مدونة الشركة حول لوحة أساسية سوبر برين:تستند إلى روكشيب RK3588S لوحة تطوير نظام محرك الحوسبة الذكية المضمنة

لوحة أساسية سوبر برين:بناء على روك تشيبRK3588Sمجلس تطوير نظام محركات الحوسبة الذكية المدمجة

في عصر اليوم من التكامل العميق بين الذكاء الاصطناعي والروبوتات ، أصبح مستوى الذكاء للأجهزة النهائية عامل تنافسية أساسي.سواء تمكن من التفاعل في الوقت الحقيقي في الروبوتات البشرية أو دعم الحوسبة الحافة في المحطات الصناعية، فإن "العقل" القوي أمر ضروري. تخدم لوحات تطوير الأنظمة المدمجة كجسر محوري بين البحث النظري والتطبيق العملي.تم تطويرها على روكشيبRK3588Sمع قوة الحوسبة العالية و القدرات الوسائط المتعددة و الواجهات الواسعةإنه يضخ حيوية جديدة في قطاع AIoT.

شركة شينزين مينغجيادا الإلكترونية المحدودةيقدم Superbrain Core Board، لوحة تطوير النظام المدمجRK3588Sأدناه مقدمة مفصلة لشريحة المعالج RK3588S الجيل التالي:

الميزات الرئيسية للمؤسسةRK3588Sالشريحة

أساس أداء لوحة سوبر برين الأساسية ينبع من رقاقة روكشيب RK3588S. كالجيل القادم من معالجات روكشيب AIoT الرائدة، فإنها تستخدم عملية 8nm LP المتقدمة،تحقيق توازن استثنائي بين الأداء واستهلاك الطاقةمصممة لسيناريوهات متضمنة متوسطة إلى عالية ، والمعايير والخصائص الأساسية لها هي كما يلي:

- هيكل وحدة المعالجة المركزية: يحتوي على تصميم غير متجانس من 64 بت من ثمانية نواة يتكون من أربعة نواة Cortex-A76 عالية الأداء (حتى 2.4GHz) وأربعة نواة Cortex-A55 ذات كفاءة طاقة عالية..تخطيط بسيط للتعامل بكفاءة مع الحسابات المعقدة مع تقليل استهلاك الطاقة تحت الأحمال الخفيفة. يوفر تحسنًا في الأداء أكثر من أربعة أضعاف مقارنة بالجيل السابق من RK3399 ،إدارة متطلبات تعدد المهام في وقت واحد دون جهد.

- القدرة الحاسوبية للذكاء الاصطناعي: تتضمن وحدة معالجة عصبية (NPU) تقدم ما يصل إلى 6TOPS من قوة الحوسبة، تدعم عمليات الدقة المختلطة بما في ذلك INT4 / INT8 / INT16 / FP16.متوافق مع أطر الذكاء الاصطناعي الرئيسية مثل TensorFlow، MXNet ، PyTorch ، و Caffe ، فإنه يتيح نشر محلي مباشر لخوارزميات الذكاء الاصطناعي بما في ذلك التعرف على الصور ومعالجة الكلام وتتبع الكائنات. هذا يلغي الحاجة إلى رقائق الذكاء الاصطناعي المنفصلة ،خفض تكاليف التطوير والبصمة الأجهزة بشكل كبير.

- قدرات معالجة الوسائط المتعددة: يدمج GPU ARM Mali-G610 MP4 يدعم واجهات الرسومات بما في ذلك OpenGL ES 3.2، افتح CL 2.2و (فولكان 1)2، مع وحدات تسريع رسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد عالية الأداء المدمجة. كما يمتلك قدرات تشفير / فك تشفير فيديو قوية ، تدعم تشفير فيديو يصل إلى 8K @ 60fps (H.265 / VP9 / H.264) وتشفير الفيديو 8K @ 30fps (H.265/H.264) ، إلى جانب AV1 4K @ 60fps فك الترميز. وهذا يلبي المتطلبات الصارمة للمحطات الوسائط المتعددة عالية الوضوح ، ومراقبة الفيديو ، والتطبيقات المماثلة.

- استهلاك طاقة منخفض وتصغير الطاقة: باعتبارها تكرارًا محسّنًا لـ RK3588 ، يتبنى RK3588S حزمة مضغوطة 12 × 12 مم ، أكثر كفاءة في استخدام المساحة من RK3588 17 × 17 مم ،مما يجعلها مثالية للأجهزة المضمنة مع قيود مساحة صارمةفي الوقت نفسه ، تم تعزيز التحكم في استهلاك الطاقة ، مع استهلاك الطاقة النموذجي حوالي 1.6W واستهلاك الطاقة القصوى لا يتجاوز 12W ،مما يجعلها مناسبة لسيناريوهات التشغيل ذات الطاقة المنخفضة الصناعية.

