基于RK3588的云电脑系统设计与实现

云电脑是一种整体服务方案，包括云端资源、传输协议和云终端。用开放式云终端通过传输协议，把桌面、应用、硬件等资源以按需服务、弹性分配的服务模式提供给用户。用户无需考虑构建复杂的IT，就可实现单机多用户。

与传统电脑相比，云电脑盒子内部没有CPU、内存和硬盘等硬件，这些硬件在云端，实现硬件的资源共享，按需分配。本文设计的云电脑系统精致小巧、方便携带、部署快捷、操作简单；连接网络、鼠标、键盘和显示后，可以访问个人的桌面、数据和各种应用。

1 整机系统方案

整体系统方案主控采用瑞芯微RK3588，Wi-Fi 采用瑞昱RTL8822CU。系统接通电源后，连接鼠标、键盘，通过HDMI 连接到显示上，即可作为普通电脑使用。云电脑整机系统架构如下：

图1 云电脑整机系统架构

2 硬件系统设计

硬件系统主控采用瑞芯微RK3588，WIFI 采用瑞昱RTL8822CU。瑞芯微RK3588 是8K 旗舰芯片，采用ARM架构，采用8 nm 先进制程，集成了8 核64 位架构，最大可配32 GB 大内存，支持8K 视频编解码，具有高性能，低功耗等特点。瑞昱RTL8822CU 是一款高度集成的双频Wi-Fi + 蓝牙5.0 2T2R SDIO3.0 模块。支持802.11n 2.4 GHz 或5 GHz 双频段MIMO 和802.11acwave-2 MU-MIMO， 向后兼容IEEE 802.11a/b/g/n/ac标准，提供最大867 Mbit/s 的PHY 数据速率。主机接口符合无线局域网SDIO 1.1/2.0/3.0 标准，时钟率高达208 MHz，BT 采用HS-UART 接口，包含蓝牙V2.1/3.0/4.1/4.2，支持蓝牙5.0 系统。

硬件系统主要包括： 电源模块、时钟、复位、DDR、EMMC、Wi-Fi 电路、USB 接口、HDMI 接口、网口电路。其中电源模块、时钟、复位、DDR、EMMC保证系统正常运行；Wi-Fi 电路保证系统能通过无线网络联网，网络电路保证系统能通过有线网络联网；USB 连接鼠标、键盘，保证人与云电脑的交互；HDMI 连接显示屏，实时显示用户操作画面。硬件系统框图如下。

图2 硬件系统框图

RK3588 芯片有两个PLL 的电源， 分别是PLL_AVDD_1V8 和PLL_AVDD_0V8，为防止干扰PLL 电源被干扰，耦电容设计上必须靠近引脚摆放且单独LDO 供电。给芯片Logic 和NPU 电源供电的电源芯片LDO 供电能力大于2 A，否则系统会不稳定。24 MHz晶振和内部反馈电路共同构成了系统的时钟电路，芯片的nPOR 引脚低电平有效，用来实现芯片复位，复位时间大于4 μs 可以保证芯片稳定工作。晶振的XIN、XOUT 信号在PCB 设计时走线全程做包地处理，并保证这些信号有完整的参考地， 晶体电路下方不能电源线或有高速信号穿过，并且不超过两个过孔，晶振靠近主控放置。DDR 组内的不同信号线之间和组间两相邻信号线均要保持“3W” 原则，CLKP、CLKN 差分对线长误差小于5 mil，DQS、DM 和DATA 的线长误差小于10 mil，DQSnP、DQSnM 差分对线长误差小于5 mil。FLASH 保持信号参考平面完整避免信号走线穿越电源分割区域，相邻信号走线间距保持“3W”原则。

3 云电脑系统信号处理流程

在信号处理流程上，除了支持硬件外设外，云电脑的核心内容主要是要处理云端数据，因此在核心系统方案中，针对云端数据处理流程如下：

图3 云端数据处理流程

其中图模式是云电脑图像变化频率较低时使用的模式，整个云桌面是一张大的bitmap，每当图像有变化的时候只把变化区域的数据以RGBA 的格式传到客户端，然后客户端对应更新大图中发生变化区域的数据。流模式是云桌面内图像变化频率较高时使用的模式，这种模式下是把整个桌面图像用h264 协议编码后传到客户端，然后客户端用的mediacodec解码并渲染到表面上。

4 结束语

本文设计一款基于RK3588 的云电脑系统，精致小巧、方便携带、部署快捷、操作简单，具备极为广阔的市场前景。

（本文来源于《电子产品世界》杂志2023年8月期）