一概述

本产品基于 睿擎 RC3506平台开发，采用工业级、大部分国产化设计。功能要求支持 485、232、串口、USB、TYPEC、以太网、CAN、MIPI、WIFI、SD卡、RTC、EEPROM、温湿度传感器、PWM、硬件看门狗、USB-HUB、SPDIFTX光纤输出、红外接收、315无线接收、I2S音频输出、PDMRX_MIC输入。多媒体处理中心有丰富通信的接口可共选择，人机交互接口、无线等，多集成化的一款设备，适用于智能家居、网关、数据处理中心等场景，也可做开发板学习使用。

板卡整体功能如下：

l 本系统可以采用RTT系统开发。

l 三核 Cortex-A7+单核 Cortex-M0, 主频最高 1.5GHz

l 内存256M DDR3,存储256M NAND FLASH

l 支持 2 × RMII 扩展 2 路百兆以太网

l 支持 1 x MIPI_DSI_TX(2Lane Ouput/1.5Gbps per Lane,1280×1280@60fps)

l 支持1路SAI

l 支持1路PDM_RX

l 支持1路DSM_TX

l 支持1路SPDIF_TX，用于光纤输出

l 支持1路MIC

l 支持2路USB2.0,一路用于TYPEC供电、下载；另一路用于HUB

l 支持1路UART_DEBUG,用于调试日志打印

l 支持1路232,速率高达 250kbit/s

l 支持1路485,速率高达 2.5Mbit/s

l 支持 1 路Micro_SD_Card，用于文件存储

l 支持 1 路 USB_WIFI，用于连接无线网

l 支持 1 路 RTC,用于时钟同步

l 支持 1 路 EEPROM

l 支持 1 路 AHT20,用于采集温湿度

l 支持 1 路 WDT 外置看门狗全局复位

l 支持 2 路 PWM 输出

l 支持 2 路 CAN 通讯

l 支持 1 路 红外 无线接收

l 支持 1 路 315 无线接收

l 板卡兼容+12V 和+5V 供电

l 电源指示灯：1 个；调试指示灯：2 个，网络灯：2 个

l 环境适应参数：工作温度：-40 摄氏度~ +80 摄氏度

l 输入输出有抗静电设计。

二硬件设计

• 整体框图

  

• 电源框图

  

电源电路

SY8113B是一款高效率的500kHz同步降压DC-DC转换器,能够提供3A的输出电流。其输入电压范围为4.5V至18V,集成了主开关和同步开关,具有非常低的导通损耗。采用瞬时PWM架构,实现快速瞬态响应。低输出电压纹波和小型外部电感器和电容器尺寸通过500kHz开关频率实现。内部软启动限制了浪涌电流。

5V电源纹波：50mv

3.3V电源纹波：40mv

232通信电路

采用MAX3232芯片，设备包括两个线驱动器、两个线接收器和一个双电荷泵电路，具有±15-kV ESD保护。该设备符合TIA/EIA-232-F和ITU V.28标准，支持3-V至5.5-V Vcc电源，数据速率高达250 kbit/s。接口做防静电设计。

485通信电路

采用SP485 芯片，用于 RS - 485 和 RS422 通信的低功耗收发器。该集成电路包含一个驱动器和一个接收器。SP485 驱动器的压摆率不受限制，使其传输速率可达 2.5Mbps，接口做防静电设计。

UART DEBUG电路

用于调试打印日志，二极管做电平转换。

USB HUB 电路

CH334是符合USB2.0协议规范的4端口USBHUB控制器芯片，支持高性能的MTT模式。

TYPEC供电下载电路

TYPEC可以提供5V电压供系统使用，同时可以固件下载

双路百兆网电路

参考官方设计，选用YT8512C，低功耗单端口10/100 Mbps以太网PHY，支持MII和RMII接口。

MIPI显示屏接口电路

采用fpc连接器，方便接插，mipi差分线，静电防护设计，带背光控制

Micro_SD卡电路设计

接口带防静电设计，带有无卡检测设计，置于背板方便插卡，用于存储文件等（与wifi共用sdio总线，使用时需电阻跳线处理）

WIFI电路设计

两种选择：

1选用AP6212模块，低-成本和低-功耗模块，具备WiFi和蓝牙功能。高度集成的模块使网页浏览、VoIP、蓝牙耳机等应用成为可能。具有无缝漫游功能和高级安全性，可与无线局域网中不同供应商的802.11b/g/n接入点进行交互。无线模块符合IEEE 802.11 b/g/n标准，在802.11n草案中，单流速度可达72.2Mbps，在IEEE 802.11g中可达54Mbps，在IEEE 802.11b中可达11Mbps以连接到无线局域网。集成模块为WiFi提供SDIO接口，为蓝牙提供UART / I²S / PCM接口。该紧凑型模块是WiFi + BT技术组合的整体解决方案，专为智能手机和便携式设备开发。

