如何区别与选择嵌入式产品中的ARM核心板？

随着半导体行业的高速发展，高端ARM（Cortex-A系列）处理器迎来高速发展期。Cortex-A系列ARM处理器应用时往往需要搭载Android、Ubuntu、OpenWrt等操作系统，涉及BootLoader、内核kernel、文件系统及驱动的开发与调试，因此其开发难度也相应较大。为了加快项目进度、节省成本，集成度高、快发便利的ARM核心板在嵌入式产品中得到越来越广泛的应用。本文笔者将介绍ARM核心板的区分方法及选择依据。

首先是在形态及外观上，最明显的区别就是其连接器的不同。目前常见的核心板连接形式有三类：排针连接器、邮票孔、板对板（也称B2B）。

排针连接器为早期核心板形态，最早可追溯到2002年，2012年之后便退出主流。此类核心板的四周或两边常见有2.54或1.27mm的排针/排母，以插拔的方式与底板对接。优点是连接器成本低，缺点是量产不便、排针与排母不同品牌质量差异大、多次插拔容易出现接触不良、体积大，目前已很少应用。

图1   HD972-CORE 核心板（低成本）

邮票孔连接器形态是在核心板四周延伸半圆敷铜焊盘，以贴片形式与底板连接。优点是最大程度降低连接器成本、焊接牢固抗震性强，缺点是不易拆卸、无法单独维修。目前在市面上还能经常看到邮票孔ARM核心板的身影。

图 2   HD3399-CORE 核心板（极致紧凑）

核心板采用板对板连接器是在2013年之后逐渐出现的形态，至今仍是主流连接形式。它体积小、可贴片、可靠性高，解决了以往其他连接器形式的可靠性、测试、维修、生产等工艺问题。由于是高精密器件且表面镀金，板对板连接器的主要缺点就是成本较高。

图3   HD6ULL-CORE核心板（高性价比）

从处理器性能上讲，ARM核心板也可以大致分为几档。像ARM9、Cortex-A7核心的主要是应用于数据采集、数据网关，可实现图形图像显示，一般不具备3D加速。中端核心板一般是A9、A35处理器架构图，可用于复杂图形图像处理、大数据量运算，具备H.265编解码能力，拥有3D加速能力。A53、A72核心的核心板一般归纳为高端档，在对CPU、GPU乃至NPU运算能力要求高时需要考虑使用此类核心板。当然，以上的分类方法过于粗略，处理器的性能跟芯片的制程工艺、核心数、主频、浮点运算能力等息息相关。在项目开展之前，也建议广大用户先咨询核心板厂家寻求方案或基于评估板（厂商提供的测试套件）对性能进行预估，避免走弯路。

图4   Cortex-A系列ARM处理器图例（来源网络，供参考）

从应用环境上看，主要可以将核心板分为商业级、宽温级、工业级、车规级。其中商业级产品工作温度定义为0~+70℃，工业级定义为-40~+85℃。工作最低温度在-10、-20、-30度左右的被称为宽温级，这是个通俗的叫法，也被称为加强商业级或准工业级。一般来讲，应用到严格的工业场合的一定要选择工业级核心板。室内应用且对成本有要求，可以根据实际情况评测宽温级产品可否满足需求，这将显著降低产品成本。

图5   工业级HD335x-IOT 主板（充电桩充电控制器）

从特殊功能上分，有集成NPU单元的AI核心板，有多千兆网的网络专用核心板，有多显示接口的多媒体核心板等等。如HD1808-CORE核心板集成3.0T算力的NPU单元，非常适合应用在人工智能领域；HD1046-CORE核心板用于2路万兆网、8路千兆网，在网络通信领域应用广泛；HD8M-CORE可同时支持MIPI DSI、HDMI显示接口，支持4K显示输出，可多屏异步显示，是多媒体显示行业的首选。

图 6   HD8M-CORE核心板（公共交通信息发布与导乘系统）

武汉万象奥科有专业的ARM核心板研发、销售团队，为您提供免费的方案及产品技术咨询。公司拥有以华中科技大学博士后为核心的嵌入式专家团队、系统底层软件团队、 EMC工程师团队，目前已完成31个系列（ARM9、MIPS、Cortex-A7/A8/A9、Cortex-A35/A53/A55/A72、DSP、FPGA）数十种高端CPU的技术方案储备，在RTOS、Windows、Linux、Andriod 等系统上有丰富的设计经验。

图7   嵌入式ARM核心板平台积累