QCS610規格簡介

       高通的人工智能 (AI) 引擎和異構計算架構中，專為邊緣物聯網應用設計，包括高達八核Qualcomm® Kryo™ 460 CPU、Qualcomm® Adreno™ 612 GPU 和 Qualcomm® Hexagon™ DSP 的組合，並搭配高通PM6150、PM6150L電源管理IC，實現低功耗、電源最佳化及高運算能力。

       影像顯示方面，提供1x 4 lane DSI DPHY 1.2，最高2520x1080 60 fps和Display Port，r解析度可達1920x1200 60 fps。另一方面在影像輸入部份，採用高通Qualcomm Spectra™ 250L 影像處理器 (image signal processor, ISP)，提供3組4 lane (or 4+4+2+1), DPHY1.2, CPHY 1.0，並支持時域降噪 (Temporal Noise Reduction, TNR)、交錯的高動態範圍 (Staggered High-Dynamic Range, sHDR)、電子式防手震 (Electronic Image Stabilization, EIS)、鏡頭畸變校正 (Lens Distortion Correction, LDC)等功能。

    至於IO介面有Ethernet RGMII、802.11a/b/g/n/ac、Bluetooth 5.0、SD3.0、USB3.1、USB2.0等標準，其規格簡表如圖1-1、表1-1:

表 1‑1 QCS610 規格表

QCS610
CPU		Kryo 460: 64-bit Octa-cores, 2x Gold (2.2GHz) + 6x Silver (1.8GHz)
GPU		Adreno 612 @ up to 845MHz ; API Support: Vulkan® 1.1, OpenCL™, OpenGL® ES 3.2
Audio Playback		Hi-Res/192kHz, Native 44.1kHz, audio on dedicated DSP
Compute DSP		Hexagon DSP with 2 Hexagon Vector eXtensions (HVX), 1.1Ghz
Sensor DSP		Hexagon DSP based
Memory		2x 16-bit LPDDR4.x 1804MHz
PMIC		Qualcomm® PM6150 + Qualcomm® PM6150L
Display	Resolution	2520x1080 60 fps + 1920x1200 60 fps (External)
	Interface	1x4 lane DSI DPHY 1.2 support + DP over USB-C (external)
Camera	Performance	Image Signal Processor: Qualcomm Spectra™ 250L image signal processor, 14-bit, 24MP (2x ISP/16+16MP), 4K30 IQ improvement: MCTF, TNR, sHDR, EIS, LDC, Dewarp, Zoom
	Interface	CSI 4+4+4 lane (or 4+4+2+1), DPHY1.2, CPHY 1.0
Video	Decode	4K30 8-bit: H.265(HEVC)/VP9
	Encode	4K30 8-bit HEVC
Location		GPS/GLONASS, BeiDou, Galileo
Wired/Wireless Connectivity		Ethernet RGMII Integrated 1x1 802.11a/b/g/n/ac and Bluetooth 5.0 FM
Storage		eMMC 5.1, UFS 2.1 Gear3 1-lane, SD 3.0
Peripherals		1x USB3.1 Type-C with Display Port and USB 2.0
Technology / Package		11nm, 12x11.1x0.92mm non-PoP

• 名詞翻譯

TNR : Temporal Noise Reduction 時域降噪

sHDR : Staggered High-Dynamic Range 交錯的高動態範圍

EIS : Electronic Image Stabilization 電子式防手震

LDC : Lens Distortion Correction 鏡頭畸變校正

QCS610 SOM簡介

    本單元專注在QCS610 SOM的介紹，內容濃縮高通多份技術文件，例如有關特性、引腳定義、機械和電氣設備特性的信息，請參閱QCS610/QCS410設備規格DOC# 80-PL052-1。透過文件整理後，能讓硬件技術人員在最短的時間, 透過此份內容, 初步了解高通各IC的相關性和一般pin腳功能定義組態，如I2C、SPI、UART….等。

    此外內容會嘗試以圖表型式來表達意義及相關性，而參考的文件會緊接著圖表，方便讀者能更深入地了解其前後文的意涵。其次編排順序上，依次為SOM功能方塊圖、SOM PIN腳編排及名稱、SOM IO規格及功能、電源與充電、無線通訊測試報告(BT + WiFi 2.5G/5G Hz)。

    但因有些內容無法在這說明，諸如SOM PIN腳編排及名稱、SOM IO規格及功能、電源與充電，部分無線測試報告，若想取得詳細資料，請洽詮鼎科技公司。

 

QCS610 SOM組成架構

    SOM功能由高通QC610主晶片、PM6150+PM6150L PMIC、無線通訊晶片WCN3980和eMCP (4GB LPDDR4X + 64GB eMMC)所組成，如圖2-1所示。

    首先，PM6150與PM6150L均為PMIC ( power management IC ) 針對QCS610 芯片組進行了電源管理優化，其中PM6150為主控部分，掌管系統電源開關、電池充放電、供給系統各部時鐘及供應系統多組電壓(refer to PM6150規格DOC# 80-PH856-1 Rev. K) ; 其搭配的PM6150L主要角色除了提供多組電源及一組Buck or Boost(BoB)電源，也提供LEDs驅動電源(refer to PM6150L規格DOC# 80-PG281-1 Rev. L) 。

    高通WCN3980為1X1, 2.4G/5G band 無線前端IC，與QCS610搭配後可支持WiFi 802.11a/b/g/n/ac and Bluetooth 5.0，使產品成為無線連網裝置。

