Vollständiger Rockchip RK808 PMIC-Leitfaden: Pins, Einschaltsequenz, DTS und Debugging

Chinesische Quelle V1.0.1, Kernelbereich 3.10 / 4.4 / 4.19. Das technische Vorwort beschreibt Konzepte, Funktionen, DTS und Fehlersuche der RK808-Teilmodule; der technische Text bleibt vollständig erhalten. Kein englisches PDF vorhanden: Alle vier Sprachen verwenden Originalbilder des chinesischen PDFs, teils bereits englisch beschriftet. Nur Plattformreferenz: PMIC, SoC, Versorgungsbaum, Pins, SDK/BSP und Kernel der konkreten ArmSoM prüfen. Keine pauschale Unterstützung aller Platinen und keine Hardwaretests.

Spannungs-, Pinmodus- und Registeränderungen können Hardware abschalten oder beschädigen; Quellenbeispiele wurden nicht ausgeführt. 0.737.5, Unterschiede zwischen Spannungs-/Sequenztabellen, regulator-ramp-delay 12500 gegenüber 6001 im Beispiel sowie „vier Funktionen“ bei abweichender Listenzahl bleiben ohne vermutete Korrekturen erhalten. Mit dem Datenblatt prüfen: INT standardmäßig aktiv High in der Tabelle gegenüber Low im Text, VCC11 in der VCC10-Zeile, Typ I für OSC32KOUT und unvollständige VCCA-Beschreibung. Beim Quellenwert 1.8/OFF für LDO7 fehlt V.

ArmSoM Docs · Rockchip kernel

1. Grundlagen

1.1 Übersicht

RK808 ist ein leistungsfähiger PMIC mit 4 Hochstrom-DCDCs, 8 LDOs, 2 SWITCH-Ausgängen, 1 RTC und einstellbarer Einschaltsequenz. Die Versorgungsschienen werden allgemein in DCDC und LDO eingeteilt. Ihre allgemeinen Eigenschaften folgen; Einzelheiten sind in weiterführenden Unterlagen nachzulesen.

1. DCDC: hoher Wirkungsgrad bei großer Ein-/Ausgangsspannungsdifferenz, jedoch relativ hohe Welligkeit und Kosten; daher für große Spannungsabfälle und hohe Lastströme. Übliche Modi sind PWM mit gutem Welligkeits-/Transientenverhalten, aber geringerem Wirkungsgrad, und PFM mit höherem Wirkungsgrad, jedoch geringerer Belastbarkeit.

2. LDO: geringer Wirkungsgrad bei großer Spannungsdifferenz, aber niedrige Kosten. Zur Verbesserung des Wirkungsgrads wird das System optimiert: Ein LDO mit 1.1V Ausgang kann beispielsweise vom DCDC VCCIO_3.3V gespeist werden. Soweit die Schaltung dies erlaubt, den LDO an einen DCDC-Ausgang anschließen und die Einschaltreihenfolge beachten.

1.2 Funktionen

Aus Anwendersicht werden die RK808-Funktionen als vier Bereiche beschrieben:

1. regulator: steuert den Zustand der einzelnen DCDC- und LDO-Versorgungen.

2. rtc: Zeitführung, Zeitsteuerung und verwandte Funktionen.

3. clk: zwei 32.768KHZ-Taktausgänge; einer ist ständig aktiv und nicht steuerbar, der andere wird per Software gesteuert.

1.3 Pinfunktionen

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p5

Bei den folgenden Beschreibungen besonders auf die Pins SLEEP und INT achten.

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p6

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p7

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p8

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p9

Bearbeitbare Abschrift der Originaltabellen oben.

1.4 Wichtige Konzepte

I2C-Adresse: 7-Bit-Slaveadresse 0x1b. Der PMIC besitzt drei Betriebsarten.

1. PMIC normal: Im normalen Systembetrieb befindet sich der PMIC im normal-Modus; pmic_sleep ist Low.

2. PMIC sleep: Beim Suspend wechselt der PMIC zur Senkung seines Eigenverbrauchs in sleep. Dabei werden üblicherweise einige Ausgangsspannungen gesenkt oder Ausgänge abgeschaltet; dies ist produktspezifisch konfigurierbar. High an pmic_sleep aktiviert sleep. Beim Aufwachen des SoC wird pmic_sleep wieder Low und der PMIC verlässt sleep.