تصميم بنية أجهزة SuperBrain Core Board

يستخدم SuperBrain Core Board تصميم أجهزة مخصصRK3588Sالشريحة ، باستخدام عملية PCB الذهبية الغمرة ذات 10 طبقات لضمان استقرار الإشارة وقدرة مكافحة التداخل. يمكن تخصيص أبعاد اللوحة الأساسية لتكوينات مضغوطة (على سبيل المثال ، 69.6 ملم × 49.4mm أو 89mm × 57mm) بناءً على متطلبات التطبيق. تستخدم Pinouts إما أصابع الذهب SODIMM أو تصاميم رأس 260 دبوسًا ، وتشمل جميع دبوسات وحدة المعالجة المركزية تقريبًا لتسهيل توسيع المطور.بنية الأجهزة تتكون من ثلاثة مكونات رئيسية: الوحدات الأساسية، واجهات التوسع، وإدارة الطاقة:

1تكوين الوحدة الأساسية

تركز الوحدة الأساسية على الحوسبة والتخزين الأساسيين ، وتقدم خيارات تكوين مرنة لتلبية متطلبات التطبيقات المتنوعة:

- ذاكرة (RAM): تدعم 4GB/8GB/16GB LPDDR4/LPDDR4X مع عرض حافلة 64 بت ، وتلبي متطلبات نقل البيانات ذات النطاق الترددي العالي. تمكن من التشغيل السلس للأنظمة المدمجة المعقدة والتطبيقات الكبيرة ،توفير دعم ذاكرة واسع لتنفيذ الخوارزمية متعددة المهام والذكاء الاصطناعي.

- التخزين (فلاش): ذاكرة فلاش eMMC قياسية 16GB ، قابلة للتوسع إلى 32GB / 64GB / 128GB. يتضمن فتحة بطاقة TF محجوزة (دعم SD3.0) و SPI NOR Flash (128Mbit) للتخزين القابل للتوسع بقدرة عالية ،مناسبة لتخزين الفيديو، تسجيل البيانات، والتطبيقات المماثلة.

- التصميم الحراري: نقاط تركيب مروحة التبريد المتكاملة المحجوزة مسبقاً ، جنبا إلى جنب مع تخطيط PCB الحراري ، يقلل بشكل فعال من درجات حرارة تشغيل الشريحة.هذا يضمن التشغيل المستقر في نطاق درجة حرارة العمل من -10 °C إلى 60 °Cمما يجعلها مناسبة للبيئات الصناعية القاسية.

2التميز المزدوج في الصوت والفيديو: قدرات معالجة الوسائط المتعددة الاستثنائية

كلوحة رئيسية محطة مصممة للتفاعل الذكي، اللوحة السوبر دماغ أساسي تظهر براعة استثنائية في معالجة الصوتية والبصرية.يدعم فك تشفير الفيديو 8K @ 60fps وتشفير الفيديو 8K @ 30fps، معالجة بسهولة التنسيقات بما في ذلك H.265، VP9 و AV1، وهذا يسمح بالقيادة المباشرة من شاشات 8K عالية الوضوح فائقة أو تشفير في الوقت الحقيقي لقطات التقطتها كاميرات عالية الوضوح.

تثبت هذه القدرة أهميتها بشكل خاص في سيناريوهات التفاعل المتعدد الوسائط. على سبيل المثال عندما يتم نشرها في روبوتات الخدمة، the Superbrain Core Board simultaneously powers interactive screens displaying virtual avatars while optimising inputs from multiple MIPI cameras via its integrated 48M-pixel ISP (Image Signal Processor). يدعم الخوارزميات بما في ذلك HDR ، والحد من الضوضاء ثلاثية الأبعاد ، وتصحيح العين السمكية ، مما يضمن التعرف الدقيق على الوجه واكتشاف قراءة الشفاه.يحقق إلغاء الصدى (-25dB) والحد من الضوضاء متعددة الوسائط (-10dB)، حتى دعم وظيفة "إيقاظ الوجه". وهذا يمكّن الروبوتات من استهداف مواضيع التفاعل بدقة حتى في البيئات الصاخبة.

