2025.10.13
當邊緣設備也能運行數十億參數模型；當AI 不再完全依賴云端算力。瑞芯微的RK1820，集成超高帶寬片內置DRAM和針對3B/7BLLM/VLM的多核NPU，支持主流模型框架并提供通用API易于開發。RK1820搭配RK3588等主控芯片構建強大的AI算力平臺，通過其多模態AI任務能力，支持語音識別、視頻分析、長上下文對話等場景應用，適用于安防、機器人、車載、消費電子、辦公、教育、家居、工業等端側場景。
隨著大模型（如 3B、7B 規模模型）被壓縮 / 量化 /蒸餾后，越來越多任務可以在端側落地執行。對于安全、隱私、低延遲、高帶寬成本的場景來說，端側處理比云端更有吸引力。目前很多設備依賴主處理芯片(RK3588/RK3576 SoC)自帶 NPU，加速 AI 推理。但這些 SoC 的帶寬、內存資源、接口、異構協同能力往往有限。在面對更大模型或復雜場景時可能力不從心。就像在 PC 里有 GPU 輔助 CPU 一樣，AI 協處理器成為一種趨勢：主處理器負責系統調度、I/O、控制邏輯，協處理器專注于 AI 模型推理。這種方法可以做到更靈活的算力擴展與模塊化升級。
架構 & 核心技術剖析
| 類別 | 子項 | 具體規格參數 |
| 核心處理器 | 內核配置 | 3 個獨立 64 位 RISC-V 內核（SRV、VRV0、VRV1） |
| 指令集架構 | SRV：RV64GCB ISA；VRV0/VRV1：RV64GCBV ISA | |
| 浮點單元（FPU） | 所有內核集成 FPU，支持 RISC-V H/F/D 精度 | |
| 緩存配置 | 每個內核：32KB L1 I-Cache + 32KB L1 D-Cache + 128KB L2 Cache | |
| 向量單元 | VRV0/VRV1 集成 128 位向量單元 | |
| 存儲組織 | 片上內置內存 | 引導 ROM（Bootrom）：支持 SPI/eMMC/SD/MMC 啟動，UART/PCIe 下載代碼 |
| 系統 SRAM：512KB | ||
| 動態內存接口：5GB | ||
| 其他：32KB ROM + 8Kbits OTP（6.5Kbits 用于安全應用，支持 Program/Read/Idle 模式） | ||
| 片外外部內存 | 復合 SDMMC 接口： | |
| - eMMC 模式：兼容 JEDEC eMMC 4.51，支持 HS200，1/4/8 位總線 | ||
| - SD/MMC 模式：兼容 SD3.0/MMC 5.1，1/4 位總線 | ||
| - SDIO 模式：兼容 SDIO3.0，4 位總線 | ||
| FSPI：支持 1/2/4 位總線，2 個芯片選擇 | ||
| 系統組件 | 時鐘與復位單元（CRU） | 4 個 PLL，24MHz 振蕩器 |
| 支持單個組件時鐘門控，全局 / 單獨軟復位 | ||
| 電源管理單元（PMU） | 多可配置工作模式（節能） | |
| 3 個獨立電壓域：VDD_TOP、VDD_LOGIC、VDD_PMU | ||
| 定時器（Timer） | 6 個 64 位計數器定時器，支持自由運行 / 用戶定義模式，可查工作狀態 | |
| 看門狗（Watchdog） | 3 個 32 位計數器，超時操作：直接復位 / 先中斷后復位 | |
| 中斷控制器 | SRV：160 個中斷源；VRV：64 個中斷源 | |
| m-mode/s-mode 各 1 個軟件觸發中斷，高電平敏感，優先級可軟件配置 | ||
| DMAC | 2 個物理通道，22 組外設請求，24 個邏輯通道 | |
| 支持內存 - 內存 / 內存 - 外設 / 外設 - 內存傳輸，鏈表 DMA，3 種多塊傳輸 | ||
| 安全系統 | 密碼引擎： | |
| - 對稱算法：AES-128/192/256、SM4（多模式） | ||
| - 哈希算法：SHA-1/256/224、MD5、SM3（硬件填充 + HMAC） | ||
| - 非對稱算法：RSA（4096 位）、ECC（256 位）、SM2 | ||
| 密鑰階梯（KL）：OTP/RKRNG 獲取根密鑰，可派生寫入特定模塊 | ||
| Mailbox | 12 個mailboxes，用于 RISC-V 內核間通信 | |
| 多媒體處理器 | JPEG 編解碼器 | 編碼器：支持基準 DCT、JFIF 02，16×16~65520×65520，YUV400/420/422/444 |
