树莓派 RP2350 的特点与规格

RP2350于2024年8月与Raspberry Pi Pico 2一同推出，开发者称其“同样优秀，但更胜一筹”，并参考了其前身、树莓派首款微控制器RP2040。

RP2350 在 RP2040 基础上有所改进，时钟频率从 133MHz 提升至 150MHz，片内 SRAM 速度翻倍至 520kB，并具备一系列独特特性，如双架构、强大的安全特性、更低功耗以及更多配置，包括内置闪存选项。

RP2350 原理图设计

在接下来的讨论中，我们将参考 Raspberry Pi 官方的指南和参考设计，并为 KiCad 用户 提供额外指导。

RP2350 引脚定义与变体

如前所述，RP2350 系列包含 4 种不同的型号。Raspberry Pi 为 RP2350 提供了两种参考布局方案：

• 一种针对 QFN-60 封装 (RP2350A)，其设计与 RP2040 类似；

• 另一种针对尺寸更大的 QFN-80 封装 (RP2350B)。对于内置 Flash 的型号，可以轻松省去板载 Flash 电路。

A 系列变体的 QFN 封装体尺寸与 RP2040 相同。虽然它们的 GPIO 数量和尺寸一致，但请注意：原 RP2040 采用的是 QFN-56 封装，而 RP235xA 采用的是 QFN-60 封装。因此，RP235xA 并非 RP2040 的掉电即换（Drop-in Replacement）替代品。RP2350 在封装的四个侧面各增加了一个引脚，用于实现额外功能。

由于每侧多了一个引脚，原 RP2040 的引脚位置刚好落在 RP2350 两个引脚之间。因此，即便两颗芯片的引脚定义大致相同，升级现有设计的开发者仍需在一定程度上对所有走线进行重新布线。

由于这些零件仍为 0.4mm 间距且焊盘位于本体下方，Raspberry Pi 强烈建议采用机器贴片。目前有很多低成本的原型制造服务可以完成这项工作。此外，推荐的布局使用了大量排列紧密的 0402 封装无源器件，这对手工摆放是一个挑战，更不用说用烙铁焊接了。

Raspberry Pi 提供的 KiCad 设计包包含了所使用的原理图、符号和封装。你可以将这些导入到你的符号和封装库中直接使用。如果出于某种原因，你需要该芯片的独立封装或其他来源的封装，可以前往 GitHub 获取（由 HDR 提供），但需注意这些封装尚未经过完全测试。

RP2350 开关电源 (SMPS) 设计

正如 Raspberry Pi 所强调的，RP2350 布局中最关键的部分是核心电压调节器。在 RP2350 上，官方弃用了线性稳压器 (LDO)，转而采用开关稳压器 (DCDC)。虽然电路更复杂，但开关稳压器能让 RP2350 在高负载和低负载下都具备更高的效率。

开发团队投入了大量工程时间来调整和完善此布局，并强烈建议设计者完全沿用这一布局。遵循这些经过验证的建议可以为你节省数小时的额外工作，并确保最佳性能和系统完整性。对于 KiCad 用户来说，可以直接通过复制到自己的设计中，或通过复制最小系统设计并删减多余部分来复用此布局。

在 KiCad 中，你可以直接复制 Raspberry Pi 已经在 Pico 2 系列上验证过的稳压器布局。

RP2350 元器件选型

除了严格遵循电路布局外，设计者还应针对 RP2350 板卡使用来自 Abracon 的专用定制电感 AOTA-B201610S3R3-101-T。该电感具有固定极性和极性标记，在包括华秋商城在内的各大分销商处均有销售。

晶振电路

为了获得更稳定的频率源，强烈建议使用外部晶振电路。目前，RP2350 已通过 Abracon 的 12MHz ABM8-272-T3 石英晶体振荡器的认证，因此早期设计者应在设计中使用该型号，直到更多型号通过认证。幸运的是，该型号也是 RP2040 设计中建议使用的零件，因此市场供应非常充足，华秋商城也有现货。

Flash 存储器

最小系统设计使用了华邦（Winbond）的 NOR Flash 芯片 W25Q128JVSIQTR。它既可用于外部存储方案，也可作为内置存储方案的主要或次要存储选择。Raspberry Pi 提供了对其他兼容芯片的存储要求说明，但请务必参考推荐电路中关于上拉电阻等细节的指导。

线性稳压器 (LDO)

在输入电源方面，为了简化设计，最小系统借用了 RP2040 的电路方案。虽然这不是 Pico 2 官方使用的电路，但对于大多数应用来说，这是一个完全可行的方案。它使用了安森美（Onsemi）的 NCP1117，该芯片供应广泛且极具成本效益。

USB 电路

与 Pico 2 类似，最小系统设计使用 USB-B 接口，并对数据线进行了阻抗匹配，以满足 USB 差分 90Ω 的要求。BOM 文件中包含了一个匹配相同封装的 USB 连接器。对于简单的两层板设计，整个电路可以复制复用。只需确保底层作为完整的地参考平面（无分割），且板厚保持为 1.0mm。

对于不同的叠层方案和板厚，可以使用 KiCad 内置的计算器（计算器工具 -> 高速 -> 传输线）或其他通用的阻抗计算工具来计算正确的走线宽度。华秋电路（NextPCB）也提供了一个在线阻抗计算器，可以根据其实际叠层进行批量计算。

其他元器件 (Other Parts)

RP2350 官方文档还针对去耦电容、阻尼电阻等其他零件给出了选型建议，这些均已包含在我们的 BOM 中。此外，为了方便那些想要直接照搬“最小系统设计”进行生产的用户，我们也列出了排针和按键的选型建议。

排针 (Headers)

对于排针，参考设计中并未指定具体的型号。然而，2x52 和 2x36 规格的母排针在市面上非常罕见且价格昂贵，某些知名品牌的 2x52 母排针单价甚至超过 5 美元。当然，在最小系统设计中使用如此巨大的排针并没有特殊的技术原因（纯粹是为了封装选择的方便），因为你可能只是用它们来插杜邦线。

如果你想保留相同的 PCB 封装，一种常见的降成本方法是使用多个较小的廉价排针来拼凑出大排针。只需确保相邻排针之间留有足够的间隙，并在焊接时保持对齐——尤其是当它们被用作扩展板（Shield）接口时。

为此，我们在 BOM 中提供了 2x26 引脚的母排针（通过两个组合成 52 引脚）以及 2x9 引脚的母排针（组合成 2x18 引脚）。在华秋商城上，这两个选项的单价均低于 1 美元，且供货非常充足。

按键 (Buttons)

同样地，最小系统设计中的按键仅仅是为了提升使用体验（Quality-of-life additions），你可以轻松地将其更换为你喜欢的任何按键。在 BOM 中，我们既包含了原设计中使用的型号，也提供了一个采用相同封装但价格更低廉的替代品。