K3 系列硬件使用指南(K3 Pico-ITX)

K3 Pico-ITX 用户使用指南【开发中】

1. 产品简介

K3 Pico-ITX 为 60TOPS 算力的单板计算机,采用 8 计算核和 8 智算核统一内存架构,板载 UFS 高速硬盘和万兆网络光通讯接口,充分释放算力性能,提高科学计算、人工智能等应用处理效率。

K3 Pico-ITX 为 2.5" Pico-ITX plus 尺寸,满足各行业紧凑型场景应用。单板支持双 M.2 扩展槽位,具备实时运动控制和系统管理接口。凭借其丰富的接口扩展性与工业架构式设计,可支持行业解决方案提供商开展快速评估与系统集成工作,推动产品商业化落地进程。

2. 硬件描述

2.1 资源概览

备注:主板外观可能因为硬件版本不同而有细微的差别。

2.2 指示灯和按键

指示灯 状态说明
状态指示灯STAT 绿色常亮:单板计算机启动
按键 使用说明
电源按键 PWR - 关机(Shutdown)状态按下 1s 后松开:开机启动
- 待机(Standby)状态按下 1s 后松开:唤醒系统
- 开机(Normal)状态按下 3s:强制下电关机
复位按键 RST - 短按:电源复位,系统强制重启
固件烧录 FDL - 按住:插入电源或电源复位,进入烧录模式

2.3 接口说明

2.3.1 电源接口

  • 类型:USB Type-C、ATX-2Pin(默认优先 ATX 供电)
  • 支持 USB-PD3.0 协议供电,最大支持 20V/5A
  • 支持 ATX 接口直接供电,最大支持 12V/6A
  • 进入烧录模式时,接口同时接受电源和 USB device,通过 USB Type-C 与上位机连接,可被扫描和识别到设备,支持烧录升级操作。

2.3.2 烧录接口


进入烧录模式时,接口仅可作为 USB device 进行数据传输,不可向板内供电,通过 USB Type-C 与上位机连接,可被扫描和识别到设备,支持烧录升级操作。

注意:烧录 Type-C 口不可向板内供电,烧录时需通过其他供电口保持供电;烧录时,USB线缆须为数据通讯线缆,仅支持充电USB线缆无法烧录。

2.3.3 全功能 TYPE-C 接口

  • 类型:TYPE-C 连接器
  • 最大支持 PD3.0 调压
  • 支持连接 DP 显示器
  • 支持连接 USB3.0 外设

2.3.4 高速扩展接口 M.2-M key & M.2-B key

  • 类型:4.2mm 高度 M.2 连接器
  • M.2-M key
    • 支持NVMe协议,尺寸为2280
    • PCIe3.0 x2/x4 带宽
  • M.2-B key

注意

  1. 当M.2-B key插入PCIe SSD时,M.2-M key带宽为PCIe3.0 x2;当M.2-B key未插入SSD时,M.2-M key带宽为PCIe3.0 x4。
  2. M.2-B key 作为存储扩展接口时仅支持 PCIe SSD,不支持 SATA SSD。
  3. 不可热插拔,移除或安装请在下电状态下进行。

2.3.5 显示接口 eDP

  • 类型:eDP CONN
  • 可外接 eDP 显示屏,分辨率最高支持 2.5K@90Hz,不支持热插拔。

2.3.6 显示接口 DP

  • 类型:USB Type-C;
  • 可外接DP显示屏,分辨率最高支持 4K@60Hz,支持热插拔。
  • 显示接口仅连接DP屏幕时,DP屏幕为主显示屏;
  • 当DP屏与eDP屏同时连接时,默认主屏幕为eDP,DP为副屏扩展;如需将DP设置为主屏,可在操作系统内修改;

