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搭載勘智K230的AI視覺開發板介紹

嘉楠科技 ? 來源:嘉楠科技 ? 2024-12-05 11:06 ? 次閱讀

11月29日,以嘉楠科技(Canaan Inc.)(納斯達克股票代碼:CAN)旗下勘智K230芯片為主控芯片的?立創·廬山派K230-CanMV開發板正式上市,獲得良好的市場反饋,首批開發板現貨上千套開售僅三小時即售罄。據悉,此開發板定位為AI視覺開發板,支持多種AI識別、檢測、追蹤功能,擁有自主學習能力。適用于電子設計競賽、AI與邊緣計算平臺、各領域的項目制作與研發等多個場景。?????????

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作為全球首款支持RISC-V Vector 1.0標準的商用SoC芯片,勘智K230集成兩顆RISC-V處理器核心,第三代高性能KPU,雙核玄鐵C908,12nm 制程工藝,主頻高達1.6GHz,具有高精度、低延遲、高性能、超低功耗、快速啟動等特點,是一款專門為圖像、視頻音頻處理和AI加速而設計的端側AIoT芯片。目前已廣泛應用于智能家居、特種設備、開源硬件以及智能教育硬件等眾多領域。

立創開發板隸屬于嘉立創旗下,秉承著“不靠賣板賺錢,以培養中國工程師為己任”的理念,堅持開源所有軟硬件資料,無保留地分享技術,并提供嵌入式交流平臺、免費訓練營、開發者扶持計劃以及電子競賽支持等,致力于讓廣大開發者盡情發揮才華。????????????

而此次與嘉楠科技的合作,不但為2025年全國大學生電子設計競賽提供更高性價比的視覺方案,還希望依靠勘智K230在視覺處理任務中的性能,為用戶提供一個極具性價比的視覺嵌入式設備,服務更多在監控系統、無人駕駛機器人、醫療影像分析等領域的開發者。??????

此外,立創·廬山派K230-CanMV開發板作為立創開發板首款搭載RISC-V芯片的開發板,可供用戶后續繼續學習RT-Thread-SMART版本及AI視覺等開發場景。

為方便用戶使用與學習,立創·廬山派K230-CanMV開發板內含超130個應用案例,并提供配套入門手冊與CanMV固件。同時,立創開發板還提供面向所有用戶的全開源軟硬件資料,務求讓開發者更快上手。??????????????????????

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嘉楠科技勘智K230芯片——全球首款支持RISC-VVector1.0的商用SoC 作為一款高性能SoC芯片,勘智K230芯片在計算架構、內核升級、超清視覺、豐富外設和超低功耗設計五個維度進行升級。

采用全新的多異構單元加速計算架構,內置新一代 KPU(Knowledge Process Unit)智能計算單元,具備多精度 AI 算力,廣泛支持通用的 AI 計算框架,部分典型網絡的利用率超過70%,極大提升計算效率。

最新高性能RISC-V CPU內置雙核玄鐵 C908 CPU, 主頻高達 1.6GHz;是全球首款支持RISC-V Vector 1.0標準的商用SoC。

4K 超高清視頻輸入,提供高達三路MIPI CSI視頻輸入;最大支持分辨率達3840*2160,讓畫面成像更清晰;支持HDR、視頻編解碼。

3D 深度引擎支持。內置 DPU,支持3D結構光高精度高清立體視覺,捕捉畫面深度信息,抗環境光干擾能力更強。

搭載豐富多樣的外設接口,以及2D、2.5D等多個專用硬件加速單元,可以對多種圖像、視頻、音頻、AI等多樣化計算任務進行全流程計算加速,具備低延遲、高性能、低功耗、快速啟動和高安全性等多項特性。

超低功耗設計,支持快速啟動 采用大小核設計兼顧性能與功耗,提供百毫秒級快速啟動軟件SDK支持,適合各種電池供電產品開發。 ?

