Полное руководство Rockchip RK808 PMIC: выводы, последовательность питания, DTS и отладка

Китайский оригинал V1.0.1, ядра 3.10 / 4.4 / 4.19. Техническое предисловие описывает понятия, функции, DTS и диагностику модулей RK808; технический текст сохранён полностью. Английского PDF нет; все языки используют рисунки китайского PDF, часть подписей уже английская. Это платформенный справочник: проверьте PMIC, SoC, дерево питания, выводы, SDK/BSP и ядро конкретной ArmSoM. Совместимость всех плат не заявляется; аппаратных испытаний не было.

Изменение напряжений, режимов выводов и регистров может выключить или повредить оборудование; примеры оригинала не выполнялись. 0.737.5, различия таблиц напряжений/последовательности, regulator-ramp-delay 12500 против 6001 в примере и «четыре функции» при другом количестве пунктов сохранены без предположительных исправлений. Сверьте с даташитом INT (в таблице по умолчанию высокий активный уровень, в тексте низкий), VCC11 в строке VCC10, тип I для OSC32KOUT и незавершённое описание VCCA. В исходной последовательности LDO7 значение 1.8/OFF не содержит V.

ArmSoM Docs · Rockchip kernel

1. Основы

1.1 Обзор

RK808 — высокопроизводительный PMIC с 4 сильноточными DCDC, 8 LDO, 2 выходами SWITCH, 1 RTC и настраиваемой последовательностью включения. Системные источники питания обычно делятся на DCDC и LDO. Ниже приведены общие свойства; подробности следует искать в дополнительной литературе.

1. DCDC: высокий КПД при большой разнице входного и выходного напряжений, но относительно большие пульсации и стоимость. Применяется при большом перепаде напряжения и токе нагрузки. Обычно доступны PWM (хорошие пульсации/переходная характеристика, меньший КПД) и PFM (высокий КПД, меньшая нагрузочная способность).

2. LDO: низкий КПД при большом перепаде напряжения, но низкая стоимость. Для повышения КПД оптимизируют систему: например, вход LDO с выходом 1.1V можно питать от DCDC VCCIO_3.3V. Если схема позволяет, подключайте вход LDO к выходу DCDC, учитывая последовательность включения.

1.2 Функции

С точки зрения пользователя функции RK808 описаны как четыре части:

1. regulator: управление состоянием отдельных источников DCDC и LDO.

2. rtc: часы, отсчёт времени и связанные функции.

3. clk: два выхода тактовой частоты 32.768KHZ; один постоянно включён и неуправляемый, второй управляется программно.

1.3 Функции выводов

Оригинальный рисунок китайского PDF · p5

В следующих описаниях особое внимание уделите выводам SLEEP и INT.

Оригинальный рисунок китайского PDF · p6

Оригинальный рисунок китайского PDF · p7

Оригинальный рисунок китайского PDF · p8

Оригинальный рисунок китайского PDF · p9

Редактируемая транскрипция исходных таблиц выше.

1.4 Важные понятия

Адрес I2C: 7-битный адрес ведомого 0x1b. PMIC имеет три режима работы.

1. Режим PMIC normal: при обычной работе системы PMIC находится в normal, а pmic_sleep имеет низкий уровень.

2. Режим PMIC sleep: при приостановке системы PMIC переходит в sleep для снижения собственного потребления. Обычно напряжения некоторых выходов уменьшаются либо выходы отключаются; это настраивается под изделие. Высокий уровень pmic_sleep вводит PMIC в sleep. При пробуждении SoC pmic_sleep возвращается в низкий уровень и PMIC выходит из сна.

3. Режим PMIC shutdown: при выключении системы PMIC отключает всё системное питание. AP через I2C настраивает pmic_sleep для shutdown, затем поднимает pmic_sleep для перехода в shutdown.

Вывод pmic_sleep:

Обычно низкий уровень удерживает PMIC в normal; высокий переводит его в sleep или shutdown.

pmic_int: обычно высокий; при прерывании становится низким и остаётся таким до обработки прерывания.

pmic_pwron: подключите к нему аппаратную кнопку питания; драйвер определяет нажатие/отпускание.

Режимы DCDC: кроме PWM (force PWM) и PFM, режим AUTO динамически переключает PWM/PFM. PMIC поддерживает PWM и AUTO PWM/PFM. AUTO повышает КПД, но ухудшает пульсации/переходную характеристику. Для стабильности при работе используется PWM, при suspend — AUTO PWM/PFM.

Напряжение DCDC3: регистры не позволяют менять напряжение этой особой линии; оно задаётся внешним резистивным делителем. Для изменения напряжения измените внешнюю схему. В решениях Rockchip линия обычно питает VCC_DDR.

Диапазоны регулировки DCDC и LDO при работе:

1. Непрерывные диапазоны напряжения DCDC:

1. Непрерывные напряжения LDO:

1.5 Условия и последовательность включения

1. Условия включения: достаточно любого из следующих условий:

• EN переходит из низкого уровня в высокий.
• EN остаётся высоким и возникает прерывание будильника RTC.
• EN остаётся высоким и нажата кнопка PWRON.

1. Последовательность включения: требования к порядку включения линий могут различаться между SoC. Ниже приведены последовательности; конкретные требования уточняйте по актуальному datasheet.

Оригинальный рисунок китайского PDF · p11

Таблица последовательности переписана с оригинального рисунка; пустые поля, x, OTP и ON/OFF сохранены.