2选用RTL8188FTV-VC-CG无线收发芯片，usb接口类型，频率范围2.4GHz~2.4835GHz，数据速率150Mbps。RT

RTC设计电路

选用HYM8563S，I2C实时时钟/日历芯片钟，提供系统时间

EEPROM设计电路

选用CAT24C32，CAT24C32 是一款 32-kb I2C 串行 EEPROM 器件，内部组织为 4096 个词，每个词 8 位。它具有 32 字节页写入缓存，支持标准 (100 kHz)、快速 (400 kHz) 和超快 (1 MHz) I2C 协议。外部地址引脚使其能够在同一个总线上放置最多八个 CAT24C512 器件。

AHT20设计电路

AHT20温湿度传感器嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚SMD封装，传感器输出经过标定的数字信号，标准 I²C 格式。AHT20配有ASIC专用芯片、MEMS半导体电容式湿度传感元件和片上温度传感元件，使其性能大大提升，每一个传感器都经过校准和测试，并印有产品批号。

PWM设计电路

2路pwm输出，增加缓冲器SN74LVC2G17DBVR，增强稳定性。

硬件看门狗设计电路

由于系统上电启动时间很长，不建议使用这个看门狗芯片；想实现硬件看门狗需使用特殊定制芯片，要求：启动时60s内不喂狗看门狗也不触发，过了60s后系统正常运转时几秒内喂狗一次，如果不喂狗就触发（调试时踩过的的坑，看门狗一直拉低reset脚，导致系统不启动）

CAN通信电路设计

符合AEC-Q100标准，支持传统CAN和CAN FD网络，数据速率高达8 Mbps。提供低功耗待机模式和多种保护功能。

315MHz接收电路设计

LR690P是一款抗干扰接收芯片，特别适合电机干扰环境。芯片调制方式为ASK/OOK。芯片内部集成了射频放大器、混频器、中频放大器、频率综合器、自动增益控制、参考振荡器、滤波器、解调器等功能。

红外感应接收电路设计

TSOP34838是用于红外遥控系统的小型化红外接收模块。PIN二极管和前置放大器组装在引线框架上，环氧封装中包含一个红外滤波器。解调后的输出信号可以直接连接到微处理器进行解码。

音频输出电路设计

1采用I2S MS4344解码芯片，24bit、192kHz 双通道 音频数模转换电路，配合NS4150B功放，接扬声器实现音频输出

2采用核心板自带dsm接口，配合NS4150B功放，接扬声器实现音频输出

光纤音频信号输出电路

光纤线采用光信号传输，适合长距离传输。使用SPDIF_OUT接口的一个主要优点是可以避免电磁干扰对音质的影响。在传统的模拟音频信号传输中，声卡内部的电磁干扰可能会导致音质恶化。而通过SPDIF_OUT接口传输数字信号，可以绕过这些干扰，从而提高音质。适用场景：SPDIF_OUT接口适用于需要高质量音频输出的场景，例如家庭影院系统、专业音频设备等。通过连接外置功放和高品质音响设备，可以实现更好的音频体验。总之，SPDIF_OUT接口是一种高效的数字音频输出接口，广泛应用于各种音频设备中，能够提供高质量的音频传输和输出。

