如何用RK3506核心板自研一款嵌入式工業(yè)網(wǎng)關？

本文內(nèi)容來自微信公眾號【工程師進階筆記】，以工程師的第一視角分析了飛凌嵌入式OK3506J-S開發(fā)板的產(chǎn)品優(yōu)勢，感謝原作者溫老師的專業(yè)分享。

前兩周，有一位老朋友聯(lián)系我，他想找人開發(fā)一款數(shù)據(jù)采集器，用來采集工業(yè)現(xiàn)場的設備數(shù)據(jù)，并且可以根據(jù)不同的業(yè)務場景，通過不同的接口把這些數(shù)據(jù)分發(fā)出去。

我把他提的需求總結(jié)了一下，這款產(chǎn)品方案大概有以下功能接口，妥妥地一款工業(yè)網(wǎng)關，在網(wǎng)上也能找到很多類似的產(chǎn)品方案，為啥他不直接買來用？

再跟朋友深入地聊了一下，他之所以聯(lián)系我，是因為看到我在公眾號介紹過一款由飛凌嵌入式推出的RK3506核心板，認為比較符合需求，再結(jié)合他現(xiàn)在創(chuàng)業(yè)所面臨的業(yè)務情況，所以才找我探討一下自研網(wǎng)關的可能性。

朋友還告訴我，因為近幾年的各種限制，很多客戶不太敢用進口芯片方案，特別是有些國央企，要求整套產(chǎn)品都必須用國產(chǎn)芯片方案。

需求弄清楚后，開干就完事兒！

我打算用RK3506這款芯片來進行開發(fā)，但方案是否可行還不確定，如果馬上就開始設計原理圖和PCB，然后去打板做樣機，風險還是有點大。（容我想想）

于是，我聯(lián)系了飛凌嵌入式，申請了一塊FET3506J-S核心板和OK3506J-S開發(fā)板，打算再深入地預研評估一下所選的芯片方案是否可行。

簡單地描述一下飛凌嵌入式FET3506J-S核心板的參數(shù)：搭載的CPU是瑞芯微RK3506J（3*Cortex-A7+1*Cortex-M0），有256MB+256MB和512MB+8GB這兩種存儲配置可選，DC-5V供電，真工業(yè)級溫寬-40℃~+85℃。

這款核心板的體積做得非常小，手動測量后的尺寸為：長44mm*寬35mm*高2.3mm，加上郵票孔的設計，可以很方便地嵌入到產(chǎn)品設計里面。我順便觀察了一下FET3506J-S核心板的關鍵芯片，都是國內(nèi)的芯片品牌，妥妥地100%全國產(chǎn)。

直接用開發(fā)板去驗證軟件方案可行性，是一種省時省力省成本的高效開發(fā)方式，根據(jù)朋友提出的工業(yè)網(wǎng)關需求，我打算先用飛凌嵌入式的OK3506J-S開發(fā)板去進行軟件方案評估。

第一步，下載資料。其實OK3506J-S的參考手冊不用下載，官方把它的手冊資料都做成了在線文檔了。

飛凌嵌入式OK3506J-S開發(fā)板運行的是Linux6.1.99操作系統(tǒng)，我所關注的系統(tǒng)驅(qū)動程序都已經(jīng)有提供，比如：以太網(wǎng)、串口、LCD控制器、按鍵、LED、TF卡、USB等等。

在開發(fā)產(chǎn)品應用程序的時候，可以充分參考配套資料里面提供的命令行測試例程，這些例程都是通過命令行的方式啟動預置的應用，然后驅(qū)動底板上的硬件來實現(xiàn)常規(guī)的功能。

跟瑞芯微其他高性能處理器相比，RK3506的定位是中低性能工業(yè)級處理器，所以它不支持Android或者OpenHarmony系統(tǒng)，它支持Linux 6.1和Linux RT，可以滿足常規(guī)的工業(yè)應用場景。

硬件設計方面，我比較關注以太網(wǎng)和RS485通信，在配套資料里面提供了雙百兆以太網(wǎng)和隔離型RS485的參考設計，其他硬件也能找到相關的參考設計方案。（照抄就行?。?/p>

配套的硬件資料里面，提供了OK3506J-S的底板原理圖和底板PCB設計文件，可以直接把原理圖庫和PCB封裝庫都導出來，在設計工業(yè)網(wǎng)關的時候就可以直接使用，就不用自己再重新畫封裝庫了。

據(jù)我了解，F(xiàn)ET3506J-S工業(yè)核心板的兩種存儲配置在網(wǎng)上的含稅零售價分別是：256MB+256MB售價￥88，512MB+8GB售價￥128，并且提供10~15年供貨周期，成本和供貨周期均在可控范圍內(nèi)。

整體評估下來，不管是軟件配套還是硬件性能，飛凌嵌入式FET3506J-S核心板是可以完全滿足工業(yè)網(wǎng)關的設計要求的。

接下來，我們就開始在RK3506開發(fā)板上驗證軟件方案，包括裁剪內(nèi)核優(yōu)化系統(tǒng)啟動時間，移植Modbus-RTU/TCP相關庫，移植MQTT，編寫配置文件，編寫業(yè)務應用相關邏輯，等等。

同時也開始安排硬件工程師評估硬件方案，進行原理圖設計，PCB-Layout，在做出第一款工程樣機后，以便再繼續(xù)進行軟件應用驗證和各種可靠性測試。