媒體聯系:pr@canaan-creative.com

嘉楠科技(Canaan Inc.)(納斯達克股票代碼:CAN)是一家專注于ASIC高性能計算芯片設計、芯片研發、計算設備生產和軟件服務的科技公司。嘉楠科技成立于2013年,在ASIC領域擁有豐富的芯片設計和精簡生產經驗。2013年,在張楠賡先生(公司創始人兼CEO)的領導下,嘉楠科技的創始團隊向客戶交付了以Avalon品牌命名的世界首批采用ASIC技術的比特幣礦機,這標志著比特幣歷史上ASIC技術的首次應用。2019年,嘉楠科技在納斯達克全球股票市場完成了首次公開發行。欲了解更多關于嘉楠科技的信息,請訪問https://www.canaan.io/。

附: 立創·廬山派K230-CanMV開發板技術文檔 01 電路設計圖總覽

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Power Architecture Block

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處理器的框架圖

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Power SUPPLY USB AND PIN

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Power SUPPLY 8-24V

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Power-0V8-1V1-1V8-3V3

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K230 BOOT

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K230 GPIO

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K230 GPIO PINOUT

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LPDDR4

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LPDDR4 POWER

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CSI INTERFACE

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DSI INTERFACE AND TP

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WIFI

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DBG AUDIO KEY LED

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TF CARD OR SDNAND

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K230 POWER

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SCREW HOLES AND POGO PIN

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USB TYPE-A HOST AND BEEP

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PCB

上下滾動查看17張原理圖+1張PCB圖

02 開發板簡介 該開發板是立創開發板團隊精選打造的一款超高性價比的AI視覺開發板。以嘉楠科技Kendryte系列AIoT芯片中的最新一代SoC芯片K230為主控芯片。

03 勘智K230簡介 勘智K230芯片集成了兩顆RISC-V處理器核心,雙核玄鐵C908,12nm 制程工藝,主頻高達1.6GHz,是全球首款支持RISC-V Vector 1.0標準的商用SOC,配備第三代KPU處理單元,專為圖像、視頻、音頻處理和AI加速設計,提供強勁的本地AI推理能力。支持三路MIPI CSI視頻輸入,最大分辨率可達4K。勘智K230支持常見的AI計算框架如TensorFlow和PyTorch。下面是該處理器的框架圖:

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04 如何設計一個產品級開發板? 01 設計定位 4.1.1 為25年的電賽國賽做準備 做超高性價比的視覺方案,助力電賽。 4.1.2提供一個AI與邊緣計算平臺 依靠勘智K230在AI推理加速、低功耗、高效能方面的優勢,特別是在邊緣設備的應用場景下出色的性能。為用戶提供一個 AI與邊緣計算平臺 4.1.3提供一個視覺嵌入式設備 為用戶提供一個 極具性價比的 視覺嵌入式設備, 依靠勘智K230在視覺處理任務中的性能,如圖像識別、目標檢測和跟蹤、圖像分類等。目標用戶包括監控系統、無人駕駛、機器人、醫療影像分析等領域的開發者。 4.1.4兼顧多種應用場景 物聯網(IoT):結合勘智K230的視覺處理能力,提供IoT設備中的智能視覺功能,如安全監控、智能門禁、智能家居控制等。 智能家居與消費電子集成勘智K230芯片的視覺處理能力,用于智能安防攝像頭、家用機器人、智能門鎖等設備。 工業自動化應用于工業自動化和制造業。在工業視覺檢測、質量控制、自動化操作中的使用勘智K230,結合工業4.0。 無人系統:依靠勘智K230的高性能和低延遲特性,能夠用于實時圖像處理、目標識別與導航系統中。例如無人機自動駕駛、無人設備等領域的開發者。 4.1.5補充開發板在泰山派和天空星之間生態的空缺 作為立創開發板首款RISC-V芯片的開發板,完善產品線,作為立創開發板用戶后續學習RT-Thread-SMART版本及AI視覺的開發板。 其次,立創開發板還考慮到這3個方面!