| 解碼器：支持基準 DCT、JFIF 02，48×48~65520×65520，YUV400/420/422/440/411/444、RG888/RGB565 | ||
| NPU | 算力：INT8 精度下 20 TOPS | |
| 精度支持：INT4/INT8/INT16/FP8/FP16/BF16 | ||
| 框架兼容：TensorFlow、Caffe、Tflite、Pytorch、Onnx NN、Android NN | ||
| 2D 圖形引擎（RGA） | 數據格式：支持多 ARGB/RGB/YUV/TILE 格式輸入輸出，8bit YUV 輸出 | |
| 功能：像素轉換（601/BT.709）、抖動，8192×8192 源 / 4096×4096 目標分辨率，1/16~16 縮放（下采平均 / 雙線性，上采雙三次），0°/90°/180°/270° 旋轉 + 鏡像，塊傳輸 /alpha 混合 / OSD 疊加等 | ||
| SAI | 1 個接口，4TX+4RX lanes，支持 I2S/PCM/TDM，128 個可配置時隙（8~32 位） | |
| 連接性 | 以太網 | 1 個控制器，RGMII 接口，10/100/1000Mbps，全 / 半雙工，TSO/USO 加速，IEEE 1588 時間戳 |
| USB 接口 | USB 2.0 DRD：兼容 USB 2.0，高速 (480Mbps)/ 全速 (12Mbps)/ 低速 (1.5Mbps)，支持 EHCI/OHCI | |
| 多 PHY 接口：2 個 PHY，支持 USB 3.0 DRD / 設備 / 主機、USB 2.0 OTG | ||
| PCIe 接口 | 兼容 PCIe Base Spec 1，1 lane，僅 RC 模式，2.5/5.0Gbps 速率（每 lane 每方向） | |
| SPI 接口 | 2 個控制器，2 個芯片選擇，支持主 / 從模式（軟件配置） | |
| I2C 接口 | 5 個主機端口，7/10 位地址，速率：標準 (100k)、快速 (400k)、高速 (1M) bits/s | |
| SMBus 接口 | 1 個從模式接口，支持多協議（寫字節 / 讀字節等），PEC/Alert/UDID 命令，時鐘拉伸 | |
| UART 接口 | 3 個端口，64 字節 TX/RX FIFO，5~8 位數據，最高 4Mbps 波特率，UART2 支持自動流控 / RS485 | |
| PWM 接口 | 1 個接口 8 通道，支持輸入捕獲 / 連續 / 單次模式，兩級分頻，電源鍵捕獲 / 頻率計 / 計數器 | |
| 其他功能 | GPIO | 多組，支持中斷（電平 / 邊沿觸發，極性 / 邊沿可配），上拉 / 下拉 / 驅動強度可配 |
| 溫度傳感器（TS-ADC） | 3 通道，-40~125°C 范圍，±3.5°C 精度，0.1°C 分辨率，支持用戶定義 / 自動模式（警報 / 復位溫度可配） | |
| SARADC | 1 個，2 個單端輸入，13 位分辨率，2MS/s 采樣率，支持單次 / 連續模式 | |
| 封裝類型 | - | FCBGA 746L：19mm×19mm 體尺寸，0.35mm 球徑，0.65mm 球間距 |
RK1820 擁有三個64 位RISC-V 內核（含 FPU），每個核配備 32 KB 指令緩存 + 32 KB 數據緩存 + 128 KB二級緩存。內置 NPU 支持混合精度運算（INT4 / INT8 / INT16 / FP8 / FP16 / BF16）算力高達 20 TOPS（具體取決于精度 / 模型），主核（RISC-V）負責模型調度 / 控制 / I/O，NPU專注推理集成 “超高帶寬片內DRAM，支持 PCIe 2.0 和 USB 3.0 PHY，方便與主處理器 / SoC 連接。
支持3B / 7B級別 LLM / VLM 模型 在端側運行。可以在離線端側設備上部署 最高 7B 大模型 實現視頻摘要、圖像識別輔助、多模態感知等。RK1820在運行7B模型時可達到百 token/s級別(實際性能會受模型結構、量化精度、I/O 帶寬、主機協同效率影響)輸出。
RK3588 + RK1820應用樣例：安防視頻結構化 + 檢索方案、全模態交互助手方案、AI Codec 方案、同聲傳譯方案、虛擬數字人方案。安防、機器人、車載、消費電子、教育 / 學習機、AI 輔助設備、工業設備、AIoT 終端等場景。端側視頻摘要、圖像識別、多模態感知等應用。
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