2.3.7 音频接口 AUDIO

  • 类型:1.25mm 带扣线对板接口
  • 板上预留音频输出接口,可通过转接线连接到前面板插入 3.5mm 耳机

2.3.8 有线以太网接口 1G ETH

  • 类型:RJ45,带黄绿指示灯;
  • 支持1000M/100M速率,自适应切换;
  • 网口绿色LED为LINK SPEED指示灯,指示链接情况和链接速率:
    1)LINK SPEED绿色常亮,链路建立且为最高速率状态;
    2)LINK SPEED熄灭,链路建立但处于非最高速率状态;
    3)链路未建立时,LINK SPEED不点亮,保持熄灭状态;
  • 网口黄色LED为ACTIVE指示灯,指示链路活跃状态:
    1)ACT灯熄灭,链路无数据传输;
    2)ACT灯黄色闪烁,链路有数据传输,处于活跃状态,越活跃闪烁频次越快;
    3)链路未建立时,ACT不点亮,保持熄灭状态;

2.3.9 有线光纤接口 10G ETH

2.3.10 通用串行总线接口 USB2.0

  • 类型:USB Type-A;
  • 即插即用,支持USB2.0 host;
  • 满足多个 USB 设备,如同时接入键盘、鼠标等。

2.3.11 FPC 扩展接口

  • 类型:0.5mm 间距,26P + 36P FPC 线对板接口
  • 包含资源:
    • CAN ×5
    • UART ×2
    • GMAC ×1
    • PWM ×2
    • I2C ×1
    • SPI ×1
  • 可直接连接扩展板使用

2.4 产品规格

项目 规格
处理器 SpacemiT K3,8核,2.4GHz,60TOPS通用AI算力,符合RVA23标准,支持IME扩展和完整虚拟化
显示 - DP Type-C接口,最高支持4K 3840×2160分辨率,60Hz刷新率
- 40PIN EDP接口,最高支持2.5K 2560×1600分辨率,90Hz刷新率
内存 双通道2×32bit LPDDR5,6400MT/s速率,可选16GB/32GB容量
本地存储 UFS2.2,可选128GB/256GB容量
存储扩展 M.2 M-Key连接器,可装配2280尺寸NVMe SSD,PCIe GEN3 X4信号链路
高速扩展 M.2 B-Key连接器,可装配2242/3042尺寸扩展卡,PCIe GEN3 X2及USB信号
实时扩展 FPC连接器,支持EtherCAT、5路CAN-FD、SPI、I2C和UART等实时信号扩展
无线通讯 板载PCIe WiFi6+BT5.2模组,符合802.11a/b/g/n/ac/ax标准,双天线双频率
有线网络 支持一路以太网,RJ45接口,1000M/100M自适应速率
光纤网络 支持万兆以太网,SFP+接口,支持10G BASE-R和10G BASE-X,支持QinQ、MSI-X、WOL等网络特性
音频接口 板载CODEC电路,支持音频输入输出板内接口
USB接口 - 2路USB3.2 Gen1 Type-C接口(其中一路为全功能,一路为OTG)
- 4路USB2.0 Type-A Host接口
调试接口 支持UART和JTAG接口,附带3个侧边按键,用于开关机、复位和固件烧写升级
管理系统 板载EC管理系统,支持电源管理、智能散热策略和系统状态管理,板内支持I2C/UART/GPIO扩展接口
外观形态 100mm × 86mm,单板计算机Pico-ITX plus尺寸,约为2.5寸硬盘大小
操作系统 预装Bianbu 3.0,支持Ubuntu 26.04、OpenHarmony 6.0、OpenKylin、Deepin、Fedora等操作系统
电源输入 支持双Type-C USB-PD协议,额定输入65W功率;板上ATX 2PIN电源输入端支持12V@7A供电
可靠性 - 单板形态外设接口ESD防护:接触±4kV,空气±8kV
- 整机形态ESD防护:接触±6kV,空气±12kV
- 满足CCC、CE、FCC等电磁兼容认证标准
- 可选消费级:-20°C ~ 70°C 或 工业级:-40°C ~ 85°C
时钟 板载RTC时钟电源接口,支持安装电池,满足G3状态供电
结构 - 可选配单板或带风冷风扇的散热器套装
- 可选配单板或自研全金属工业机箱
- 可选配实时扩展板、触摸屏或工业接线端子等多种配置