02 考慮宗旨

4.2.1 簡約法則

如無必要,勿增實體!主打一個打造極高性價比! 因此,基礎標準版只提供能正常使用CanMV的硬件,比如HDMI,WIFI,網口,在正常比賽或視覺識別應用中基本用不到,完全可以做成擴展板,或者不貼。

4.2.2 可靠性

重點考慮電源保護,防反接,過流,過壓等模塊+將重點接口防靜電+提供多種供電方式,滿足多種應用場景。

4.2.3 兼容性

所有接口盡量都采用市面上通用的接口形式和線序,方便后續連接擴展模塊,存量大的東西性價比高,方便用戶自行尋找價格合適的配件。 最后,對供電進行優化處理,讓廬山派適用于多種工作場景和設備環境。

03 電源路徑 為了方便各位用戶直接將本開發板用于比賽或者實際項目,提高易用性和可靠性,這里針對供電做了優化處理。 0e0922be-ae36-11ef-93f3-92fbcf53809c.png

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總共有三路供電可以輸入:

USB5V_IN+(5V輸入)USB(Type-C)可以直接從電腦或電源適配器取電。提供最高5V 2A的電流,具備過流保護、反接保護以及防倒灌功能。

PIN5V_OUT_IN+(雙向供電)排針或GH.25-4P帶鎖座子可以從外部取電,也可以在已有供電時對外部供電,適用范圍更高。帶有反向保護電路和自動切換功能,兩個MT9700和反向器實現供電方向控制TVS二極管提供簡單的過壓保護。

8V-24V_IN+(GH1.25-2P)可通過自鎖2P座子或背部大焊盤觸點直接接入3S鋰電池,支持8V至24V的輸入電壓,通過DCDC降壓轉換為5V輸出,最大支持28V輸入,這里寫24V是留出余量,保證可靠性。

以上三路,每路都有獨立的過流,防倒灌和防反接保護。這三個輸入電源路徑最終會變為PRE_VDD_5V的電源網絡,為后續電路供電。排針處的5V是雙向供電,只要PRE_VDD_5V有電就會對外供電;為了保護電腦USB,排針處PIN5V_OUT_IN+的輸入功能只會在非USB供電時生效。 再往下就是勘智K230上電的時序要求了,大家可以看下面的電源路徑框圖。

05 原理圖設計原理 原理圖部分使用的畫幅尺寸為A4,建議大家從原始工程導出PDF然后打印查看。 開源網址:https://oshwhub.com/li-chuang-kai-fa-ban/li-chuang-lu-shan-pai-k230-canmv-kai-fa-ban

2.1 電源架構圖

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本頁是廬山派-K230開發板的電源架構圖,重點考慮了這三路電源輸入,提高了靈活性和適應性,可以適合多種工作場景和設備環境。

2.2 Power SUPPLY USB AND PIN

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圖中上半部分是TYPE-C接口,既可以供電,也可以數據交互。兩個CC腳都接入了5.1K的下拉電阻

A口供電,不焊接這兩個5.1K下拉電阻是OK的

C口供電,沒有下拉電阻,開發板不會被供電

勘智K230有兩個USB,在開發板上:

USB0用作DEVICE設備和CanMV上位機進行交互

USB1用作HOST等待后續接入以太網或者U盤

這里的TYPE-C連入了勘智K230的的USB0。 再往右看有很多二極管標志的元件是一個來自BORN(伯恩半導體) 的ESD保護器件,同時還內置了一個鉗位二極管與右邊的MT9700實現下面的這些保護

USB數據口靜電防護:USB數據的D+和D-接到了防護器件的IO上。靜電防護部分就是由多個二極管指向同一個地來實現的。在正常條件下這些二極管是不導電的,但在遇到高電壓時會導通,將電流迅速導向地線。他們就是用來響應高電壓尖峰的,ESD事件的持續時間非常短,通常在納秒級別。保護器件能夠在極短的時間內響應,從而保護電路不受瞬間高電壓的影響,保護了我們的芯片管腳和電腦USB接口。

鉗位(過壓)保護:在正常電壓條件下,鉗位二極管處于高阻態,對電路的正常工作幾乎沒有影響。當電路中的電壓超過鉗位二極管的設計激活電壓時,器件迅速從高阻態轉變為低阻態。在低阻態時,鉗位二極管允許電流流過,從而將過高的電壓“鉗位”在一個安全的水平

過流保護:選用MT9700電子負載開關,這里我選擇的電阻值是3.4kΩ,其計算公式為Iset(A)=6.8KΩ/Rset(KΩ),考慮到后面還會搭配屏幕擴展板,電流較大,這里限制為2A

右下角實現了排針5V的限流輸出,考慮到勘智K230本身要消耗電流,所以這里的限流改成了1A,這樣的設計既保證了勘智K230芯片及其周邊電路的穩定供電,又避免了因電流過大而導致的潛在風險,確保了整個電路系統的安全可靠運行。