3. PMIC shutdown: Beim Herunterfahren schaltet der PMIC die gesamte Systemversorgung ab. Der AP konfiguriert pmic_sleep über I2C für shutdown und setzt anschließend pmic_sleep auf High.

Pin pmic_sleep:

Normalerweise Low für den normal-Modus; High schaltet auf sleep oder shutdown um.

pmic_int: normalerweise High; ein Interrupt zieht den Pin auf Low. Er bleibt Low, bis der Interrupt bearbeitet wurde.

pmic_pwron: Die physische Einschalttaste an diesen Pin anschließen; der Treiber erkennt darüber Drücken und Loslassen.

DCDC-Modi: Neben PWM (force PWM) und PFM schaltet AUTO dynamisch zwischen PWM und PFM um. Der PMIC unterstützt PWM und AUTO PWM/PFM. AUTO bietet höheren Wirkungsgrad, aber schlechteres Welligkeits-/Transientenverhalten. Für Stabilität wird im Betrieb PWM und im Suspend AUTO PWM/PFM verwendet.

DCDC3-Spannung: Diese besondere Schiene ist nicht per Register einstellbar, sondern über externe Spannungsteilerwiderstände. Spannungsänderungen erfordern daher Hardwareänderungen. In Rockchip-Designs wird sie meist für VCC_DDR verwendet.

Einstellbereiche von DCDC und LDO im Betrieb:

1. Kontinuierliche DCDC-Spannungsbereiche:

1. Kontinuierliche LDO-Spannungen:

1.5 Einschaltbedingungen und -sequenz

1. Einschaltbedingungen: Eine der folgenden Bedingungen reicht aus:

• EN wechselt von Low auf High.
• EN bleibt High und ein RTC-Alarminterrupt tritt auf.
• EN bleibt High und die PWRON-Taste wird gedrückt.

1. Einschaltsequenz: SoC-Plattformen können unterschiedliche Reihenfolgen der Versorgungsschienen verlangen. Die Sequenzen sind unten dargestellt; Einzelheiten dem aktuellen passenden Datenblatt entnehmen.

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p11

Sequenztabelle aus dem Originalbild; Leerfelder, x, OTP und ON/OFF bleiben erhalten.

2. Konfiguration

2.1 Treiber und menuconfig

2.1.1 3.10 KernelKonfiguration

RK808-Treiberdateien:

drivers/mfd/rk808.c
drivers/mfd/rk808-irq.c
drivers/rtc/rtc-rk808.c

RK808-DTS-Referenzdatei:

arch/arm/boot/dts/rk808.dtsi
arch/arm/boot/dts/rk3288-evb-android-rk808-edp.dts

Zugehörige menuconfig-Symbole:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808

2.1.2 4.4 KernelKonfiguration

RK808-Treiberdateien:

drivers/mfd/rk808.c
drivers/rtc/rtc-rk808.c
drivers/regulator/rk808-regulator.c
drivers/clk/clk-rk808.c

RK808-DTS-Referenzdatei:

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-evb-rev3.dtsi

Zugehörige menuconfig-Symbole:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_REGULATOR_RK808
CONFIG_COMMON_CLK_RK808

2.1.3 4.19 KernelKonfiguration

RK808-Treiberdateien:

drivers/mfd/rk808.c
drivers/rtc/rtc-rk808.c
drivers/regulator/rk808-regulator.c     // 跟4.4内核不同
drivers/clk/clk-rk808.c

Zugehörige menuconfig-Symbole:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_REGULATOR_RK808
CONFIG_COMMON_CLK_RK808

2.2 DTS-Konfiguration

2.2.1 3.10 Kernel DTS-Konfiguration

Die DTS-Konfiguration umfasst I2C-Anbindung, Haupteigenschaften, regulator, rtc und poweroff.

