Vollständiger Rockchip RK809 PMIC-Leitfaden: Pins, Einschaltsequenz, DTS und Debugging

Chinesische Quelle V1.0.0, Kernelbereich 4.4 / 4.19. Das technische Vorwort beschreibt Konzepte, Funktionen, DTS und Fehlersuche der RK809-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 BSP abgleichen: Abschaltort „PCIE“, rockchi-Pfad und DCDC3 nur mit externem Teiler gegenüber internen Spannungsstufen in der Sequenztabelle. Die Originalüberschriften 3.1/3.2 nennen nur „Kernel“; keine Version ergänzt.

ArmSoM Docs · Rockchip kernel

1. Grundlagen

1.1 Übersicht

RK809 ist ein leistungsfähiger PMIC mit 5 Hochstrom-DCDCs, 9 LDOs, 2 SWITCH-Ausgängen, 1 RTC, 1 leistungsfähigen CODEC und einstellbarer Einschaltsequenz. Die Versorgungen werden in DCDC und LDO eingeteilt; allgemeine Eigenschaften folgen, Details 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 RK809-Funktionen als vier Bereiche beschrieben:

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

2. rtc: Zeitführung, Zeitsteuerung und verwandte Funktionen.

3. gpio: allgemeine GPIO-Funktion mit pinctrl-Unterstützung.

4. pwrkey: erkennt Drücken/Loslassen der Einschalttaste und spart einen AP-GPIO.

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

6. codec: Abtastraten bis 192KHZ, 16bit und 32bit, DAC, ADC, PDM und weitere Funktionen. Hier nicht behandelt; laut Quelle soll ein eigenes Dokument folgen.

1.3 Pinfunktionen

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p6

Besonders auf SLEEP und INT achten; der sleep-Pin bietet zusätzlich erweiterte GPIO-Funktionalität.

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p7

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p7

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p8

Bearbeitbare Abschrift der Originaltabellen oben.

1.4 Wichtige Konzepte

I2C-Adresse: 7-Bit-Slaveadresse 0x20. 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 reduziert den Eigenverbrauch beim System-Suspend. Produktspezifisch werden einzelne Spannungen gesenkt oder Ausgänge abgeschaltet. Im Standby konfiguriert der AP pmic_sleep über I2C für sleep und setzt ihn auf High. Beim SoC-Aufwachen wird der Pin wieder Low und der PMIC verlässt sleep.

3. PMIC shutdown: Der PMIC schaltet das ganze System ab. Der AP konfiguriert pmic_sleep über I2C für shutdown und setzt den Pin auf High. Normalerweise ist pmic_sleep für normal Low; High schaltet auf sleep oder shutdown. Bei RK809 ist der Pin gemultiplext; die Funktion wird über pinctrl gewählt:

4. SLEEP: SLEEP-Modus umschalten.

5. Abschalten: POWER DOWN.

6. Zurücksetzen: RESET.

7. Leerlauf: keine Funktion.

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. Nicht 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.
• EN bleibt High und ein Ladegerät wird eingesteckt.

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 · p10

Originalabbildung aus dem chinesischen PDF · p10

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

2. Konfiguration

2.1 Treiber und menuconfig

Kernel-4.4-Konfiguration. RK809-Treiberdateien nutzen teilweise Komponenten von rk817 und rk805:

drivers/mfd/rk808.c
drivers/input/misc/rk8xx-pwrkey.c
drivers/rtc/rtc-rk808.c
drivers/gpio/gpio-rk8xx.c
drivers/regulator/rk808-regulator.c
drivers/clk/clk-rk808.c

RK809-DTS-Referenzdatei:

arch/arm64/boot/dts/rockchi/px30-evb-ddr4-v10.dts

Zugehörige menuconfig-Symbole:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_GPIO_RK8XX
CONFIG_REGULATOR_RK818
CONFIG_INPUT_RK8XX_PWRKEY
CONFIG_COMMON_CLK_RK808