2.3 Power SUPPLY 8-24V

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這里是DCDC降壓,可以把8-24V輸入的電壓降為5V給后續電路使用。 這里使用了和泰山派一致的GH1.25-2P帶鎖座子,用戶連入供電線后不會輕易脫落,座子背面也引出了可接大電流的2.54間距焊盤,可以直接焊接排針使用,也可以直接焊線供電。 這里使用的DCDC芯片為TPS54302DDCR,最高支持28V的輸入,這里標注最大24V是為了留出余量,確保在輸入電壓波動或瞬時過壓的情況下,電源系統仍能穩定工作,不會因電壓過高而損壞。 這樣的設計提高了電源系統的可靠性和魯棒性,同時也延長了DCDC芯片的使用壽命,建議大家在使用時不要供超過24V。 可以實現以下這些保護:

過壓保護:原理同上。

過流保護:利用自恢復保險絲(F1)來檢測和控制電流。當電路中的電流超過保險絲的額定值時,保險絲會呈高阻態,切斷電源供應。在正常工作條件下,自恢復保險絲的電阻很低,允許電流正常流過。當流過自恢復保險絲的電流超過其額定電流時,由于電流過大導致的熱量會使PTC熱敏電阻器迅速升溫。隨著溫度的升高,PTC熱敏電阻器的電阻會增加,這是因為它們是正溫度系數元件,即電阻隨溫度升高而增加。電阻的增加導致通過自恢復保險絲的電流顯著減少,從而限制了電流,防止過流對電路造成損害。當過流條件消除,電路中的電流下降,自恢復保險絲開始冷卻,其電阻值會逐漸降低,最終恢復到低電阻狀態,允許電流再次正常流過。大家可以自行做個小實驗,當電路正常工作時,用熱風槍對著自恢復保險絲吹,自恢復保險就會生效了。

防反接保護:當電源正確輸入時,二極管(D3)不會被導通。當供電電源接反時上圖中二極管D3的接地腳就變成了正極,自恢復保險絲左邊的網絡標號8V-24V_IN+就變成了負極。那么這個鉗位二極管(D3)就會導通,所有的電流就會都加在自恢復保險絲上面,又因為沒有負載,此時自恢復保險絲流過的電流將遠遠大于2A,此時自恢復保險絲生效,變成高阻態,從而避免電源反接時對開發板造成損壞。

2.4 Power-0V8-1V1-1V8-3V3

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上圖中的中部是四路DCDC降壓,將輸入的電壓(5V)轉化為多個不同的輸出電壓,包括0.8V、1.1V、1.8V和3.3V,這里采用的降壓芯片都是TLV62569DBVR。這四路的電路結構都是一樣的,重點就是調整反饋電組的阻值和電感的容量。 以0.8V降壓為例

C13,C14用于濾除輸入電壓中的噪聲和紋波,確保輸入電壓的穩定性;

R12默認把DCDC芯片的使能腳拉高,5V有輸入供電,0.8V就立馬輸出;

L2為一體成型電感,和降壓芯片共同配合工作儲存和釋放能量,平滑輸出電流,減少紋波,保證輸出電壓的穩定性;

