RK3576硬件设计全套讲解笔记1-整体硬件系统原理图详解

本文章主要根据RK3576相关的硬件设计培训教程写的笔记，可以全面指导RK3576的硬件开发，如有错误请多多指教！

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1、RK3576系统概述

系统采用 RK3576 的芯片，RK806S-5 电源管理芯片，加上外围 BUCK 和 LDO 的供电方案；系统架构如下图：

核心芯片: 采⽤RK3576芯片和RK806S-5电源管理芯片；
供电方案: DC 12V适配器供电接口；
TYPEC：一路TYPEC接口，兼容系统固件升级通道以及DP1.4输出接口；
USB Host：一路USB3.2 Genlx1 Host standard-A接口；
HDM2.1TX：一路HDMI2.1 TX standard-A接口，单路最大可支持4K@120Hz输出；
Ethernet：两路RJ45接口 10/100/1000M以太网接口；
PCIe2.1 Slot：一路标准的PCIex4 金手指接口;支持RC功能，用于扩展PCIe 设备(Option withUSB3.0 Host)；
MIPI DCPHY CSIRX：一路4Lane DPHY或者一路3TriosMIPI CPHY信号输入，可通过配套EVB的IMX415单目小板实现拍照摄像功能；
MIPI DPHY CSIRX：两路4Lane DPHY信号输入，均支持可拆分成2x2Lane，可通过配套EVB的IMX415单目小板实现拍照摄像功能；
MIPI DPHY DSI TX：一路4Lane MIPI信号输出，通过FPC线连接EVB配套MIPI屏；
SD Flash：支持Micro SD Card3.0；
IR：支持红外接口；
Gyroscope+G-sensor：支持3轴陀螺仪和3轴加速度计；
JTAG：支持系统JTAG调试接口(Option with SD Card)；
CAN：支持一路CAN接口；
UART Debug：用户调试查看LOG信息，采用TYPEC座子；
SystemKey：包含RESET、MASKROM、POWER、Volume+/RECOVERY、Volume-、MENU、ESC按键；
Audio interface：搭配板载Codec，可以实现1个耳机+2个喇叭+1个模拟MlC，此外，配有阵列MIC扩展座子，可以实现外扩8MIC方案；
PCIe WI-FI： WI-FI模组型号为AP6275P，支持2T2R WIFI6&BT5.2，外置SMA天线，支持上网功能。

2、RK3576原理图设计

2.1、电源系统设计

电源适配器输入12V/3A电源，通过前端降压变换器(buck)电源后，得到两路电源：

系统电源VCC5V0_SYS，提供给PMIC电源管理芯片，供RK3576芯片使用
系统电源VCC5V0_DEVICE，供给外围设备使用，比如：MIPI、CAN、

原理图如下：

2.2、RK3576核心板设计

RK3576最小系统包括：复位电路、晶振、内存DDR、存储EMMC/FLASH、RTC电路。系统架构如图：

2.2.1、晶振复位电路

采用24M晶振系统。

2.2.2、存储系统

RK3576有三种存储：

UFS：开发板上存储类型为UFS，默认使用的容量128GB
DDR：开发板DDR采用一片8GB LPDDR4x
eMMC：开发板预留eMMC器件位置

2.2.3、RTC电路

RTC电路采用HYM8563TS芯片，可由开发板或者自带纽扣电池（默认不带，需要自行购买CR1220-3V纽扣电池）供电，保证在板子断电情况下也能继续提供准确的时间，通过I2C信号与主控通信。

2.3、TYPE-C接口

支持一路USB3.0 Host接口；接口为标准的A口，方便开发者接入USB3.0U盘以及其他USB3.0设备。开发板默认配置为USB3.0 Host功能，但是与PCle座子共用信号，如果需要使用USB3.0 Host功能的话需要将拨码开关打到off端。

功能支持:

USB2_OTGO固件下载
USB3.0固件升级模式
DP1.4输出功能

PCB设计要求:

ESD器件优先靠近接放置
⾛线阻抗控制90Ω±10%
差分对内等⻓误差<6mil
与其他信号间距≥4倍线宽

2.4、MIPI接口

MIPI DCPHY CSI RX输入接口采用间距0.8mm的立式80pin插座，支持单路MIPI DCPHY CSIRX接口输入。可以支持单路4Lane DPHY模组输入或者两路3TriosCPHY模组输入。MIPI DPHY/CPHY最大分别支持4.5Gbps/Lane和5.7Gbps/Trio。可以支持两路4Lane MIPIDPHY模组输入或者四路2Lane MIPI DPHY信号输入。MIPIDPHY最大支持2.5Gbps/Lane。与MIPI DCPHY一起可以组成最大5路模组输入。

MIPI DSI：显示屏输出接口，支持高清视频输出。
MIPI CSI：摄像头接口，用于图像数据传输。
布局要求：静电器件优先摆放，偶合电容靠近接口摆放。
阻抗控制：差分线对控制90欧姆阻抗。

