基于RK3588的云電腦系統設計與實現

云電腦是一種整體服務方案，包括云端資源、傳輸協議和云終端。用開放式云終端通過傳輸協議，把桌面、應用、硬件等資源以按需服務、彈性分配的服務模式提供給用戶。用戶無需考慮構建復雜的IT，就可實現單機多用戶。

與傳統電腦相比，云電腦盒子內部沒有CPU、內存和硬盤等硬件，這些硬件在云端，實現硬件的資源共享，按需分配。本文設計的云電腦系統精致小巧、方便攜帶、部署快捷、操作簡單；連接網絡、鼠標、鍵盤和顯示后，可以訪問個人的桌面、數據和各種應用。

1 整機系統方案

整體系統方案主控采用瑞芯微RK3588，Wi-Fi 采用瑞昱RTL8822CU。系統接通電源后，連接鼠標、鍵盤，通過HDMI 連接到顯示上，即可作為普通電腦使用。云電腦整機系統架構如下：

圖1 云電腦整機系統架構

2 硬件系統設計

硬件系統主控采用瑞芯微RK3588，WIFI 采用瑞昱RTL8822CU。瑞芯微RK3588 是8K 旗艦芯片，采用ARM架構，采用8 nm 先進制程，集成了8 核64 位架構，最大可配32 GB 大內存，支持8K 視頻編解碼，具有高性能，低功耗等特點。瑞昱RTL8822CU 是一款高度集成的雙頻Wi-Fi + 藍牙5.0 2T2R SDIO3.0 模塊。支持802.11n 2.4 GHz 或5 GHz 雙頻段MIMO 和802.11acwave-2 MU-MIMO， 向后兼容IEEE 802.11a/b/g/n/ac標準，提供最大867 Mbit/s 的PHY 數據速率。主機接口符合無線局域網SDIO 1.1/2.0/3.0 標準，時鐘率高達208 MHz，BT 采用HS-UART 接口，包含藍牙V2.1/3.0/4.1/4.2，支持藍牙5.0 系統。

硬件系統主要包括： 電源模塊、時鐘、復位、DDR、EMMC、Wi-Fi 電路、USB 接口、HDMI 接口、網口電路。其中電源模塊、時鐘、復位、DDR、EMMC保證系統正常運行；Wi-Fi 電路保證系統能通過無線網絡聯網，網絡電路保證系統能通過有線網絡聯網；USB 連接鼠標、鍵盤，保證人與云電腦的交互；HDMI 連接顯示屏，實時顯示用戶操作畫面。硬件系統框圖如下。

圖2 硬件系統框圖

RK3588 芯片有兩個PLL 的電源， 分別是PLL_AVDD_1V8 和PLL_AVDD_0V8，為防止干擾PLL 電源被干擾，耦電容設計上必須靠近引腳擺放且單獨LDO 供電。給芯片Logic 和NPU 電源供電的電源芯片LDO 供電能力大于2 A，否則系統會不穩定。24 MHz晶振和內部反饋電路共同構成了系統的時鐘電路，芯片的nPOR 引腳低電平有效，用來實現芯片復位，復位時間大于4 μs 可以保證芯片穩定工作。晶振的XIN、XOUT 信號在PCB 設計時走線全程做包地處理，并保證這些信號有完整的參考地， 晶體電路下方不能電源線或有高速信號穿過，并且不超過兩個過孔，晶振靠近主控放置。DDR 組內的不同信號線之間和組間兩相鄰信號線均要保持“3W” 原則，CLKP、CLKN 差分對線長誤差小于5 mil，DQS、DM 和DATA 的線長誤差小于10 mil，DQSnP、DQSnM 差分對線長誤差小于5 mil。FLASH 保持信號參考平面完整避免信號走線穿越電源分割區域，相鄰信號走線間距保持“3W”原則。

3 云電腦系統信號處理流程

在信號處理流程上，除了支持硬件外設外，云電腦的核心內容主要是要處理云端數據，因此在核心系統方案中，針對云端數據處理流程如下：

圖3 云端數據處理流程

其中圖模式是云電腦圖像變化頻率較低時使用的模式，整個云桌面是一張大的bitmap，每當圖像有變化的時候只把變化區域的數據以RGBA 的格式傳到客戶端，然后客戶端對應更新大圖中發生變化區域的數據。流模式是云桌面內圖像變化頻率較高時使用的模式，這種模式下是把整個桌面圖像用h264 協議編碼后傳到客戶端，然后客戶端用的mediacodec解碼并渲染到表面上。

4 結束語

本文設計一款基于RK3588 的云電腦系統，精致小巧、方便攜帶、部署快捷、操作簡單，具備極為廣闊的市場前景。

（本文來源于《電子產品世界》雜志2023年8月期）