R13和R14與DCDC降壓芯片的反饋引腳(FB)相連,決定輸出電壓的大小。

電阻值的選擇決定了輸出電壓的分壓比,從而調節輸出電壓,計算公式如本圖上方公式所示。 上圖中的每個電源輸出都都有一個測試點,如TP9,TP10等。這些測試點主要是為了工程師在調試時進行電壓測量,也可以作為后續制作測試架時的測試點使用,結合各種自動測試工具,就可以方便的批量量產了。大家在實際使用檢查開發板問題時也可以用萬用表測量這些地方的電壓是否正常。 左下角的U11是一個LDO,給芯片的RTC和ADC部分供電。U12為一個電子功率開關,當OUT0輸出高電平時PRE_VDD_5V就可以供給VDD_5V,從而讓系統后級供電。這里的OUT0時有勘智K230芯片的PMU模塊來控制的,勘智K230設計有PMU功能,可通過INT管腳檢測外部事件,然后觸發OUT輸出,如檢測外部按鍵長按后,OUT控制總電源的使能完成系統上電。不需要PMU功能可直接將VDD1V8_RTC和系統1V8接到一起即可。生效的前提條件是:VDD1V8_RTC供電,提供32.768khz晶振,INT0設計為長按3s后OUT0輸出高電平,INT4設計為檢測到上拉,OUT0立即輸出高電平。可以看后續電路原理圖,本開發板只用到了INT4,給INT4做了上拉處理,所以當開發板上點時,如果低速晶振和RTC供電正常,勘智K230的PMU模塊就會控制VDD_5V上電。 需要注意的是,這里除了0.8V電壓在使能腳處沒有電容,其他三路都有電容,主要是為了讓其他三路延遲上電來滿足勘智K230的上電需求,官方硬件文檔中對上電時序要求如下: VDD0P8_CORE上電必須早于VDD1P8、VDDIO3P3_0到VDDIO3P3_5的IO接口上電,AVDD0P8_MIPI上電必須早于AVDD1P8_MIPI,AVDD1P8_RTC不晚于AVDD1P8_LDO,其余順序無要求。 當VDD_5V被供電時,0.8V的降壓芯片直接使能并輸出了,而其他三路還需要等待EN腳的電容充滿電才會對下一級電路供電,就可以滿足上述的供電時序要求。

2.5 K230 BOOT

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上圖中左上角為本開發板的時鐘電路,晶振電路是數字電路中非常重要的部分,可以為我們的系統提供穩定的時間基準。這里的時鐘電路包括兩個不同頻率的時鐘源:

低速晶振32.768kHz晶振(Y1):這個晶振提供一個低頻時鐘,用于RTC(實時時鐘)。周圍的電容(C41、C42)是用于匹配晶振的負載電容,保證時鐘的穩定性。

高速晶振24MHz晶振(Y2):這個晶振為主系統提供一個高頻時鐘源,用于主處理器的運行。C43、C44也是負載電容,確保24MHz時鐘的穩定輸出。NC的電阻R25是預留用來做反饋電阻的,實際電路中未貼。

左邊部分的R32和C46組成了一個上電自動復位電路,目的是在系統上電時生成一個短暫的復位信號(低電平復位),以確保系統芯片能夠從一個已知的初始狀態啟動。具體來說,它能夠在電源開啟的瞬間,自動為芯片提供一個低電平的復位信號,保證系統在正確的狀態下運行。

R32:電阻,通常用于拉低復位引腳,在電路上電后,確保復位信號保持足夠的時間。

C46:電容,初始上電時起到儲存電荷的作用,并隨著時間逐漸充電,導致復位信號從低電平慢慢升高到高電平。

主要工作原理如下: 上電瞬間:

當電源剛接通時,電容C46的初始狀態是未充電的,就是說它在該瞬間表現為一個短路狀態。此時,復位引腳RSTN通過R32和C46被拉低到地電位(GND),產生一個低電平復位信號。這就是“復位”狀態,系統芯片因此進入復位狀態,避免在上電時出現混亂狀態。

電容充電(芯片復位狀態):

隨著時間的推移,C46通過電阻R32開始充電。電容的充電時間由RC時間常數(τ = R32 * C46)決定,在這里大概是10ms。隨著電容的充電,復位引腳的電壓逐漸上升,當達到足夠的高電平時,系統復位信號解除,芯片退出復位狀態,開始正常工作。

復位信號消失:

當C46充滿電后,復位引腳的電壓升至接近電源電壓,復位信號變為高電平,系統正常運行。這個高電平是通過R32維持的,確保復位引腳在正常運行時保持在高電平狀態。

再往右邊看,這里的R33,R34,R37,R38用來選擇勘智K230的啟動模式: BOOT0 = 0, BOOT1 = 0:SPI Nor Flash啟動。 BOOT0 = 0, BOOT1 = 1:eMMC啟動。 BOOT0 = 1, BOOT1 = 0:SPI Nand啟動。 BOOT0 = 1, BOOT1 = 1:SD卡啟動。 立創廬山派目前只支持SD卡啟動,BOOT0和BOOT1都是被拉高的,R37和R38默認不貼裝。 右邊部分就是勘智K230芯片部分了,這里有個小細節就是在G8引腳(AVSS)用了一個0歐姆把GND和AGND連起來了,并且并聯了一個X7R材質的電容。GND是數字電路的地,AGND是模擬電路的地。把它們通過一個0歐姆電阻連接的主要目的是為了控制接地點,確保模擬信號和數字信號的電流回路分開,來減少噪聲干擾,同時確保整個系統有共同的參考電位。 這部分也涉及到了WIFI,USB,音頻等電路的引腳分配,這里就不再贅述了。