2.5、HDMI接口

支持一路HDMI标准A输出接口，最大支持HDMI2.1，最大可支持4K120视频输出。

2.6、WI-FI/BT接口

WI-FI+BT模组采用正基AP6275P(如图序号1），特性如下:

1、支持2x2WI-FI6(2.4G and 5G，802.11 a/b/g/n/ac/ax)、BT5.0功能，外置2个SMA接口天线（如图序号2，序号3）。

2、BT数据采用UART通信方式，BT语音连接主控SAI接口，WIFI数据采用PCIe数据总线。

3、RK3576EVB1默认配备两根2.4GHz/5GHz双模天线。SDIO/PCIe WI-FI EXT 接口，开发板支持WI-FI小板扩展，方便客户调试项目需求的WI-FI芯片以及模组。

2.7、以太网口接口

1、开发板支持两个R.J45接口，可提供双千兆以太网连接。采用RK3576内部集成的千兆以太网MAC,与外部 PHY芯片相连接，PHY型号为RTL8211F-CG，兼容IEEE802.3标准，支持全双工和半双工，支持交叉检测和自适应。支持10/100/1000M数据速率。

2、接口采用带隔离变压器和指示灯的RJ45接口组合。

2.8、音频接口

开发板支持两个Speaker接口，1个Earphone 接口，一个MIC接口。可支持基本的网络视频通话功能。AUDIO MicArray接口---开发板支持MicArray音频小板扩展，支持客户定制Audio小板扩展。

2.9、PCIe接口

开发板上使用标准PCIe连接座，可外接 PCIe板卡进行通信。工作模式: Root Complex(RC)。链路支持PCIe2.1 1 lane数据接口。PCIe时钟是由主控提供，预留外挂时钟芯片RS2CG5705BLE位置。注:PCIe功能默认没接，拨码开关拨到ON位置，打开PCIe 功能

2.10、相机sensor

开发板配套一个IMX415模组，最大可支持到800W像素。

支持自动白平衡、3D降噪、HDR

支持RAW10/RAW12数据输出

集成IRCUT切换电路，可控制Sensor模组日夜模式

3、RK3576的PCB布局说明

3.1、核心设计思维

3.1.1、模块化设计

依托集成芯片 / 模块组合 + 微调实现功能，无需搭建大量基础电路，提升设计效率。

3.1.2、预布局先行

先通过原理图抓取模块、分析信号流向，绘制 40mil 宽辅助线，评估模块位置与占用范围，验证布局合理性后再细化。

3.1.3、原理图 - PCB 交互

仅抓取器件集合定位，避免连带网络或焊盘，聚焦信号互联关系。

3.2、通用布局原则

3.2.1、前置准备

先阅读设计文档，确认板框、特殊模块布局约束。

3.2.2、格点设置

采用 25mil 格点，按 "先大后小、归中对齐" 原则实现器件等间距规整排列。

3.2.3、电源规划

预留宽松电源走线通道，梳理电源树（输入→转换→负载），避免迂回走线。

3.2.4、热管理

热敏元件（电解电容、晶振）远离高热器件，优先布局在上风口；发热器件（DC-DC、功率 MOSFET）置于下风口，预留 3-5mm 散热空间。

3.2.5、信号隔离：

高低压信号：高压区域全层挖空，按规范保证爬电间距；

模数信号：分割宽度≥20mil，采用 "一" 字型或 "L" 型布局；

高低频信号：隔离距离≥3mm，禁止交叉布局。

3.2.6、关键器件布局

晶振、时钟驱动远离板边（≥10mm）和接口电路，靠近芯片同层放置，预留包地空间，不打孔。

3.2.7、一致性要求

相同结构电路采用对称式布局，复用模块确保信号一致性。

3.3、可制造性 / 装配 / 维修要求

3.3.1、极性器件

方向统一（最多不超过 2 种），避免装配失误。

3.3.2、压接连接器：

弯型：同面压接件周边 3mm 禁布高器件、1.5mm 禁布焊接件，背面 2.5mm 内无元器件；

直型：周边 1mm 禁布元器件，背面需护套时同此要求，无护套则 2.5mm 内无元器件。

3.3.3、常规接插件

同层器件间距≥1.5mm，背面≥3mm；板边连接器 3mm 内尽量不布置 SMD 器件。

3.3.4、BGA 器件：

同面器件间距≥3mm（空间拥挤时），优先≥5mm；

电源滤波电容背面布局，靠近电源管脚且不遮挡焊盘；

背面布局 BGA 时，正面投影 8mm 内无其他 BGA。

3.3.5、器件分层

大器件和芯片统一放 TOP 层，背面仅布置 0805/0603/0402 规格阻容件；小器件周围预留≥3mm 操作空间，高器件沿风阻最小方向布局，避免遮挡风道。

3.3.6、工艺辅助：

板边 5mm 内有贴片器件时，添加工艺辅助边（单板 5mm，拼板≥8mm）；

确保 Mark 点数量充足，距离板边≥5mm。

3.3.7、兼顾美观

通过对齐、对称、等间距设计，保证板面规整实用。