数字音频输入电路

MEMS麦克风集成了专用的前置放大ASIC，可从电容式音频传感器提供高灵敏度、高信噪比输出。它采用表面贴装和高温回流组装封装。数据格式为单比特PDM。

模拟音频输入电路

MIC接口是麦克风接口（Microphone Interface）的缩写，用于连接麦克风，将麦克风采集的声音信号转换为电信号，实现音频输入功能。

三软件启动

四使用场景

场景一：智能家居多协议网关 & 环境控制中心

场景概述：

此设备作为智能家居的核心大脑，负责统一连接和管理家中不同通信协议的设备，并基于环境数据进行自动化控制。

核心功能与实现：

1. 多协议设备接入与转换

   • 315MHz无线接收：接收来自传统无线门磁、报警器、遥控开关的信号。

   • 红外接收：学习并控制空调、电视、风扇等红外家电。

   • CAN总线：连接家庭能源管理系统（如智能电表、光伏逆变器）。

   • RS485：接入楼宇对讲系统、智能电表或工业标准的传感器网络。

   • Wi-Fi：作为MQTT客户端，将上述所有设备的数据上传至云端或家庭本地服务器（如Home Assistant），实现跨协议联动。

2. 环境感知与自动调节

   • AHT20温湿度传感器：实时监测客厅/书房环境。

   • PWM输出：驱动风扇或加湿器，实现自动温湿度调节。例如，温度超过28°C时自动开启风扇。

   • I2S音频输出：可连接功放，在特定事件（如门铃响、报警触发）时播放提示音。

3. 系统可靠性与数据记录

   • 硬件看门狗：确保系统7x24小时稳定运行，异常时自动复位。

   • RTC：为所有事件记录提供准确的时间戳。

   • EEPROM：存储设备的自定义配置参数，如红外码库、场景联动逻辑。

   • Micro SD卡：用于存储长时间的历史环境数据和设备操作日志。

场景二：工业现场边缘计算 & 数据采集终端

场景概述：

在工业自动化现场，该设备作为边缘节点，负责采集多种设备数据，进行初步处理和协议转换，并通过有线/无线网络上传至控制中心。

核心功能与实现：

1. 多接口数据采集

   • RS232：连接老式PLC、数控机床或条码扫描器，读取运行状态和数据。

   • RS485：以2.5Mbps高速率接入Modbus RTU网络的传感器（如温度、压力、流量传感器）。

   • 2x CAN总线：连接CANopen或DeviceNet协议的工业设备，如伺服驱动器、I/O模块。

   • PDM_RX_MIC输入：可作为简单的音频监控，用于检测设备异常噪音。

2. 边缘计算与数据处理

   • 三核A7 + M0架构：A7核心运行RTT系统，处理复杂的通信协议栈和逻辑判断；M0核心可专门用于处理实时性要求高的任务，如CAN报文过滤或PWM控制。

   • 本地存储与缓存：通过Micro SD卡或NAND Flash缓存数据，在网络中断时保证数据不丢失。

3. 稳定可靠的通信与显示

   • 双百兆以太网：一路连接工厂内网，另一路可级联下一个采集终端或作为冗余备份。

   • USB-WiFi：作为有线网络的备份，或在布线困难的区域作为主要通信方式。

   • MIPI DSI：可连接一块小尺寸触摸屏，用于现场显示设备状态、报警信息和关键数据，方便工程师调试。

   • 宽温工作（-40°C ~ +80°C）：适应恶劣的工业现场环境。

场景三：多媒体信息发布与交互终端

场景概述：

该设备作为商超、展厅、地铁站的信息发布终端，负责播放高清多媒体内容，并支持多种交互方式。

核心功能与实现：

1. 高清内容播放

   • MIPI DSI：直接驱动高分辨率（1280x1280）的液晶显示屏，用于播放广告、导览信息或公告。

   • I2S音频输出：提供高质量的伴音。

   • SPDIF_TX光纤输出：可连接高端功放或音响系统，提供无损数字音频，适用于对音质要求高的展厅或影院。

2. 丰富的交互与内容更新方式

   • USB-HUB & Type-C：通过U盘或移动硬盘快速更新播放内容。Type-C也可用于一线通显示器，简化连接。

   • Micro SD卡：存储大量的视频、图片素材。

   • 红外接收：通过遥控器进行远程控制，如切换内容、调节音量。

   • 以太网/Wi-Fi：通过网络从中心服务器实时更新播放列表，或远程控制开关机。

3. 系统管理与环境适应

   • 硬件看门狗：确保在无人值守的环境下长期稳定运行，死机自动恢复。

   • AHT20温湿度传感器：监控设备内部环境，在温度过高时通过PWM控制散热风扇，防止硬件损坏。

   • RTC：实现定时开关机、分时段播放不同内容等排程功能。

总结：

这款多媒体智能处理中心板卡凭借其接口的极致丰富性、工业级的可靠性和多核处理能力，完美覆盖了从消费级智能家居到严苛工业环境，再到商业多媒体等多个领域。这三个场景充分展示了其作为“全能型”嵌入式核心板的巨大潜力。

五感谢：

衷心感谢RT-Thread与华秋携手组织本次富有意义的活动，为我们广大开发者提供了宝贵的交流与实践平台。我们深切期望，双方能持续深化合作，定期举办嵌入式主题的开发竞赛与技术交流，共同推动优质国产嵌入式生态的繁荣与发展。

同时，我们也期待RT-Thread未来能推出更多高质量、可持续的创客活动，在现有线上形式基础上，逐步拓展至线下交流，通过与开发者、企业及高校的多元互动，凝聚行业力量，共同探索在“内需牵引、外部挑战并存”的新形势下的发展路径。

我们相信，每一位参与者的认真投入都将有所收获。愿我们今天的每一份努力，都能在未来为构建更美好的数字化生活贡献一份微薄而坚实的力量。

再次感谢RT-Thread、华秋及所有相关组织者的辛勤付出与支持！我们满怀信心，期待本次活动取得圆满成果，也盼望着国产嵌入式技术生态的明天更加精彩！