2.5 逻辑框图

3. 安装操作系统

3.1 方式1: Type-C 数据线烧录

场景一:设备未上电(处于关机状态)

  1. 按住 固件烧录 FDL 按键 不松开
  2. 插上 Type-C 数据线,与上位机电脑连接,并供电给设备开机
  3. 松开 固件烧录 FDL 按键
  4. 使用进迭时空官方刷机工具 Titanfastboot 命令即可进行操作

场景二:设备已开机(Type-C 供电中)

  1. 按住 固件烧录 FDL 按键 不松开
  2. 短按 复位按键 RST 按键
  3. 松开 固件烧录 FDL 按键
  4. 使用进迭时空官方刷机工具 Titanfastboot 命令即可进行操作

备注:刷机工具手册请访问 刷机工具使用手册

3.2 串口调试

3.2.1 接口连接

上位机通过 USB 转 TTL 设备连接 K3 Pico-ITX 主板接口的 Tx、Rx、GND。Tx、Rx是指K3的发送和接收。接口信号如图:

3.2.2 Windows 系统调试(以 MobaXterm 为例)

  1. 正确连接硬件串口,确认设备管理器中出现 COM 口,如下图
  2. 打开 “MobaXterm” 软件, 选择 Sessions → New Session, 在弹出的对话框中,选择 Serial。在 Basic Serial setting 里,Serial port 选择上图中识别到的对应 COM 口,Speed 速率选择 115200
  3. 点击 OK,进入串口打印界面

4. 快速上手

K3 Pico-ITX 是单板计算机形态产品,您需要连接必要的外设来使用它:

  • 一个电源
  • 一台显示器
  • 一个键盘
  • 一个鼠标

提前连接您所需要的外设,接通电源后即可开机使用。

注意: 亦可选用具备供电能力的显示器,通过 DP 线缆实现单板计算机与显示器的直连。

5. 注意事项

K3 Pico-ITX 适用于家居、办公室或工业环境,开始操作前,请先阅读以下注意事项:

1)任何情况下不可对屏幕接口、CSI 接口及扩展板进行热插拔操作。
2)拆封单板计算机包装和安装前,为避免静电释放(ESD)对单板硬件造成损伤,请采取必要防静电措施。
3)持单板计算机时请拿单板边沿,不要触碰到单板上的外露金属部分,以免静电对单板元器件造成损坏。
4)请将单板计算机放置于干燥的平面上,以保证它们远离热源、电磁干扰源与辐射源、电磁辐射敏感设备(如:医疗设备)等。
5)请将单板计算机置于通风良好的环境,如需 72 小时及以上长时间满载运行,请装配原厂散热器,或采取充分有效的散热措施。

6. 开源资料

结构尺寸图

7. 附录——接口线序

7.1 FPC 扩展接口

K3 Pico-ITX 配备 26P + 36P FPC 扩展接口

26pin 连接器接口线序:CAN (from RT24) + I2C (from RT24) + UART + PWM + 3.3V(主电源)

引脚编号 信号 说明
1 3.3V IO 电压电源
2 3.3V IO 电压电源
3 R_I2C1_SCL I2C 时钟
4 R_I2C1_SDA I2C 数据
5 GND
6 R_UART0_TX UART TX
7 R_UART0_RX UART RX
8 GND
9 UART5_TX UART TX
10 UART5_RX UART RX
11 RX_PWM1 PWM
12 RX_PWM2 PWM
13 UART10_TX UART TX
14 UART10_RX UART RX
15 UART10_CTS UART CTS
16 UART10_RTS UART RTS
17 GND
18 R_CAN4_TX CAN TX
19 R_CAN4_RX CAN RX
20 GND
21 R_CAN3_TX CAN TX
22 R_CAN3_RX CAN RX
23 GND
24 R_CAN2_TX CAN TX
25 R_CAN2_RX CAN RX
26 GND

36pin 连接器接口线序:GMAC-MII (from RT24) + CAN + SPI + 1.8V(主电源)

7.2 UART 调试接口

备注:主板外观可能因硬件版本不同而有细微差别。

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