3واجهات واسعة: مصممة لتوسيع المحطة

لتلبية متطلبات التطوير المضمنة المتنوعة ، يحتوي Superbrain Core Board على واجهات توسيع شاملة تغطي العرض والاتصالات والاتصال المحيطي.هذا يزيل الحاجة إلى لوحات محول خارجية، لتبسيط سير العمل في مجال التطوير:

- واجهات العرض: تتميز بـ HDMI 2.1 output (دعم 8K@60fps أو 4K@120fps) ، DP 1.4 output (دعم 8K@30fps) ، و MIPI DSI interface (دعم 4K@60fps).تمكين العرض المستقل متعدد الشاشات، مما يسمح بالاتصال بالتزامن مع أجهزة عرض متعددة لعرض عالية الوضوح وسيناريوهات التفاعل متعددة الشاشات.

- واجهات الاتصال: على متن النطاقين 2.4GHz/5GHz WiFi (دعم 802.11a/b/g/n/ac/ax، WiFi 6 اختياري) و Bluetooth 5.0 (دعم BLE).مجهزة بمنفذ Gigabit Ethernet واحد (شريحة Realtek RTL8111H)، يدعم وحدات 4G / 5G القابلة للتوسع (واجهة M.2 أو mPCIe) لتغطية شاملة للشبكات السلكية واللاسلكية والخلوية ،تلبية متطلبات الاتصال في الحوسبة الحافة وحالات التحكم عن بعد.

- واجهات الطرفية: يوفر منفذ USB 3.0 المضيف واحد، منفذ USB 2.0 المضيف واحد، ومصدر واحد من النوع C (دعم مخرج DisplayPort 4-lane و USB 3.0 OTG) ،تمكين الاتصال بالأجهزة الخارجية مثل الفئران، لوحة مفاتيح، محركات أقراص USB، والأقراص الصلبة. - واجهة توسيع GPIO محجوزة ذات 40 نقطة تدعم UART و SPI و I2C و PWM وبروتوكولات أخرى، مما يتيح الاتصال بالأجهزة الاستشعارية والمركبات الوسائطية،شاشات و أجهزة الطرفية الأخرى لإنتاج نماذج أجهزة إنترنت الأشياء.

- واجهات مخصصة: يحتوي على واجهة كاميرات MIPI-CSI واحدة (تدعم دقة تصل إلى 4K) لربط الكاميرات عالية الوضوح لتمكين التقاط الصور.مدخلات MIC، مخرج مكبر الصوت مزدوج القنوات) ، منفذ تصحيح متسلسلي (يمكن الوصول إليه عبر GPIO ذو 40 دبوسًا) ، وزر الاسترداد لتسهيل تصحيح المطورين والتوسع الوظيفي.

4تصميم إدارة الطاقة

يستخدم واجهة من النوع C لتقديم الطاقة، يدعم بروتوكولات PD 2.0/3.0ضمان التشغيل الآمن والموثوق به حتى في ظل ظروف الطاقة المتقلبة أو غير المستقرةيدمج ICs إدارة الطاقة الشاملة لتحقيق التحكم الدقيق في الطاقة لمعالجة المعالجة المركزية، والذاكرة، والأجهزة الطرفية، والوحدات الأخرى،زيادة خفض استهلاك الطاقة وتوسيع فترة تشغيل الجهاز (مناسبة لسيناريوهات الجوال المدمج).

دعم النظام البيئي للبرمجيات

الاستفادة من برنامج روكشيب النضج النظام البيئي،مجلس SuperBrain Core يقدم دعمًا شاملًا للنظام وأدوات تطوير لتخفيض حواجز المطورين وتسريع تنفيذ المشروعالدعم الأساسي للبرمجيات يتضمن:

- دعم نظام التشغيل: متوافق تمامًا مع العديد من أنظمة التشغيل المدمجة الرئيسية ، بما في ذلك Orange Pi OS و Android 12 و Debian 11 و Ubuntu و OpenWRT و OpenHarmony.يمكن للمطورين اختيار الأنظمة بمرونة وفقًا لسيناريوهات التطبيق دون جهود نقل معقدة.

- أدوات التطوير و SDK: يوفرRK3588Sحزمة تطوير SDK للشريحة ، والتي تشمل برامج تشغيل واجهات API ووثائق التطوير وكود عينة. يدعم أدوات التطوير الرئيسية مثل Visual Studio Code و Keil. بالإضافة إلى ذلك,يدعم أدوات التطوير الرسمية لـ Rockchip ، مما يتيح التميز بالنظام ، وإصلاح الأخطاء ، وتحديث البرمجيات الثابتة ، ووظائف أخرى لتبسيط عملية التطوير.