2.6 K230 GPIO

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這部分就是勘智K230的引腳了,VDDIO_BANK控制了每組引腳的高電平,可以看到這些引腳的IO電平都是3.3V的,大家在使用時需要注意不要接入高于3.3V的電壓,否則可能會損壞開發板。

2.7 K230 GPIO PINOUT

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上圖中的左上角是本開發板的ADC引出,主要考慮到勘智K230的ADC僅支持最高1.8V的輸入電壓。為了避免用戶在使用過程中意外將超過1.8V的電壓輸入ADC,從而導致芯片損壞,這里并未將ADC接口直接引出到標準的GPIO排針上,而是采用了FPC排線座來引出ADC信號。這一設計主要是防止用戶在使用排針接線時可能發生的錯誤接線,比如不小心將3.3V或更高電壓接入ADC。 具體來看,本廬山派開發板提供了4路ADC輸入,大家在做小項目時可以從這里接入兩個電位器搖桿。 在原理圖的左側中間部分,可以看到一個標準的40針GPIO(通用輸入輸出)引腳排列,該排列與Raspberry Pi(樹莓派)的40引腳GPIO接口一致。包括5V電源、3.3V電源,以及多個地線(GND)引腳。同時,GPIO引腳還為用戶提供了豐富的通信接口,涵蓋了I2C、SPI、UART等標準協議。同時三路CSI攝像頭也都兼容了樹莓派ZERO的定義和間距,能用于樹莓派5和樹莓派ZERO的攝像頭理論上也可以用于廬山派,當然后續還需要軟件適配,不過只要硬件適配,以后可以輕松支持。 左下角是我們開發板上額外引出的一個串口/IIC通信接口,這一物理接口為GH1.25-4P帶鎖接口,具有良好的物理連接穩定性,確保在設備連接過程中不會因震動或意外拔出而導致連接松動或數據傳輸中斷。用戶可以根據具體的應用需求靈活配置該接口:

既可以將其配置為串口2,用于與外部設備進行標準的串行通信(UART);

也可以將其配置為IIC2,用于通過I2C總線與其他設備進行雙向通信。

2.8 K230 POWER

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0e0922be-ae36-11ef-93f3-92fbcf53809c.png這部分都沒啥好說的,都是些電容及芯片供電引腳。

2.9 LPDDR4

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0e0922be-ae36-11ef-93f3-92fbcf53809c.png本頁原理圖主要是勘智K230和DDR-LPDDR4的連線圖,連接了數據線,地址總線,命令控制信號和時鐘信號。需要注意的是左邊勘智K230的引腳后面還標注了芯片內部的走線長度,在進行PCB布局(LAYOUT)時,必須將這些內部走線長度計算在內,以確保時序和信號完整性。

2.10 LPDDR4 POWER

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0e0922be-ae36-11ef-93f3-92fbcf53809c.png本頁主要是LPDDR4的供電,主要就是各種去耦電容,在布局時盡量讓每對供電腳附近都有去耦電容

2.11 CSI INTERFACE

0d0f999c-ae36-11ef-93f3-92fbcf53809c.png

本頁是廬山派K230開發板的攝像頭接口引出,其中CSI2攝像頭是我們的默認攝像頭,它在板子上是立式的0.5mm間距的FPC座。剩下兩個都是臥式的0.5mmFPC座。這三個攝像頭均兼容樹莓派5和樹莓派zero的CSI接口。 K230支持兩種組合:

一種三路攝像頭:2lane+2lane+2lane

另一種是兩路攝像頭:2lane + 4 lane( 這個4lane固定是 CSI0+CSI1組合)

