無縫升級，零成本、零改動：從i.MX6ULL直接遷移至RK3506J
i.MX6ULL是恩智浦半導體（NXP）于2016年推出的一款基于 ARM Cortex-A7 的嵌入式處理器，主要面向低功耗和成本敏感型的嵌入式應用。英創公司基于i.MX6ULL設計的12串口工控主板ESM6800，通過必要外設預集成設計、低層軟件全封裝配置，讓用戶可以專注于應用開發，大大降低了嵌入式設備的設計難度、縮短用戶產品的研發周期。ESM6800系列工控主板目前仍大量應用于多串口網關，數據采集，工業控制等領域。
瑞芯微電子(Rockchip)在2024年底，全新推出了三核Cortex-A7+單核Cortex-M0多核異構處理器芯片RK3506J。在通訊接口配置方面，RK3506J與i.MX6ULL幾乎完全一樣，都配置了雙百兆以太網、雙CAN、6串口等。而RK3056J在CPU主頻，浮點運行單元性能，圖像引擎，異構應用等方面優勢巨大。而且RK3506J采用了先進的22ns制程工藝，其與i.MX6ULL相比，CPU主頻更高、功耗更低。同時RK3506高性價比的定價，使得其在當下的嵌入式設計應用中，具有強大的競爭優勢。英創公司也基于RK3506J設計了全國產、工業級工控主板ESM3506。
i.MX6ULL面市已將近十年，而RK3506J優勢明顯，很多常規應用會考慮從i.MX6ULL升級到RK3506J。從NXP平臺遷移到全國產的瑞芯微平臺，意味著硬件的全新設計、開發環境的重新搭建、應用軟件的重新編譯、調試，即使基于原有的應用程序框架升級，整個開發過程也需要花費大量時間。不過對于英創ESM6800系列主板的老用戶，可以使用英創ESM3506工控主板，以零成本、零改動的方式從i.MX6ULL直接遷移至RK3506J。
下面從硬件和軟件兩個方面介紹如果實現零成本、零改動的無縫升級。
硬件Pin-to-Pin兼容
ESM3506與英創近10年前推出的ESM6800都遵從英創創新ESMARC架構，符合ESMARC架構的英創工控主板跨平臺(NXP/TI/全志/瑞芯微等主流SOC) Pin-to-Pin兼容，用戶可以直接將ESM3506安裝在幾年前基于ESM6800設計的應用底板上，所有的GPIO、網口、CAN、12路串口、USB接口、電源接口等都一一對應，用戶底板不需要任何改動。
ESM3506工控主板(RK3506J) ESM6800H工控主板(i.MX6ULL)
完全相同的文件系統
ESM6800分為NandFlash和eMMC兩個版本，分別適配了基于busybox和Yocto構建的文件系統。瑞芯微電子為RK3506J適配的是Buildroot構建的文件系統。為了實現用戶老程序直接在ESM3506上運行，我們直接將ESM6800的文件系統適配到了ESM3506，用戶的老程序不需要修改、不需要重新編譯，原有的可執行文件可直接在ESM3506上運行。
ESM3506性能提升實測
下面將從CPU性能和功耗兩個方面來測試ESM3506的實際表現。
浮點運算能力測試
測試程序：Pi_CCS5 https://github.com/xjtuecho/pi_css5
Pi_CCS5是利用CPU的浮點運算能力來計算出π（圓周率），統計CPU計算特定位數圓周率所需的時間。
使用ESM6800交叉編譯工具鏈編譯，分別在ESM6800和ESM3506上的運行結果如下，可以看到RK3506J的浮點運算能力比i.MX6ULL提升了57%。
CoreMark跑分
CoreMark 是衡量處理器 (CPU) 和嵌入式微控制器 (MCU) 性能的行業標準基準測試。https://github.com/eembc/coremark
同樣使用ESM6800交叉編譯工具鏈編譯，分別在ESM6800和ESM3506上的運行。RK3506J主頻更高(1.2GHz)、核心更多，其CPU計算能力是i.MX6ULL(792MHz)的5倍以上。
綜合對比
下表是結合CPU性能和功耗的綜合比較，可以看到ESM3506的CPU性能更強大，而功耗和發熱更低。
ESM6800 | ESM3506 | ESM3506性能提升 | |
CPU | NXP iMX6ULL 單核Cortex-A7主頻792MHz | 瑞芯微電子RK3506J 3核Cortex-A7 主頻1.2MHz | 更多CPU核心 更高主頻率 |
Kernel | Linux 4.9 | Linux 6.1 | |
存儲配置 | 4GB eMMC / 512MB DDR3或256MB Nand / 256MB DDR3 | 與ESM6800完全兼容 | |
接口資源 | 2網口，12串口，2x CAN，5路USB，32xGPIO，硬件RTC | 與ESM6800完全兼容 | |
Pi_CCS5 | 2.39 sec. | 1.52 sec. | ESM3506快57% (計算178816位耗時) |
CoreMark | 單線程：2406.9 3線程：2402.5 | 單線程：4592.8 3線程：13437.8 | 單核性能提升90% 整體性能提升459% |
功耗 | CPU空閑：180 mA CPU滿載：230 mA | CPU空閑：150 mA CPU滿載：215 mA | ESM3506功耗低20%(空閑) ESM3506功耗低7%(滿載) |
結語
ESM3506的軟硬件兼容性設計，可以讓基于ESM6800的老產品無縫實現設備性能增強、國產化替代、產品競爭力提升。
基于RK3506J的多核異構設計、高實時性、低延遲、低功耗等特點，ESM3506也能滿足當下對嵌入式設備高性能、低延時、低功耗的應用需求。