- دعم تطوير الذكاء الاصطناعي والوسائط المتعددة: سلسلة أدوات تطوير خوارزميات الذكاء الاصطناعي تسهل تحويل ونشر نماذج الذكاء الاصطناعي السائدة،تمكين التنفيذ السريع لمهام مثل التعرف على الشكل البشري، التعرف على لوحات الأرقام، والتعرف على النص OCR. مكتبة معالجة الوسائط المتعددة المتكاملة تدعم تشفير / فك تشفير الفيديو 8K إلى جانب معالجة الصور المسبقة وما بعدها،تبسيط تطوير تطبيقات الوسائط المتعددة عالية الوضوح.

- التوافق مع النظام البيئي مفتوح المصدر: متوافق مع مشاريع مفتوحة المصدر لألواح التطوير الرئيسية مثل Raspberry Pi،تمكين إعادة استخدام مباشرة للشفرة المفتوحة المصدر واسعة النطاق وأمثلة التطبيقات لتقليل تكاليف التطويرفي الوقت نفسه يدعم المطورين في تخصيص نواة النظام والسائقين لتلبية متطلبات التطوير الشخصية.

IV. السمات الرئيسية ومزايا مجلس التنمية

بالمقارنة مع لوحات التطوير المدمجة التقليدية، فإن SuperBrain Core BoardRK3588Sمنصة) تقدم المزايا الأساسية التالية من خلال التحسين العميق لرقاقة، والأجهزة، والبرمجيات، مما يجعلها مناسبة لسيناريوهات التطوير المضمنة المتوسطة إلى العالية:

1الموازنة بين الأداء العالي وفعالية التكلفة:RK3588Sالهندسة المعمارية ثمانية النواة للشريحة وقوة الحوسبة الذكية 6TOPS المنافسة المعالجات المدمجة المتوسطة إلى العالية.القضاء على الحاجة إلى رقائق معالجة ذكاء اصطناعي أو فيديو منفصلة وتقليل تكاليف الأجهزة بشكل كبير.

2عامل الشكل المدمج مع القدرة على التوسع العالية: يسمح تصميم PCB المدمج له بالاندماج المرن في الأجهزة المدمجة الصغيرة. مع الاتصال بـ 260 دبوسًا وواجهات التوسع الواسعة ، يحتوي هذا الجهاز على ميزة الوصول إلى أجهزة الوصول إلى أجهزة الوصول إلى أجهزة الوصول إلى أجهزة الوصول إلى أجهزة الوصول.يدعم تقريبا جميع الأجهزة الطرفية الرئيسية وبروتوكولات الاتصال، تلبية متطلبات التنمية الثانوية المتنوعة عبر السيناريوهات.

3مستقر وموثوق للتطبيقات الصناعية: تم تصميمه بتكنولوجيا PCB الذهبية الغمرة ذات 10 طبقات ، وإدارة حرارية شاملة ، ومجموعة واسعة من درجات الحرارة التشغيلية (-10 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية).اختبار الموثوقية الصارم بما في ذلك دورات درجات الحرارة القصوى واختبارات الإجهاد DDR، وضمان ملاءمتها لمناطق التحكم الصناعي القاسية والمعدات الخارجية.

4دعم التطوير في الدورة الكاملة: من مراجع تصميم الأجهزة، حزم تطوير SDK، ونموذج التعليمات البرمجية إلى الدعم التقني لإنتاج بعد الإنتاج،الخدمات الشاملة تمكن المطورين من إكمال التحقق من صحة النموذج الأولي بسرعة، والتنمية الوظيفية، والإنتاج الشامل للمنتجات، وتقصير دورات التطوير.

5قابلية التكيف مع سيناريوهات متعددة: الاستفادة من أداء وحدة المعالجة المركزية القوية و GPU و NPU جنبا إلى جنب مع واجهات واسعة النطاق ، فإنه يستوعب سيناريوهات مضمنة متنوعة من المتوسط إلى الأعلى.هذا يلغي الحاجة إلى إعادة تصميم لوحات التطوير لتطبيقات مختلفة، والحد من تكاليف تكرار المشروع.