Kernel-4.19-Konfiguration. RK809-Treiberdateien:

drivers/mfd/rk808.c
drivers/input/misc/rk805-pwrkey.c       // 跟4.4内核不同
drivers/rtc/rtc-rk808.c
drivers/pinctrl/pinctrl-rk805.c         // 跟4.4内核不同
drivers/regulator/rk808-regulator.c     // 跟4.4内核不同
drivers/clk/clk-rk808.c

RK809-DTS-Referenzdatei:

arch/arm64/boot/dts/rockchi/px30-evb-ddr4-v10.dts

Zugehörige menuconfig-Symbole:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_PINCTRL_RK805
CONFIG_REGULATOR_RK808
CONFIG_INPUT_RK805_PWRKEY
CONFIG_COMMON_CLK_RK808

2.2 DTS-Konfiguration

Kernel-4.4-DTS: i2c-Anbindung, Haupteigenschaften, rtc, pwrkey, gpio und regulator.

&pinctrl {
    pmic {
        pmic_int: pmic_int {
            rockchip,pins =
                <0 RK_PA7 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_up>;
        };
        soc_slppin_gpio: soc_slppin_gpio {
            rockchip,pins =
                <0 RK_PA4 RK_FUNC_GPIO &pcfg_output_low>;
        };
        soc_slppin_slp: soc_slppin_slp {
            rockchip,pins =
                <0 RK_PA4 RK_FUNC_1 &pcfg_pull_none>;
        };
        soc_slppin_rst: soc_slppin_rst {
            rockchip,pins =
                <0 RK_PA4 RK_FUNC_2 &pcfg_pull_none>;
        };
    };
};
&i2c1 {
    status = "okay";
    rk809: pmic@20 {
        compatible = "rockchip,rk809";
        reg = <0x20>;
        interrupt-parent = <&gpio0>;
        interrupts = <7 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
        pinctrl-names = "default", "pmic-sleep",
                "pmic-power-off", "pmic-reset";
        pinctrl-0 = <&pmic_int>;
        pinctrl-1 = <&soc_slppin_slp>, <&rk817_slppin_slp>;
        pinctrl-2 = <&soc_slppin_gpio>, <&rk817_slppin_pwrdn>;
        pinctrl-3 = <&soc_slppin_rst>, <&rk817_slppin_rst>;
        rockchip,system-power-controller;
        wakeup-source;
        #clock-cells = <1>;
        clock-output-names = "rk808-clkout1", "rk808-clkout2";
        //fb-inner-reg-idxs = <2>;
        /* 1: rst regs (default in codes), 0: rst the pmic */
        pmic-reset-func = <1>;
        vcc1-supply = <&vcc5v0_sys>;
        vcc2-supply = <&vcc5v0_sys>;
        vcc3-supply = <&vcc5v0_sys>;
        vcc4-supply = <&vcc5v0_sys>;
        vcc5-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc6-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc7-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc8-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc9-supply = <&vcc5v0_sys>;
        pwrkey {
    status = "okay";
};
pinctrl_rk8xx: pinctrl_rk8xx {
    gpio-controller;
    #gpio-cells = <2>;
    rk817_slppin_null: rk817_slppin_null {
        pins = "gpio_slp";
        function = "pin_fun0";
    };
    rk817_slppin_slp: rk817_slppin_slp {
        pins = "gpio_slp";
        function = "pin_fun1";
    };
    rk817_slppin_pwrdn: rk817_slppin_pwrdn {
        pins = "gpio_slp";
        function = "pin_fun2";
    };
    rk817_slppin_rst: rk817_slppin_rst {
        pins = "gpio_slp";
        function = "pin_fun3";
    };
};
regulators {
    vdd_logic: DCDC_REG1 {
        regulator-always-on;
        regulator-boot-on;
        regulator-min-microvolt = <950000>;
        regulator-max-microvolt = <1350000>;
        regulator-ramp-delay = <6001>;
        regulator-initial-mode = <0x2>;
        regulator-name = "vdd_logic";
        regulator-state-mem {
            regulator-on-in-suspend;
            regulator-suspend-microvolt = <950000>;
        };
    };
    vdd_arm: DCDC_REG2 {
        regulator-always-on;
        regulator-boot-on;
        regulator-min-microvolt = <950000>;
        regulator-max-microvolt = <1350000>;
        regulator-ramp-delay = <6001>;
        regulator-initial-mode = <0x2>;
        regulator-name = "vdd_arm";
        regulator-state-mem {
            regulator-off-in-suspend;
            regulator-suspend-microvolt = <950000>;
        };
    };
            vcc_ddr: RK809_DCDC3@2 {
                .................
            };
            .............................
        };
        rk809_codec: codec {
            #sound-dai-cells = <0>;
            compatible = "rockchip,rk809-codec", "rockchip,rk817-codec";
            clocks = <&cru SCLK_I2S1_OUT>;
            clock-names = "mclk";
            pinctrl-names = "default";
            pinctrl-0 = <&i2s1_2ch_mclk>;
            hp-volume = <20>;
            spk-volume = <3>;
            status = "okay";
        };
    };
};

