Rockchip IO-Domain: источники питания, регистры напряжения и диагностика DTS

Применимость к ArmSoM и область исходника

Справочный материал для адаптации ArmSoM на основе CN V1.0.1; no EN PDF. Сочетания платы, SDK/BSP, ядра и соединений аппаратно не проверялись. Область исходника ниже не означает поддержку каждой платой ArmSoM либо каждым ядром. Проверьте SoC, схему, SDK/BSP, драйвер и pinmux. Команды, патчи, журналы и измерения взяты из исходника и не являются тестами ArmSoM.

Английский PDF не предоставлен. Английская и русская версии полностью переведены с китайского и используют его рисунки с локализованными подписями.

Питание IO может иметь уровни 1.8v, 3.3v, 2.5v и 5.0v; часть IO поддерживает несколько уровней. IO-domain настраивает регистры по фактическому напряжению схемы. Неверная настройка нарушает работу. Таблица ниже перечисляет SoC из исходника, но не гарантирует допустимость всех этих напряжений для любого вывода.

Редакционные примечания · ArmSoM documentation · Rockchip Linux

1. Файл драйвера и узлы DTS

1.1 Файл драйвера

Расположение драйвера: drivers/power/avs/rockchip-io-domain.c.

1.2 Узлы DTS

В ядре 3.10 узлы DTS объединены:

io-domains {
    compatible = "rockchip,rk3368-io-voltage-domain";
    rockchip,grf = <&grf>;
    rockchip,pmugrf = <&pmugrf>;
    /*GRF_IO_VSEL*/
    dvp-supply = <&ldo7_reg>; /* DVPIO_VDD */
    wifi-supply = <&ldo7_reg>; /* APIO2_VDD */
    audio-supply = <&dcdc2_reg>; /* APIO3_VDD */
    sdcard-supply = <&ldo1_reg>; /* SDMMC0_VDD */
    gpio30-supply = <&dcdc2_reg>; /* APIO1_VDD */
    gpio1830-supply = <&dcdc2_reg>;/* ADIO4_VDD */
    /*PMU_GRF_IO_VSEL*/
    pmu-supply = <&ldo5_reg>; /* PMUIO_VDD */
    vop-supply = <&ldo5_reg>; /* LCDC_VDD */
};

В ядре 4.4 узлы DTS для GRF и PMUGRF разделены:

&io_domains {
    status = "okay";
    dvp-supply = <&vcc_18>;
    audio-supply = <&vcc_io>;
    gpio30-supply = <&vcc_io>;
    gpio1830-supply = <&vcc_io>;
    sdcard-supply = <&vccio_sd>;
    wifi-supply = <&vccio_wl>;
};
&pmu_io_domains {
    status = "okay";
    pmu-supply = <&vcc_io>;
    vop-supply = <&vcc_io>;
};

2. Описание в TRM

Чтобы найти регистры io-domain в TRM, ищите vsel, VSEL или volsel в разделах GRF/PMUGRF. Регистры io-domain в PMUGRF управляют PMU IO.

Описаны два настраиваемых диапазона напряжения: 1.8v и 3.3v.

Значение регистра 1 обычно соответствует диапазону 1.62v–1.98v с типовым напряжением 1.8v.

Значение регистра 0 обычно соответствует диапазону 3.00v–3.60v с типовым напряжением 3.3v.

Точные пределы напряжения определяются datasheet конкретного SoC.

3. Алгоритм работы драйвера

Алгоритм драйвера rockchip-io-domain.c состоит из двух основных частей:

3.1 Инициализация

В probe драйвер получает regulator по соответствующему supply name из DTS. Затем по напряжению regulator настраивает регистр io-domain: бит 1 для диапазона 1.8v и бит 0 для диапазона 3.3v.

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.6, cn-p06-initialization-flow.png.

Алгоритм: начало → сопоставление Supply_Name → удалось получить regulator? Нет: пропустить; да: настроить io-domain. Продолжить? Да: следующий источник; нет: завершить.

3.2 Динамическая настройка

При инициализации драйвер связывается с regulator и регистрирует notifier. При изменении напряжения regulator уведомляет драйвер io-domain, который обновляет соответствующий регистр.

4. Настройка io-domain

Не каждый домен питания IO требует настройки: некоторые имеют фиксированное напряжение. Ниже приведены три шага программной настройки io-domain.

4.1 Поиск supply name в rockchip-io-domain.txt

Домены IO, требующие настройки DTS, описаны в Documentation/devicetree/bindings/power/rockchip-io-domain.txt дерева ядра Linux. Названия одного домена в TRM и схеме могут различаться; документ задаёт их соответствие.

Для RK3399 исходный текст перечисляет bt565, audio, sdmmc, gpio1830 и pmu1830 в PMUGRF. В выдержке binding ниже используется bt656-supply, а не bt565; расхождение сохранено и отмечено. Фраза «The supply connected to ***_VDD» задаёт соответствующую цепь питания на схеме.

Возможные источники питания для rk3399:

bt656-supply: питание, подключённое к APIO2_VDD.

audio-supply: питание, подключённое к APIO5_VDD.

sdmmc-supply: питание, подключённое к SDMMC0_VDD.

gpio1830-supply: питание, подключённое к APIO4_VDD.

Возможные источники питания для rk3399 pmu-domains:

pmu1830-supply: питание, подключённое к PMUIO2_VDD.

4.2 Поиск фактического напряжения домена на схеме

В примере схемы RK3399-EVB домен bt656 соответствует APIO2_VDD. Поиск APIO2_VDD на схеме показывает, что его питает VCC1V8_DVP от RK808.

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.7, cn-p07-figure1.png.

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.8, cn-p08-figure1.png.