V. سيناريوهات تطبيق نموذجية

المجلس الأساسي لـ"سوبر برين" (RK3588Sمنصة) ، مع أدائها العالي وقابليتها للتوسع وموثوقيتها المستقرة ، تجد تطبيقًا واسعًا في سيناريوهات الاندماج المتوسطة إلى العالية. وهي تمتد إلى مجالات متعددة بما في ذلك AIoT ،التحكم الصناعي، وأجهزة الطرف الواسعة. وتشمل التطبيقات النموذجية:

- الحوسبة الحافة: بمثابة عقد الحوسبة الحافة ، تستفيد هذه اللوحات من قوة معالجة NPU وتصميمات منفذ الشبكة المتعددة للتنفيذ في سيناريوهات الأمن الذكي والتفتيش الصناعي.وهي تمكن من استنتاج الذكاء الاصطناعي المحلي ومعالجة البيانات، مما يقلل من عبء نقل السحابة ويزيد من سرعة الاستجابة.

- الأجهزة القادرة على الذكاء الاصطناعي: مخصصة للتعرف على الرؤية من الذكاء الاصطناعي (اكتشاف الشكل البشري، التعرف على الكائنات، التعرف على لوحة الرقم) والتفاعل الصوتي (التعرف على الكلام، الحوار الذكي)يسهل تطوير أنظمة مراقبة الوصول الذكية، محطات الدفع التعرف على الوجه، وعروض التسوق التفاعلية.

- محطات الوسائط المتعددة: تدعم 8K تشفير الفيديو / فك تشفير وإمكانيات العرض متعددة الشاشات، فإنه يدعم الإشارات الرقمية الراقية، الصناديق عالية الجودة، وكشك الخدمة الذاتية،توفير تجارب متعددة الوسائط واضحة وسريعة.

- التحكم الصناعي والإنترنت من الأشياء: يحتوي على واجهات GPIO و الاتصالات الواسعة النطاق ، وهو يعمل كمراقب صناعي أو بوابة AIoT ،ربط أجهزة استشعار ومحركات مختلفة لتمكين التحكم الذكي واكتساب البيانات للمعدات الصناعيةكما أنها تدعم النماذج الأولية السريعة والتكرار لمراقبي المنازل الذكية.

- التعليم والبحوث: التوافق مع العديد من الأنظمة وطبيعة المصدر المفتوح تجعله مناسبًا لدورات التعليم الجامعية للأنظمة المضمنة وتحقق من صحة خوارزمية الذكاء الاصطناعي ،مساعدة الطلاب على إتقان مهارات التطوير المضمن وتطبيق الذكاء الاصطناعي بسرعةكما يوفر للباحثين منصة تطوير عالية الأداء لبحث وتطوير خوارزمية وتكنولوجيا مبتكرة.

- محطات AR / VR ومحطات الألعاب السحابية: تستفيد من قدرات GPU القوية ومخرجات الشاشة ذات الكمون المنخفض ، مما يسهل تطوير أجهزة AR / VR لتعزيز التجارب الغامرة.قدرته على فك تشفير 8K تضمن معالجة سلسة من البث القائم على السحابة لعبة، مما يجعلها مناسبة بشكل جيد لتطبيقات محطة الألعاب السحابية.

الخلاصة

اللوحة الأساسية لـ (سوبر برين) ، بناءً على الرقاقةRK3588Sمنصة، تركز على “أداء عال، قابلية توسيع عالية، موثوقية عالية، وفعالية عالية من حيث التكلفة‬. إنه يدمج مزايا الأجهزة للشريحة مع تصميم لوحة تطوير مخصصة،يكملها نظام بيئي شامل للبرمجيات ودعم التطوير من نهاية إلى نهايةهذا النهج يتغلب على النقاط العصيبة التقليدية لألواح التطوير المضمنة، وهي: "أداء غير كاف" أو "تكلفة مفرطة". سواء بالنسبة للمطورين الذين يقومون بتحقق من صحة النموذج الأولي،الطلاب الذين يقومون بمشاريع تعليمية، أو الشركات التي تحقق الإنتاج الضخم، هذا المجلس التنموي يوفر حلول مرنة وفعالة.

الاستفادة من التحسين المستمرRK3588Sمع دعم روكشيب التقني، تتكيف لوحة سوبر برين كور بمرونة مع متطلبات متضمنة متوسطة إلى عالية في مجالات متعددة بما في ذلك AIoT والتحكم الصناعي والوسائط المتعددة.وهو يوفر أساسا صلبا للأجهزة والبرمجيات لتطبيقات التكنولوجيا المضمنة المبتكرة، تمكين المطورين من تحقيق تنفيذ المشروع بسرعة ودفع الترقية الذكية للصناعة المضمنة.