Rockchip RK3399 - NanoPC-T4开发板介绍

最近从网上买了一块NanoPC-T4开发板,主控芯片是Rockchip RK3399,这块板子也是友善之家的,并且官方有很详细的文档,NanoPC-T4/zh。

这篇博客主要是对这块板子进行一个介绍,大部分内容也都来自官方手册,由于官方手册是实时更新的,因此,更详细的内容介绍请移步官网。

一、介绍

  • NanoPC-TC号称是世界上最小的全功能接口RK3399一体化主板,而且是一款完全开源的高性能计算平台。这款板子尺寸有100x64mm,标配4GB LPDDR3内存和16GB闪存, 板载2.4G & 5G双频WiFi模组, 带有标准完整的M.2 PCIe接口, 可直接安装使用NVME SSD高速固态硬盘。NanoPC-T4支持运行Android 7.1和Lubuntu Desktop两种系统,它们均带有GPU和VPU加速处理。
  • NanoPC-T4还带有MIPI-CSI双摄像头接口,MIPI-DSI和eDP双显示接口,HDMI 2.0视频输出口,并具备Type-C/DP,USB 3.0, USB2.0,MicroSD, 千兆以太网口,3.5mm音频输出口,红外接收等常见标准接口,以及AD输入,调试串口,40Pin树莓派兼容扩展口。
  • RK3399内置新一代高端图像处理器Mali-T860, 具有超强的3D处理和超高清H.265/H2.64视频解析能力,并可支持双路摄像头同时输入,双ISP像素处理能力高达800MPix/s。NanoPC-T4非常适合广告机,游戏主机,视频会议,智能监控,集群计算,虚拟现实,机器视觉和计算机视觉等方面的应用,并且是人工智能和深度学习平台的绝佳选择。
1.1 硬件特性
1.1.1 RK3399

Rockchip RK3399 - NanoPC-T4开发板介绍_第1张图片

主控芯片: Rockchip RK3399:

(1) CPU

big.LITTLE大小核架构,双Cortex-A72大核(up to 2.0GHz) + 四Cortex-A53小核结构(up to 1.5GHz);

L1缓存:

  • 48KB Icache and 32KB Dcache for each A72;
  • 32KB Icache and 32KB Dcache for each A53;

L2缓存:

  • 1024KB for big cluster;
  • 512KB for little cluster;

(2) GPU

Mali-T864 GPU,支持OpenGL ES1.1/2.0/3.0/3.1, OpenCL, DX11, 支持AFBC(帧缓冲压缩);

(3) Display

  • Dual VOP: one supports 4096x2160 with AFBC supported;The other supports 2560x1600;
  • Dual channel MIPI-DSI (4 lanes per channel);
  • eDP 1.3 (4 lanes with 10.8Gbps) to support display, with PSR;
  • HDMI 2.0 for 4K 60Hz with HDCP 1.4/2.2;
  • DisplayPort 1.2 (4 lanes, up to 4K 60Hz);
  • Supports Rec.2020 and conversion to Rec.709;

(4) 内部SRAM

  • 192KB total;
  • 4KB used by bootrom when bootup;

(5) 内存

双通道64位DRAM控制器;

支持DDR3/DDR3L,LPDDR3、LPDDR4;

(5) Connectivity

  • PCIe 2.1 (4 full-duplex lanes with 20Gbps);
  • Embedded low power MCU for other application;
  • 8 channels I2S supports 8 channels RX or 8 channels TX;

(6) Camera

Dual mipi CSI,dual ISP,Maximum input resolution of 13M pixels。

1.1.2 板载外设

电源管理单元::RK808-D PMIC, 搭配独立DC/DC, 支持动态调压, 软件关机, 按键开机, RTC唤醒, 睡眠唤醒等功能;

内存: 双通道4GB LPDDR3-1866;

Flash: 16GB eMMC 5.1 Flash,型号为KLMAG2WEMB-B031;

有线网络: 原生千兆以太网,板载以太网PHY芯片型号为RTL8211E-VB-CG,是Realtek瑞昱推出的一款高集成的网络接收PHY芯片,它符合10Base-T,100Base-TX和1000Base-T IEEE802.3标准,该芯片在网络通信中属于物理层,用于MAC与PHY之间的数据通信;

Wi-Fi/蓝牙: 802.11a/b/g/n/ac, Bluetooth 4.1 双频Wi-Fi蓝牙模块, 2x2 MIMO, 双天线;

视频输入: 1个或2个4线MIPI-CSI, 双ISP像素处理能力高达13MPix/s,支持双路摄像头数据同时输入;

视频输出:

  • HDMI: HDMI 2.0a, 支持4K@60Hz显示,支持HDCP 1.4/2.2;
  • DP on Type-C: DisplayPort 1.2 Alt Mode on USB Type-C;
  • LCD Interface: 一个eDP 1.3(4 线,10.8Gbps), 一个或2个4线MIPI-DSI;

Audio Out: 3.5mm 双通道耳机接口, 或者通过HDMI输出;