&i2c1 {
    rk808: rk808@1b {
        reg = <0x1b>;
        status = "okay";
    };
};

/include/ "rk808.dtsi"
&rk808 {
    gpios = <&gpio0 GPIO_A4 GPIO_ACTIVE_HIGH>,
            <&gpio0 GPIO_B3 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    rk808,system-power-controller;

    rtc {
        status = "disabled";
    };

    regulators {
        rk808_dcdc1_reg: regulator@0 {
            regulator-always-on;
            regulator-boot-on;
            regulator-min-microvolt = <750000>;
            regulator-max-microvolt = <1400000>;
            regulator-init-microvolt = <1300000>;
            regulator-name = "vdd_arm";
            regulator-state-mem {
                regulator-off-in-suspend;
            };
        };
        rk808_dcdc2_reg: regulator@1 {
                    .............
        };
        rk808_dcdc3_reg: regulator@2 {
                    .............
        };
        .................................
    };
};

1. I2C-Anbindung: Den vollständigen RK808-Knoten unter dem passenden i2c-Knoten platzieren und status = "okay"; setzen.

2. Haupteigenschaften — Folgendes nicht ändern:

rk808,system-power-controller: erklärt RK808 für das Abschalten des Systems zuständig.

Konfigurierbar: gpios gibt zuerst pmic_int und dann pmic_sleep an.

1. regulator

• regulator-name: Versorgungsname; möglichst wie im Schaltplan. regulator_get verwendet diesen Namen.

• regulator-min-microvolt: Kleinste einstellbare Betriebsspannung.

• regulator-max-microvolt: Größte einstellbare Betriebsspannung.

• regulator-initial-mode: DCDC-Betriebsmodus, normalerweise 1: 1 = force PWM; 2 = auto PWM/PFM.

• regulator-state-mode: DCDC-Suspend-Modus, normalerweise 2: 1 = force PWM; 2 = auto PWM/PFM.

• regulator-initial-state: Suspend-Zustand; muss 3 sein.

• regulator-boot-on: Aktiviert die Schiene bei der Regulator-Registrierung.

• regulator-always-on: Verbietet Abschalten im Betrieb und aktiviert die Schiene bei der Registrierung.

• regulator-state-enabled: Im Suspend eingeschaltet lassen; zum Abschalten durch regulator-state-disabled ersetzen.

• regulator-state-uv: Standby-Spannung bei weiterhin eingeschalteter Schiene.

Hinweise:

Sind regulator-min-microvolt und regulator-max-microvolt gleich, stellt das Framework bei der Registrierung diese Spannung ein und aktiviert die Schiene ohne Benutzereingriff.

Bei regulator-boot-on oder regulator-always-on aktiviert das Framework die Schiene bei der Registrierung. Sind Minimum und Maximum gleich, wird diese Spannung gesetzt; andernfalls bleibt die Hardware-Standard-Einschaltspannung des PMIC bestehen.

1. rtc: Wird RTC nicht benötigt (etwa bei einer Box), den oben gezeigten Knoten hinzufügen und ausdrücklich status = "disabled" setzen. Zum Aktivieren den gesamten RTC-Knoten entfernen oder status = "okay" setzen.

2. poweroff: Der RK808-Treiber fängt das Herunterfahren ab und schaltet PMIC-Ausgänge per I2C aus. rk808_shutdown ist als syscore shutdown für Vorbereitungen registriert, etwa Ausgabe der Abschaltspannungen und Deaktivierung von RTC-Interrupts.

static void rk808_shutdown(void)
{
    int ret,i,val;
    u16 reg = 0;
    struct rk808 *rk808 = g_rk808;

    printk("%s\n",__func__);
    /***************get dc1\dc2 voltage *********************/
    for(i=0;i<2;i++){
    reg = rk808_reg_read(rk808,rk808_BUCK_SET_VOL_REG(i));
    reg &= BUCK_VOL_MASK;
    val = 712500 + reg * 12500;
    printk("%s,line=%d dc[%d]= %d\n", __func__,__LINE__,(i+1),val);
    }
    /*****************************************************/
    ret = rk808_set_bits(rk808, RK808_INT_STS_MSK_REG1,(0x3<<5),(0x3<<5));
//close rtc int when power off
    ret = rk808_clear_bits(rk808, RK808_RTC_INT_REG,(0x3<<2)); //close rtc int when power off
    mutex_lock(&rk808->io_lock);
    mdelay(100);
}

static struct syscore_ops rk808_syscore_ops = {
    .shutdown = rk808_shutdown,
};

rk808_device_shutdown führt die eigentlichen I2C-Schreibzugriffe zum Abschalten der PMIC-Ausgänge aus.