1. i2c-Anbindung: Den vollständigen RK809-Knoten unter dem zugehörigen i2c-Knoten platzieren und status = "okay"; setzen.

2. Haupteigenschaften — Folgendes nicht ändern:

compatible = "rockchip,rk809";
reg = <0x20>;
rockchip,system-power-controller;
wakeup-source;
gpio-controller;
#gpio-cells = <2>;

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, pwrkey und gpio: Sind sie in menuconfig gewählt, werden aber nicht benötigt, die entsprechenden DTS-Knoten mit status = "disabled" hinzufügen. Die Treiber werden nicht geladen; dadurch entstehende Bootfehler können hier ignoriert werden. Zum Aktivieren die 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. power off: RK809 lässt sich direkt über ein I/O-Signal ausschalten. Der Kernel registriert pm_shutdown_prepare_fn zur Vorbereitung, insbesondere RTC-Interrupts deaktivieren und IOMUX spezieller Pins konfigurieren. Laut Quelle erfolgt das eigentliche Abschalten „in PCIE“, indem pm_power_off direkt das I/O ansteuert.

static int rk817_shutdown_prepare(struct rk808 *rk808)
{
    int ret;

    /* close rtc int when power off */
    regmap_update_bits(rk808->regmap,
               RK817_INT_STS_MSK_REG1,
               (0x3 << 5), (0x3 << 5));
    regmap_update_bits(rk808->regmap,
               RK817_RTC_INT_REG,
               (0x3 << 2), (0x0 << 2));

    if (rk808->pins && rk808->pins->p && rk808->pins->power_off) {
        ret = regmap_update_bits(rk808->regmap,
                     RK817_SYS_CFG(3),
                     RK817_SLPPIN_FUNC_MSK,
                     SLPPIN_NULL_FUN);
        if (ret) {
            pr_err("shutdown: config SLPPIN_NULL_FUN error!\n");
            return 0;
        }

        ret = regmap_update_bits(rk808->regmap,
                     RK817_SYS_CFG(3),
                     RK817_SLPPOL_MSK,
                     RK817_SLPPOL_H);
        if (ret) {
            pr_err("shutdown: config RK817_SLPPOL_H error!\n");
            return 0;
        }
        ret = pinctrl_select_state(rk808->pins->p,
                       rk808->pins->power_off);
        if (ret)
            pr_info("%s:failed to activate pwroff state\n",
                __func__);
        else
            return ret;
    }

    /* pmic sleep shutdown function */
    ret = regmap_update_bits(rk808->regmap,
                 RK817_SYS_CFG(3),
                 RK817_SLPPIN_FUNC_MSK, SLPPIN_DN_FUN);
    return ret;
}

1. clk: Ein Knoten verwendet einen RK809-Takt über folgenden Verweis:

clocks = <&rk809 1>;

Erstes Argument: &rk809, fest. Zweites: Taktindex, nur 0 oder 1; 0 = rk809-clkout1, 1 = rk809-clkout2.

Kernel-4.19-DTS-Konfiguration

Siehe Kernel-4.4-DTS. Unterschied: Kernel 4.19 benötigt keinen gpio-Unterknoten mehr; andere Module referenzieren RK809-Pins weiterhin mit gpios = <&rk809 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 Kernel

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

3.2 Kernel

Siehe die Befehle für Kernel 4.4.