为满足多方参与的安全协同计算，确保数据的机密性和完

整性，防止数据泄露和篡改，本文基于瑞芯微 RK3568 芯片，采

用国产化操作系统与处理器相结合方法，研制一款适用于充电

桩（站）的安全智能交互终端，终端支持各种复杂的交互功能和

实时数据处理需求，可以提升系统稳定性与安全性，降低国际依

赖，提供桩（站）侧安全交互友好环境［1-2］。

1 嵌入式处理器 RK3568

RK3568 是一颗定位中高端、高性能、低功耗的四核应用处

理器芯片，该处理器采用了 Cortex-A55 架构的四核 CPU、

Mali-G52 GPU 和 NPU 加速器，能够提供较高的计算性能和

图像处理能力，可满足复杂应用场景的需求，采用了 28 nm 工

艺制造，功耗相对较低，即使在高性能模式下也能保持较长的续

航时间。该处理器对外接口丰富，硬件易于在其基础上直接扩

展，而且进行了产品化设计为将来进行硬件扩展和再开发［3］。

2 安全智能交互终端开发平台

根据终端研发需求，本文基于 RK3568 处理器，搭配国产

DDR4、eMMC、PMIC 芯片，设计的核心板具备以下资源：6 路

USB 输出、3 路 SATA、2 路 PCIE、2 路 Camera、2 路 MIPI_DSI、

4 路视频接口、2 路以太网接口、2 路 SDIO、4 路 SPI、5 路 I 2 C、

10 路 UART、3 路 CAN、4 路音频接口、16 路 PWM、1 路 FSPI。

核心板硬件资源结构框图见图 1：

3 安全智能交互终端功能模块电路设计

在自研终端核心板的基础上，终端在存储器、电源管理、安

全加密模块等功能模块的电路设计如下：

3.1 终端电源管理电路

电源管理电路为安全智能交互终端供电，保障终端安全稳

定运行；设计电源管理电路重点考虑工作电压、电流、功率、体

积、成本、纹波、电磁兼容等因素。终端电源结构如图 2 所示，终

端电源模块电压输入范围为 DC 9～36 V，由 DCDC 电源模块

URB2405LD 输出 5 V，搭配升压芯片和超级电容组成后备电源，后

经 LDO、DCDC 电路分别产生 VDDA_5V0_PMIC、VDDA_3V3、

VDDA_3V8、VCCA_1V8［4］。

如图 3 所示，5V_DC 为主电源，5V_SC 为超级电容升压后

的电源，5V_OUT 为输出电源。经 DCDC 电源模块输出 5V_DC，

接入后备电源无压降无缝切换系统，系统包括超级电容模块（包

含 2 颗 50 F/2.7 V 超级电容单体，通过串联方式连接）、超级电

容充放电电路、超级电容保护电路（1 个 XC61CC2702MR 保护

芯片、1 个 N-MOS 管、1 个放电电阻）。超级电容模块后是

DCDC 升压电路，升压电路的主要部分是 MT3608 开关电源控

制芯片，通过电感 L1、电容 C4、肖特基二极管 D2 等元件的组合，

实现输入电压低于输出电压的转换，保证超级电容的输出电压稳

定在系统所需要的电压附近。主电源和超级电容的升压输出进入

双路无压降无缝切换电路，最后输 VDDA_5V0，为系统供电。

当外部电源失效以后，利用内置的超级电容模组，通过升

压、稳压和切换电路实现无压降的无缝切换，保证终端正常运行

不低于 10 s。同时基于开源鸿蒙系统的计量模块实时监测终端

输入电压、超级电容电压、输出电压等信息，利用以太网、4G 等

通信方式，将监测信息实时发送至平台［5］。

核心板 PMIC 电路输入电压是 2.7～5.5 V，集成 5 个可配置的

同步降压转换器、9 个 LDO 调节器、2 个开关 SWITCH、1 个 RTC

和 1 个电池燃料计量器。输入端都做了软启动功能，减少对前端供

电电源的电流冲击，并将补偿电路都集成到芯片内部，不需要外部

电阻电容等额外器件。总设计 13 个电压模块输出。总电源由 5 V

输入，4 路 DC/DC 分别产生 VDD_LOGIC、VDD_GPU、VCC_DDR、

VDD_NPU，9 路 LDO 分别产生 VDDA0V9_IMAGE、VDDA_0V9、

VDDA0V9_PMU、VCCIO_ACODEC、VCCIO_SD、VCC3V3_ -

PMU、VCCA_1V8、VCCA1V8_PMU、VCCA1V8_IMAGE。

RK809 电量计系统，根据不同电池的充放电特性曲线，精

确地测量电池电量，并把电池电量信息通过 I 2 C 接口提供给系

统主芯片，根据处理器的工作状态，动态调整各 DC-DC 变换器

的输出电压，大大减少了启动时的励磁涌流，提高终端运行的可

靠性，使系统效率最大化。

5 结束语

随着充电设施异构数据的大量接入，信息传输的安全性和

可靠性变得尤为重要。因此，充电桩（站）侧终端需要在现有基础

上进行信息安全加固，以应对大规模数据接入和车网互动等应

用场景。本文设计终端将确保充电设施与电网协同运行所需的

数据传输与共享，高效且安全可靠，不仅有助于充电设施的规模

化应用，也可以支持与促进电力系统协调优化、柔性运行与数字

化转型，在智能交通、智能电网等领域具有广阔的应用前景。