static void rk808_device_shutdown(void)
{
    int ret,i;
    u8 reg = 0;
    struct rk808 *rk808 = g_rk808;
    for(i=0;i < 10;i++){
        printk("%s\n",__func__);
        ret = rk808_i2c_read(rk808,RK808_DEVCTRL_REG,1,&reg);
        if(ret < 0)
            continue;
        ret = rk808_i2c_write(rk808, RK808_DEVCTRL_REG, 1,(reg |(0x1 <<3)));
        if (ret < 0) {
            printk("rk808 power off error!\n");
            continue;
        }
    }
    while(1)wfi();
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(rk808_device_shutdown);

2.2.2 4.4 Kernel DTS-Konfiguration

DTS umfasst i2c-Anbindung, Haupteigenschaften, rtc, clk und regulator.

&i2c1 {
    status = "okay";
    rk808: pmic@1b {
        compatible = "rockchip,rk808";
        reg = <0x1b>;
        interrupt-parent = <&gpio1>;
        interrupts = <21 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&pmic_int_l &pmic_dvs2>;
        rockchip,system-power-controller;
        wakeup-source;
        #clock-cells = <1>;
        clock-output-names = "rk808-clkout1", "rk808-clkout2";

        vcc1-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc2-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc3-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc4-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc6-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc7-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc8-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc9-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc10-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc11-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc12-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vddio-supply = <&vcc1v8_pmu>;

        regulators {
            vdd_log: DCDC_REG1 {
                regulator-always-on;
                regulator-boot-on;
                regulator-min-microvolt = <750000>;
                regulator-max-microvolt = <1350000>;
                regulator-ramp-delay = <6001>;
                regulator-name = "vdd_log";
                regulator-state-mem {
                    regulator-on-in-suspend;
                    regulator-suspend-microvolt = <900000>;
                };
            };
            vdd_cpu_l: DCDC_REG2 {
                regulator-always-on;
                regulator-boot-on;
                regulator-min-microvolt = <750000>;
                regulator-max-microvolt = <1350000>;
                regulator-ramp-delay = <6001>;
                regulator-name = "vdd_cpu_l";
                regulator-state-mem {
                    regulator-off-in-suspend;
                };
            };
            vcc_ddr: DCDC_REG3 {
                .................
            };
            .............................
        };
    };
};

1. i2c-Anbindung: Den vollständigen RK808-Knoten unter dem zugehörigen i2c-Knoten platzieren und status = "okay"; setzen.

2. Haupteigenschaften

Nicht ändern:

compatible = "rockchip,rk808";
reg = <0x1b>;
rockchip,system-power-controller;
wakeup-source;
#clock-cells = <1>;

Konfigurierbar nach pinctrl-Regeln:

• interrupt-parent: GPIO-Controller von pmic_int.
• interrupts: Pinindex und Polarität von pmic_int auf diesem Controller.
• pinctrl-names: nicht ändern, fest “default”.
• pinctrl-0: Verweis auf den in pinctrl definierten pmic_int-Pin.

1. rtc: Ist das Modul in menuconfig gewählt, wird aber nicht benötigt, einen rtc-Knoten mit status = "disabled" hinzufügen. Der Treiber wird nicht aktiviert; Boot-Fehlermeldungen können in diesem Fall ignoriert werden. Zum Aktivieren den Knoten entfernen oder status = "okay" setzen.

2. regulator

• regulator-compatible: Für die Treiberzuordnung erforderlicher Name; Änderungen verhindern das Laden.

• regulator-name: Versorgungsname; möglichst wie im Schaltplan. regulator_get verwendet diesen Namen.

• regulator-init-microvolt: Initialspannung in U-Boot; im Kernel unwirksam.

• regulator-min-microvolt: Kleinste einstellbare Betriebsspannung.

