SoM的理解

发布时间：2026/10/24 1:42:26

1 SoM的由来

对于终端客户来说，要思考到底怎么做一款产品。目前好像主流的就是SoC和SoM。以前联发科是有Turnkey项目，不过我记得我参与的项目，都是直接拿原厂的参考设计，基本上就是改一个壳，电路板，IO啥的都不动，撑死就是多几个灯或者按键。当然，之前的项目都是规范性很高的网关或者机顶盒项目，硬件上改动也不会很大。

但是在现在AIoT的项目中，硬件可能就百花齐放了，因为没有强如电信的大佬来做规范，所以终端百花齐放，客户怎么更快出产品就是一个问题。所以现在SoM又流行了，其实就是类似STM32那种主控板。基本上等同于国内的土话最小系统板。

SoM（System on Module，系统模块），在国内工业和嵌入式领域更常被称为“核心板”。
简单来说，它是一种将计算机的核心计算组件集成在一块“迷你电路板”上的工业级硬件半成品。

树莓派CM5（Raspberry Pi Compute Module 5）是树莓派公司推出的一款系统级模块（SoM）。它将树莓派5单板计算机的核心性能浓缩至信用卡尺寸（55mm x 40mm）的封装内，专为嵌入式与工业应用设计。该模块搭载博通BCM2712四核Arm Cortex-A76处理器（主频2.4GHz），提供2GB至16GB的LPDDR4内存及最高64GBeMMC存储选项，并可选配无线模块。其接口丰富，包括PCIe 2.0、USB 3.0、双HDMI 2.0、双MIPI CSI/DSI以及多达30个GPIO，支持双4K显示输出。CM5与前代CM4保持机械兼容，并承诺至少生产至2036年。

比如这样一个树莓派CM5，可以直接焊在或者用接口连在终端产品的板子上，组成一个系统。包含了SDK，包含了底层驱动BSP，包含了操作系统。开发的话客户只用关心外设和应用。这个只是一个最简单的例子。

2 基于SoM开发的好处

2.1 规避了极高难度的“硬件黑洞”

现代处理器（如骁龙 865 或高性能多核 ARM）的时钟频率极高。DDR4/5 内存的走线要求做到“等长、等距、阻抗匹配”，稍微有一点干扰系统就会莫名其妙死机。这种高速数字电路设计通常需要 10-14层的盲埋孔高密度 PCB 板。

高速信号的物理极限：现代 SoC 的主频动辄 2GHz 以上，DDR4/LPDDR5 内存走线要求“等长、等距、阻抗匹配”。线与线之间的微秒级延迟、电磁干扰（EMI）都会导致数据丢包。这需要 8 层、10 层甚至 12 层的HDI（高密度互连）盲埋孔 PCB 板才能画出来。
电源时序的严苛控制：一个高通或 NXP 的核心芯片，需要 0.8V（内核）、1.1V（DDR）、1.8V（IO）、3.3V（外设）等十几路不同的电压。这些电压不能同时通电，必须像多米诺骨牌一样，严格按照特定的微秒级顺序（Power-up Sequence）依次上电，否则芯片直接不启动，甚至瞬间烧毁。
软件冷启动的深水区：在最小系统里，不仅是硬件，还包括 PBL（芯片固化引导）、XBL、DDR 寻址初始化校准。这些代码在没有亮灯、没有串口输出的阶段如果死掉，只能靠极其昂贵的硬件仿真器（如 JTAG）去一行行扒寄存器。

用 SoM 的好处：芯片原厂或专业的 SoM 厂商（如研华、立功科技、创通联达等）已经帮你把这个最难的“黑盒”做好了，并且经过了严格的信号完整性测试。

2.2 极大缩短产品上市时间 (Time-to-Market)

传统单板开发：从芯片选型、原理图设计、12层板布线、打样、硬件调测（通常要迭代3代，解决各种死机 Bug）、调通 Bootloader 和 Linux 内核……一年时间过去了。

基于 SoM 开发：直接买现成的核心板，研发人员同步花 3 周时间画一个简单的 4 层底板。底板一回片，插上 SoM，直接进入软件和业务逻辑开发。2-3个月产品就能上市。

2.3 降低综合成本与供应链风险

高通或 NXP 的主芯片、DDR、eMMC 颗粒，如果小公司自己去采购，由于采购量小（可能一年就几千台），根本拿不到好价格，甚至随时面临芯片断货。

SoM 厂商一年采购几十万颗芯片，拿到的价格低。你买他的核心板，相当于间接享受了供应链大厂的议价权和库存保障。

3 基于SoM开发的区别

一个传统意义上硬件的开发流程：最小系统->外设->应用。SoM最大的好处就是直接给你一套可用的最小系统。

从硬件上来看，使用 SoM 进行开发时，开发者只需设计载板（Carrier Board），即 SoM 的外围电路板。载板上主要包括电源输入、外设接口（如 USB、HDMI、Ethernet）、传感器和其他外部设备接口，即可。

由于底板只走低速信号和电源，设计难度极低，2到4层板就能搞定。

从软件来说，最小系统里，不仅是硬件，还包括 PBL（芯片固化引导）、XBL、DDR 寻址初始化校准。这些代码在没有亮灯、没有串口输出的阶段如果死掉，只能靠极其昂贵的硬件仿真器（如 JTAG）去一行行扒寄存器。

使用SOM开发后，对于软件就只需要关注：

1. 外设驱动（聚焦底板与行业特征）
硬件团队画一块 2 层或 4 层的简单底板，把 SoM 的引脚引到行业需要的物理接口上（如 RS485、CAN 总线、以太网、千外传感器、红外开关等）。
作为 BSP 工程师，只需要改改设备树（DTS），把对应的通道和 GPIO 中断打开，确保内核起来后 /sys/bus/ 或 /dev/ 下能看到这些硬件节点。

2. 应用开发（聚焦业务逻辑与算法）
SoM 厂商出厂时通常会附带一个已经完全配置好的基础操作系统镜像（如标准Linux纯净版、Ubuntu 机器人版或Android基础版）。
应用工程师甚至不需要等你们公司自己的底板做好，直接把SoM插在原厂的官方开发板上，就能同步开始写C++/Python业务代码、调AI算法、跑ROS2节点。

4 一个SOM的实例

这个是最近用的高通某个SOM。

主控 SoC：采用低功耗制程工艺，内部异构集成了：CPU，Qualcomm AI Engine (NPU)，Hexagon DSP，Spectra ISP。

叠层封装存储 (eMCP/POP)：屏蔽罩下集成了一颗高密度内存颗粒，通常采用 LPDDR4X/LPDDR5 运行内存（RAM）与大容量闪存（NAND Flash）二合一的堆叠封装。

厂家只需要用普通的 FPC 软板（Flexible Printed Circuit）制作眼镜臂和前框的走线，把摄像头和电池通过 B2B 插座直接扣在这块 SOM 上即可。这大大缩短了开发周期，并且极大地提高了整机的抗跌落性能和成品率。