4.3 Настройка DTS

Определив имя и источник питания, найдите regulator vcc1v8_dvp в DTS и добавьте bt656-supply = <&vcc1v8_dvp>; в rk3399-evb.dtsi. Остальные домены настраиваются аналогично.

5. Домены, управляемые аппаратным выводом, обычно не настраиваются

Некоторые домены IO Rockchip уже управляются аппаратным выводом. Обычно их не настраивают в DTS ядра, чтобы сохранить аппаратное состояние. Часто так устроены домены flash и eMMC.

Описание регистров TRM указывает домены, управляемые выводами, и связь входного уровня с настройкой домена. Альтернативный способ — настройка через GRF.

Например, TRM RK3368 и схема RK3368-EVB содержат следующие описания регистра и аппаратного вывода.

Описания регистров TRM:

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.8, cn-p08-figure2.png.

Редактируемая расшифровка видимого рисунка; заголовки добавлены редакцией, значения регистров не изменены.

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.8, cn-p08-figure3.png.

Редактируемая расшифровка видимого рисунка; заголовки добавлены редакцией, значения регистров не изменены.

Аппаратная схема:

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.9, cn-p09-figure1.png.

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.9, cn-p09-figure2.png.

Редактируемая расшифровка видимого рисунка; заголовки добавлены редакцией, значения регистров не изменены.

На схеме также указаны FLASH_VOLTAGE_SEL=0 FLASH_IO=3.3V и FLASH_VOLTAGE_SEL=1 FLASH_IO=1.8V. Это подписи исходной схемы, а не универсальные допустимые напряжения выводов.

6. Если regulator отсутствует в DTS

Если нужного regulator нет, возможно, вместо PMIC используется напрямую подключённое фиксированное питание. Добавьте в DTS определения fixed-regulator. Обычно достаточно двух — 3.3v и 1.8v.

Ниже приведён пример из rk3229-evb.dts. Определите фактическое напряжение схемы — 1.8v или 3.3v — и выберите соответствующий regulator:

    regulators {
       compatible = "simple-bus";
       #address-cells = <1>;
       #size-cells = <0>;
       vccio_1v8_reg: regulator@0 {
           compatible = "regulator-fixed";
           regulator-name = "vccio_1v8";
           regulator-min-microvolt = <1800000>;
           regulator-max-microvolt = <1800000>;
           regulator-always-on;
       };
       vccio_3v3_reg: regulator@1 {
           compatible = "regulator-fixed";
           regulator-name = "vccio_3v3";
           regulator-min-microvolt = <3300000>;
           regulator-max-microvolt = <3300000>;
           regulator-always-on;
       };
    };
&io_domains {
    status = "okay";
    vccio1-supply = <&vccio_3v3_reg>;
    vccio2-supply = <&vccio_1v8_reg>;
    vccio4-supply = <&vccio_3v3_reg>;
};

7. Частые вопросы

7.1 Проверка регистра домена конкретного вывода

Неверное напряжение вывода может быть связано с настройкой домена питания. Например, программа выставляет высокий уровень GPIO2_B1 RK3399, но измеренное напряжение неверно. Если регистры подтверждают режим GPIO и высокий выход, проверьте io-domain, выполняя описанные шаги в обратном порядке.

Сначала по схеме или datasheet определите домен вывода. В примере RK3399 GPIO2_B1 относится к APIO2_VDD, подключённому к VCC1V8_DVP.

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.10, cn-p10-figure1.png.

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.11, cn-p11-figure1.png.

Найдите программное имя в rockchip-io-domain.txt; здесь это bt656.

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.11, cn-p11-figure2.png.

Копируемый фрагмент binding со снимка (в оригинале gpio1830 без суффикса -supply и двоеточия; написание не изменено):

Possible supplies for rk3368 pmu-domains:
- pmu-supply:    The supply connected to PMUIO_VDD.
- vop-supply:    The supply connected to LCDC_VDD.

Possible supplies for rk3399:
- bt656-supply:  The supply connected to APIO2_VDD.
- audio-supply:  The supply connected to APIO5_VDD.
- sdmmc-supply:  The supply connected to SDMMC0_VDD.
- gpio1830      The supply connected to APIO4_VDD.

Possible supplies for rk3399 pmu-domains:
- pmu1830-supply:The supply connected to PMUIO2_VDD.

У RK3368 домены pmu/vop связаны с PMUIO_VDD/LCDC_VDD. У RK3399 bt656/audio/sdmmc/gpio1830 связаны с APIO2_VDD/APIO5_VDD/SDMMC0_VDD/APIO4_VDD; питание PMU связано с PMUIO2_VDD.

Найдите регистр в TRM и прочитайте его командой io либо другим подходящим средством. База обычно GRF или PMUGRF. Здесь bt656 соответствует bit0 по смещению 0xe640, база GRF — 0xff770000. В последовательном терминале выполните io -4 0xff77e640. Значение bit0=1 выбирает 1.8v и соответствует VCC1V8_DVP; настройка DTS верна. Значение bit0=0 выбирает 3.3v и не соответствует реальному питанию VCC1V8_DVP. Эти адреса относятся к исходному примеру RK3399, а не к произвольной плате.

Технический рисунок — 072, источник CN PDF p.11, cn-p11-figure3.png.

Редактируемая расшифровка видимого рисунка; заголовки добавлены редакцией, значения регистров не изменены.

Снимок регистра содержит gpio1833_gpio4cd_ms, а binding — gpio1830. Оба исходных написания сохранены; сверить с соответствующими TRM/BSP.

7.2 Неверные регистры io-domain

Типичные причины неверной настройки:

Задано неверное напряжение regulator.

Regulator не настроен либо не включён.

Regulator загружается позже драйвера io-domain, поэтому его получение завершается ошибкой.