    最後，主晶片QCS610除了高效能、低功耗和硬件神經網絡加速器外，亦提供多樣化、多組數IO介面，如MIPI-CSI、MIPI-DSI、USB3.0、USB2.0、I2C、SPI、UART、I2S等，此外，廣泛的GPIO腳PIN可以幫助設計者靈活的應用及布局PCB，減少繞線發生，降低EMI發生因素。

AIT QCS610 SOM Feature

QCS610 SOM
CPU		Kryo 460: 64-bit Octa-cores, 2x Gold (2.2GHz) + 6x Silver (1.8GHz)
GPU		Adreno 612 @ up to 845MHz ; API Support: Vulkan® 1.1, OpenCL™, OpenGL® ES 3.2
Compute DSP		Hexagon DSP with 2 Hexagon Vector eXtensions (HVX), 1.1Ghz
Audio Playback		Hi-Res/192kHz, Native 44.1kHz, audio on dedicated DSP
Sensor DSP		Hexagon DSP based
Memory		32Gb LPDDR4.x
		64GB eMMC5.1
Wireless Connectivity		Integrated 1x1 802.11a/b/g/n/ac Bluetooth 5.0
PMIC		Qualcomm® PM6150 + Qualcomm® PM6150L
Display	Resolution	2520x1080 60 fps
	Interface	1x4 lane DSI DPHY 1.2 support
Camera	Performance	24MP (2x ISP/16+16MP), 4K30 IQ improvement: TNR, sHDR, EIS, LDC
	Interface	CSI 4+4+4 lane (or 4+4+2+1), DPHY1.2, CPHY 1.0
Video	Decode	4K30 8-bit: H.265(HEVC)/VP9
	Encode	4K30 8-bit HEVC
SOM Size		40 mm x 45 mm

No.	IO name	Port	Description
1	802.11a/b/g/n/ac Bluetooth 5.0	1	1x1 antenna
2	RGMII	1	One RGMII interface with MDIO for Ethernet with AVB (1.8 V only for RGMII and MDIO)
3	SPI	4	SPI interface – 4 on GPIO and 2 on LPI for cameras, sensors, and so on; dedicated controller for each port
4	UART	2	UART interface 4 on GPIO – 3 on LPI island for sensors
5	I2C	4+2	>> I2C interface – 4(6) on GPIO and 1 on LPI for touch, sensors, and so on; dedicated controller for each port >> Two dedicated I2C interfaces for camera
6	SD	1	4-bit SDC2 for SD Card 3.0
7	USB3.0	1
8	USB2.0	1	Option(Host)
9	CSI	3	2 ports 4 lanes ; 1 port 2 lanes
10	DSI	1	1 port 4 lanes
11	DMIC	2
12	GPIOs	20
13	I2S	2	1 is for WCD9370

硬件設計說明

線路圖分成兩部分 :

一為主核心線路 ;另一部分為周邊應用(不在此次介紹)，如圖2-2，。

• 主核心晶片框架圖( QCS610+eMCP+PM6150+PM6150L+WCN3980 ) :

圖 2‑1

• 周邊應用框架圖(WCD9370 Audio CODEC+WSA8815 Audio AMP+LT9611 HDMI transmitter+KSZ9031RNXIA Gigabit Ethernet PHY):

圖 2‑2

• QCS610 SOM位置說明

PCB layout

• AIT QCS610 SOM Dimension and Placement

• PCB疊構 :

• 阻抗控制表

QCS610無線通訊測試

    無線通訊測試方式是透過LITEPOINT的IQxel-MW設備針對WiFi-2G/5G頻段及調變方式做整體測試，內容概括整體效能，諸如輸出功率、頻率偏差、EVM值等，也包含頻譜遮罩和誤差向量幅度星座圖，如附圖。

• IQxel測試儀器架設圖

• IQxel 2.4G效能、頻譜遮罩和誤差向量幅度星座圖

2.4G OFDM TX效能表


2.4G OFDM頻譜遮罩


2.4G OFDM EVM星座圖

• IQxel 5G效能、頻譜遮罩和誤差向量幅度星座圖

5G OFDM TX效能表


5G OFDM頻譜遮罩


5G OFDM EVM星座圖


Pre-scan EMI

    本單元測試分為兩部分，如下圖5-13紅色框。一為針對無線通訊發射狀態做接觸式量測，目的在於檢測主頻旁的諧波(harmonic)及輸出功率，一般在Conducted Emission (CE)階段符合法規，則在輻射量測(Radiated Emission)也會符合法規。二為針對系統做輻射測試 (Radiated Emission, RE)，此部分需在輻射暗室(Chamber)進行。

• 電磁相容測試相關項目

Conducted Emission

    Conduction部分架設

• 頻譜分析儀架設圖

• 測試結果圖

2.4G Power conduction


5G Power Conduction


Radiated Emission

       產品做EMI中的輻射傳導測試時，需在暗室下進行，而大聯大控股目前的暗室是7X4X3規格，搭配的測試設備如後續圖顯示。一般掃描測分為4部分，分別為1GHz以上的水平、垂直掃描和1GHz以下的水平、垂直掃描。此外，此次1GHz以上部分使用EN55022規範，而1GHz以下使用CISPR32規範。

暗室隔離度


大聯大電波暗室圖及測試設備

• 測試環境圖(Radiated Emission測試示意圖)

1GHz以上-待測物位置


1GHz以下-待測物位置

• 測試結果 :

1GHz以上水平掃描

1GHz以上垂直掃描

1GHz以下水平掃描



1GHz以下垂直掃描

可提供的文件列表

• 應用主板的電路圖( Version : OrCAD16.5 )
• 10層PCB layout檔 ( Version : PADS9.3 )
• PCB 疊構
• 使用的零件列表
• 零件資料

以上資料均需透過業務/PM認可及完備手續