K230還支持三路輸入。 從使用場景上, 三個lane是適用于三路攝像頭場景,比如車輛前后攝像檢測+駕駛倉內一路。 我們板子上這三個攝像頭都是2line的,大家后續如果有更大分辨率及更高幀率的攝像頭要求,可以將CSI0和CSI1合成一個4lane線通過外部擴展板組合起來驅動一個高分辨率HDR攝像頭,比如說IMX335 4K HDR, 為了提高可擴展性和可靠性,本開發板在PCB LAYOUT 走線時也將CSI0和CSI1做了等長處理。

2.12 DSI INTERFACE AND TP

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0e0922be-ae36-11ef-93f3-92fbcf53809c.png左上角是屏幕的背光驅動電路,可以簡單把他當成一個恒流源。 LCD_EN可以是一個使能電平,也可以是PWM信號。

使能電平只能控制屏幕的亮滅

使用PWM信號時可以調節屏幕背光的平均亮度,通過改變PWM信號的占空比(就是高電平時間和整個周期時間的比值)

芯片FB腳連接了兩個電阻,FB腳的阻值決定了驅動芯片的最大輸出電流,這里采用兩個0603封裝的電阻主要是為了 方便大家焊接 和 通過兩個電阻組合出不常用的阻值。FB腳通過這部分電阻來檢測通過屏幕背光LED的電流,并將此電流值反饋給驅動芯片。驅動芯片根據反饋電流與設定值進行比較,從而調整輸出,使之維持恒流狀態。這里兩個電阻默認是貼兩個3.6歐姆的,按照他的計算公式I(led)=0.2V/R(cs),這里設定的最大電流是111mA,一般驅動大尺寸(10寸以上)的屏幕就需要設置為100MA以上的驅動電流,這里是為了兼容泰山派,和泰山派共用一款3.1寸屏幕擴展板,我們默認適配的屏幕擴展板上面是自帶一個適配小屏幕的驅動電流的。這樣處理可以讓我們的板子既能驅動大屏幕,也能驅動小屏幕。 同時,我們目前選用的這個31p屏幕接口的MIPI線序,是可以直接接入市面上常見的大屏幕的(小屏幕一般沒有這個接口,需要轉換),也就是說理論上大屏幕不需要額外的擴展板就可以直接接入我們的DSI接口進行驅動,當然還需要軟件適配一下。 左下角是我們開發板的觸摸接口引出,和泰山派的線序和位置都是兼容的,這里的I2C默認貼了兩個4.7KΩ上拉電阻,這樣屏幕或者屏幕擴展板那邊就不需要有上拉電阻了;3V3供電處也有兩個電容來保持供電電壓的穩定;同時,考慮到FPC接口可能會經常插拔,所以這里給四個信號腳都加入了雙向TVS來抑制靜電。 右邊是MIPI-DSI接口,與泰山派的接口線序和位置都保持一致,這個接口的定義也是參考了市面上常見的MIPI大屏,這也體現了我們的對兼容性的追求,盡量讓用戶可以直接使用常見的屏幕,讓用戶在使用過程中可以直接連接市面上常見的MIPI大屏,無需進行額外的適配或修改。不過我們在設計時為了讓我們的板子更精致,第一款配套屏幕是3.1寸的MIPI屏,它只比我們的板子大一點。

2.13 WIFI

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這部分是板子WIFI部分的原理圖,左上角是兩種天線引出方式,既兼容了陶瓷天線,也兼容了IPEX天線座引出。板子默認是使用板載陶瓷天線的,雖然信號會差一點,但是使用更優雅,沒有拖拖拉拉的天線。 如果需要信號更強或者裝了外殼需要把天線引出時就可以將R62的0Ω電阻拆下來焊接到R60上,在RF1上接入高增益的天線就可以正常使用外置天線了。 右下角的L8,C180,C181等不實際貼裝,是為了預留來兼容不同的WIFI模塊,板子上默認貼裝的是RTL8189,同時也兼容AP6212,只需要把缺的物料補焊上就可以了。

2.14 DBG AUDIO KEY LED

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0e0922be-ae36-11ef-93f3-92fbcf53809c.png左上角是板子的電源指示燈和板載RGB燈:電源指示燈只要3V3有電就會亮,可以讓用戶初步判斷供電是否正常;右邊的RGB燈可以由用戶控制,分別接入了三路不同的引腳,可以看到這三路RGB燈的限流電阻阻值都是不同的,這是因為這三種顏色的LED燈正向壓降是不一樣的,為了平衡這三種LED燈的亮度所以用了三種不同的阻值。 中間是板子上的三個按鈕,從上往下分別是