Audio In: 2Pin 2.54mm麦克风接口;

USB 2.0: 2个独立的原生USB 2.0 Host A型接口;

USB 3.0: 1个原生USB 3.0 Host A型接口;

USB Type-C: 支持USB3.0 Type-C 和 DisplayPort 1.2 Alt Mode on USB Type-C;

PCIe: 一个 M.2 M-Key PCIe x4 接口, 兼容PCIe 2.1, 双操作模式, 带有M.2 2280模块M3固定螺柱;

microSD Slot x 1;

40Pin GPIO 扩展接口:

2 X 3V/1.8V I2C, up to 1 x 3V UART, 1 X 3V SPI, 1 x SPDIF_TX, up to 8 x 3V GPIOs;

1 x 1.8V I2S, 3 x 1.8V GPIOs;

ADC: 提供3路 1.8V ADC 输入, 5 Pin 2.54mm 排针接口;

调试串口: 4 Pin 2.54mm 调试串口, 3V电平, 波特率为1500000;

按键: 电源按键, 复位按键, MASKROM按键(BOOT), 系统还原按键;

LED: 1 x power LED and 1 x GPIO Controled LED;

红外接收器: 板载红外接收器, 接受的载波频率为38KHz;

RTC电池座子: 2 Pin 1.27/1.25mm RTC备份电池接口;

散热片和风扇: 2个2.5mm焊接螺柱, 专门用于固定散热片; 3 Pin 12V 支持PWM调节的风扇接口;

供电电源: DC 12V/2A;

PCB: Ten Layer, 100 mm x 64 mm;

环境工作温度: -20℃ to 70℃;

1.2 接口布局和尺寸

下面是我购买的NanoPC-TC开发板的正反面外形,从PCB上我们可以看到这个板子上的电气元件的密度是非常大的:

Rockchip RK3399 - NanoPC-T4开发板介绍_第2张图片

下面我们来介绍各个模块的引脚,关于各个引脚的型号作用,我们在学习到各个模块的时候再进行深入研究。

1.2.1 40 Pin GPIO引脚定义
Pin# Assignment Pin# Assignment
1 VCC3V3_SYS 2 VCC5V0_SYS
3 I2C2_SDA(3V) 4 VCC5V0_SYS
5 I2C2_SCL(3V) 6 GND
7 GPIO1_A0(3V) 8 GPIO4_C1/I2C3_SCL(3V)
9 GND 10 GPIO4_C0/I2C3_SDA(3V)
11 GPIO1_A1(3V) 12 GPIO1_C2(3V)
13 GPIO1_A3(3V) 14 GND
15 GPIO1_A4(3V) 16 GPIO1_C6(3V)
17 VCC3V3_SYS 18 GPIO1_C7(3V)
19 SPI1_TXD/UART4_TX(3V) 20 GND
21 SPI1_RXD/UART4_RX(3V) 22 GPIO1_D0(3V)
23 SPI1_CLK(3V) 24 SPI1_CSn0(3V)
25 GND 26 GPIO4_C5/SPDIF_TX(3V)
27 I2C2_SDA(1.8V) 28 I2C2_SCL(1.8V)
29 I2S1_LRCK_RX(1.8V) 30 GND
31 I2S1_LRCK_TX(1.8V) 32 I2S_CLK(1.8V)
33 I2S1_SCLK(1.8V) 34 GND
35 I2S1_SDI0(1.8V) 36 I2S1_SDO0(1.8V)
37 GPIO3_D4(1.8V) 38 GPIO3_D5(1.8V)
39 GND 40 GPIO3_D6(1.8V)
1.2.2 eDP引脚定义

eDP(Embedded DisplayPort) 它是一种基于DisplayPort架构和协议的一种内部数字接口。可以用较简单的连接器以及较少的引脚来传递高分辨率信号,且能够实现多数据同时传输,故传输速率远高于LVDS。适用于平板电脑、笔记本、一体机、未来新型大屏幕高分 辨率手机。

以分辨率为1920x1200、24bit彩色的液晶显示屏为例,如采用LVDS接口,则数据传输线需20对;若采用EDP接口,则只需要4对线。由此可见,eDP接口的优势相当明显,特别是在高清屏中。近年来,为了提高面板及处理器间的数据传输速度,在工控机及工业平板电脑中已大量采用eDP接口,eDP接口正迅速成为主流接口。

连接器型号: I-PEX-20455-030E:

Pin# Assignment Description
1 GND Signal ground
2 EDP_TX3N eDP data lane 3 negative output
3 EDP_TX3P eDP data lane 3 positive output
4 GND Signal ground
5 EDP_TX2N eDP data lane 2 negative output
6 EDP_TX2P eDP data lane 2 positive output
7 GND Signal ground
8 EDP_TX1N eDP data lane 1 negative output
9 EDP_TX1P eDP data lane 1 positive output
10 GND Signal ground
11 EDP_TX0N eDP data lane 0 negative output
12 EDP_TX0P eDP data lane 0 positive output

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