至eMMC或NAND FLASH，底板設計時建議保留此外設接口。

保留UART0接口

評估底板通過CH340T芯片將UART0總線轉換為Type-C接口，作為系統(tǒng)調試串口使用，底板設計時建議保留UART0作為系統(tǒng)調試串口。

VDD_ADJ_SD_OUT相關IO說明

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的評估底板外設。

當軟件配置核心板的G1/GPIO0_D0_d為高電平時，VDD_ADJ_SD_OUT輸出3.3V；配置G1/GPIO0_D0_d為低電平時，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)，上電過程中會存在動態(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?zhí)砑与娖睫D換芯片以實現(xiàn)電平穩(wěn)定。