復位按鈕

BOOT0按鈕(在上電前按下可以進行USB燒錄)

用戶按鍵(支持用戶自定義功能)

右邊是兩個串口引出:

當用戶使用Linux+RT-Smart固件時,串口0被小核linux占用,串口3被大核RT-Smart占用;

當用戶使用最新版本的CanVM固件(2024年9月15日之后的固件),他內部是RT-Smart only,小核不占用串口資源,串口0被大核RT-Smart占用,串口3可以正常被用戶調用。

左下角是我們的3.5mm耳機接口引出和板載麥克風。

2.15 TF CARD OR SDNAND

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0e0922be-ae36-11ef-93f3-92fbcf53809c.png這部分是本廬山派開發板存儲運行固件的部分:提供了兩種存儲固件的方式:

默認會貼裝帶自鎖的TF卡座,用戶可以自行選擇容量更大,速度等級更高的TF卡來存儲固件。

另一個是一種貼片TF卡,也叫SD NAND或NAND FLASH,在原理圖中選用的是2G大小的MKDV16GCL-STP。

當然這兩個不能同時使用,畢竟他們用的都是同一條SDIO信號線,同時在PCB LAYOUT 時,貼片TF卡的焊盤在TF卡座下方,這兩者是不能同時使用的。 增加這個貼片TF卡主要是為了提高開發板的穩定性,考慮到TF卡座接口在工作時(比如用戶做小車,無人機等可能會有劇烈震動的場景)容易受到震動影響造成接觸不良,同時增加一個SD NAND的焊盤接口,方便追求高可靠性的用戶使用。

2.16 USB TYPE-A HOST AND BEEP

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左上角是USB HOST的限流控制芯片,這里的電阻設置為11.3KΩ,也就是I(set)=6.8KΩ/11.3KΩ≈600mA,當從USB HOST輸出的電流超過600mA時就會進行保護。 左下角是實際的USB HOST接口了,就是常見的USB2.0母口,和泰山派上用的是一樣的,考慮到可能需要經常插拔,這里也給信號腳添加了雙向TVS保護,來降低靜電直接打壞芯片。 右邊就是我們的板載無源蜂鳴器了,蜂鳴器可以將電信號轉化為聲音信號,可以向用戶提供聲音反饋或者警報信號。蜂鳴器從構造類型上有電磁式和電壓式兩種,從驅動方式上來說有無源(由外部方波驅動)和有源(由內部驅動,外部給電就行)兩種,這里選擇的是無源電磁式貼片蜂鳴器,工作電壓2-4v,頻率4000Hz,這里的頻率是指他在這個頻率下的聲音最響。大家可以用這個蜂鳴器來做人機交互的提示,也可以用不同的PWM來驅動這個蜂鳴器來播放簡單的純音調音樂。 D15在這里的主要作用是保護這個驅動的MOS管,因為蜂鳴器和電機一樣是一個感性元件,也就是說它的電流是不能瞬變的。必須有一個續流二極管提供續流。如果沒有這個續流二極管,停止給蜂鳴器供電的時候在蜂鳴器兩端會有反向感應電動勢,產生高達幾十V的尖峰電壓,很有可能損壞驅動電路。 R89:限流電阻,防止電流太大損壞芯片的PWM輸出引腳。R90就是一個簡單的下拉電阻了。

2.17 SCREW HOLES AND POGO PIN

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那四個螺絲孔是支持M3螺栓的,內徑為3.2mm,和的泰山派,梁山派,天空星等都是兼容的。右邊是我們的大焊盤測試點,間距為2.54mm,既可以直接焊接線材,亦可以直接焊接排針。引出了多種供電和信號,方便大家使用和DIY。 這里引出了USB5V,PIN5V和8V-24V的供電,亦提供了串口3,串口0,串口2(同時也可以復用為IIC2),音頻信號的引出。

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原文標題:搭載勘智K230的AI視覺開發板上市,首批現貨三小時售罄

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