• regulator-max-microvolt: Größte einstellbare Betriebsspannung.

• regulator-initial-mode: DCDC-Betriebsmodus, normalerweise 1: 1 = force PWM; 2 = auto PWM/PFM.

• regulator-mode: DCDC-Suspend-Modus, normalerweise 2: 1 = force PWM; 2 = auto PWM/PFM.

• regulator-initial-state: Suspend-Zustand; muss 3 sein.

• regulator-boot-on: Aktiviert die Schiene bei der Regulator-Registrierung.

• regulator-always-on: Verbietet Abschalten im Betrieb und aktiviert die Schiene bei der Registrierung.

• regulator-ramp-delay: DCDC-Spannungsanstiegszeit; fester Quellenwert 12500.

• regulator-on-in-suspend: Im Suspend eingeschaltet lassen; zum Abschalten durch regulator-off-in-suspend ersetzen.

• regulator-suspend-microvolt: Standby-Spannung bei weiterhin eingeschalteter Schiene.

1. poweroff

Kernel 4.4 verwendet pm_power_off_prepare für Vorbereitungen wie das Deaktivieren von RTC-Interrupts und Konfigurieren spezieller Register. Der registrierte syscore shutdown schaltet den PMIC tatsächlich ab.

1. clk: Ein Knoten verwendet einen RK808-Takt über folgenden Verweis:

clocks = <&rk808 1>;

Erstes Argument: &rk808, fest. Zweites: Taktindex, nur 0 oder 1; 0 = rk808-clkout1, 1 = rk808-clkout2.

2.2.3 4.19 Kernel DTS-Konfiguration

Siehe Kernel-4.4-DTS. Unterschied: Kernel 4.19 benötigt keinen gpio-Unterknoten mehr; andere Module referenzieren RK808-Pins weiterhin mit gpios = <&rk808 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;.

2.3 Funktionsschnittstellen

Die folgenden Schnittstellen decken übliche Regulator-Funktionen ab: Ein-/Ausschalten sowie Spannung setzen und lesen.

1. Regulator anfordern:

struct regulator *regulator_get(struct device *dev, const char *id)

Für dev standardmäßig NULL verwenden; id entspricht regulator-name in DTS.

1. Freigeben regulator:

void regulator_put(struct regulator *regulator)

1. Einschalten regulator:

int regulator_enable(struct regulator *regulator)

1. Ausschalten regulator:

int regulator_disable(struct regulator *regulator)

1. Spannung lesen regulator:

int regulator_get_voltage(struct regulator *regulator)

1. Regulator-Spannung setzen:

int regulator_set_voltage(struct regulator *regulator, int min_uV, int max_uV)

Der Aufrufer muss min_uV = max_uV sicherstellen.

1. Beispiel

struct regulator *rdev_logic;

rdev_logic = regulator_get(NULL, "vdd_logic");          // 获取vdd_logic
regulator_enable(rdev_logic);                           // 使能vdd_logic
regulator_set_voltage(rdev_logic, 1100000, 1100000);    // 设置电压1.1v
regulator_disable(rdev_logic);                          // 关闭vdd_logic
regulator_put(rdev_logic);                              // 释放vdd_logic

Kernel 4.4 und 4.19 stellen außerdem Regulator-Schnittstellen mit devm_-Präfix zur Verwaltung angeforderter Ressourcen bereit.

3. Debug

3.1 3.10 Kernel

Die PMIC-Treiberlogik ist relativ einfach; entscheidend sind die endgültigen Registereinstellungen. Eine übliche Debugmethode ist die Registerprüfung über /sys/rk808/rk808_test.

Lesen: echo r [addr] > /sys/rk808/rk808_test

Schreiben: echo w [addr] [value] > /sys/rk808/rk808_test

Nach dem Schreiben den Wert zur Kontrolle erneut lesen.

3.2 4.4 Kernel

Das Befehlsformat entspricht Kernel 3.10; nur der Pfad unterscheidet sich. Kernel 4.4 verwendet /sys/rk8xx/rk8xx_dbg.

3.3 4.19 Kernel

Siehe die Befehle für Kernel 4.4.