2. Конфигурация

2.1 Драйверы и menuconfig

2.1.1 3.10 ядроКонфигурация

Файлы драйвера RK808:

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

Эталонный файл DTS RK808:

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

Соответствующие символы menuconfig:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808

2.1.2 4.4 ядроКонфигурация

Файлы драйвера RK808:

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

Эталонный файл DTS RK808:

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

Соответствующие символы menuconfig:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_REGULATOR_RK808
CONFIG_COMMON_CLK_RK808

2.1.3 4.19 ядроКонфигурация

Файлы драйвера RK808:

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

Соответствующие символы menuconfig:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_REGULATOR_RK808
CONFIG_COMMON_CLK_RK808

2.2 Конфигурация DTS

2.2.1 3.10 ядро Конфигурация DTS

DTS содержит подключение I2C, основные свойства и разделы regulator, rtc и 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. Подключение I2C: разместите весь узел RK808 внутри соответствующего i2c и установите status = "okay";.

2. Основные свойства — следующее не изменять:

rk808,system-power-controller: объявляет управление выключением системы через RK808.

Настраивается gpios: первый вывод — pmic_int, второй — pmic_sleep.

1. regulator

• regulator-name: Имя питания; рекомендуется совпадение со схемой. Используется regulator_get.

• regulator-min-microvolt: Минимальное регулируемое напряжение при работе.

• regulator-max-microvolt: Максимальное регулируемое напряжение при работе.

• regulator-initial-mode: Рабочий режим DCDC, обычно 1: 1 = force PWM; 2 = auto PWM/PFM.

• regulator-state-mode: Режим DCDC во сне, обычно 2: 1 = force PWM; 2 = auto PWM/PFM.

• regulator-initial-state: Состояние suspend; обязательно 3.

• regulator-boot-on: Включает линию при регистрации regulator.

• regulator-always-on: Запрещает отключение при работе и включает линию при регистрации.

• regulator-state-enabled: Сохраняет питание во сне; для отключения заменить на regulator-state-disabled.

• regulator-state-uv: Напряжение ожидания, если линия остаётся включённой.

Примечания:

Если regulator-min-microvolt равен regulator-max-microvolt, framework при регистрации задаёт это напряжение и включает линию без вмешательства пользователя.

При наличии regulator-boot-on или regulator-always-on framework включает линию при регистрации. При равенстве минимального и максимального напряжений устанавливается это значение; при различии сохраняется аппаратное напряжение включения PMIC по умолчанию.

1. rtc: если RTC не нужен (например, в ТВ-приставке), добавьте показанный выше узел и явно задайте status = "disabled". Для включения RTC удалите весь узел RTC либо задайте status = "okay".

2. poweroff: драйвер RK808 перехватывает выключение и через I2C отключает выходы PMIC. rk808_shutdown регистрируется как syscore shutdown для подготовки: вывода напряжений при выключении, отключения прерываний RTC и т. п.

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 выполняет фактическую запись I2C для отключения выходов PMIC.

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 ядро Конфигурация DTS

DTS включает подключение i2c, основные свойства, rtc, clk и 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. Подключение i2c: разместите полный узел RK808 в соответствующем i2c и задайте status = "okay";.

2. Основные свойства

Не изменять:

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

Настройка по правилам pinctrl:

• interrupt-parent: контроллер GPIO, которому принадлежит pmic_int.
• interrupts: индекс и полярность pmic_int в этом контроллере.
• pinctrl-names: не изменять, фиксированное “default”.
• pinctrl-0: ссылка на pmic_int, определённый в pinctrl.

1. rtc: если модуль выбран в menuconfig, но не нужен, добавьте узел rtc в DTS с status = "disabled". Драйвер не включится; возникающие при загрузке сообщения об ошибках в этом случае можно игнорировать. Для включения удалите узел либо задайте status = "okay".

2. regulator

• regulator-compatible: Имя для сопоставления драйвера; изменение приводит к ошибке загрузки.

• regulator-name: Имя питания; рекомендуется совпадение со схемой. Используется regulator_get.

• regulator-init-microvolt: Начальное напряжение в U-Boot; в ядре не действует.

• regulator-min-microvolt: Минимальное регулируемое напряжение при работе.

• regulator-max-microvolt: Максимальное регулируемое напряжение при работе.

• regulator-initial-mode: Рабочий режим DCDC, обычно 1: 1 = force PWM; 2 = auto PWM/PFM.

• regulator-mode: Режим DCDC во сне, обычно 2: 1 = force PWM; 2 = auto PWM/PFM.

• regulator-initial-state: Состояние suspend; обязательно 3.

• regulator-boot-on: Включает линию при регистрации regulator.

• regulator-always-on: Запрещает отключение при работе и включает линию при регистрации.

• regulator-ramp-delay: Время нарастания напряжения DCDC; фиксированное значение оригинала 12500.

• regulator-on-in-suspend: Сохраняет питание во сне; для отключения заменить на regulator-off-in-suspend.

• regulator-suspend-microvolt: Напряжение ожидания при сохранённом питании.

1. poweroff

В ядре 4.4 pm_power_off_prepare готовит выключение: отключает прерывания RTC, настраивает специальные регистры и т. п. Зарегистрированный syscore shutdown выполняет фактическое отключение PMIC.

1. clk: узел, использующий тактовый сигнал RK808, ссылается на него так:

clocks = <&rk808 1>;

Первый аргумент: &rk808, неизменяемый. Второй: индекс тактового выхода, только 0 или 1; 0 = rk808-clkout1, 1 = rk808-clkout2.

2.2.3 4.19 ядро Конфигурация DTS

См. DTS ядра 4.4. Отличие: в ядре 4.19 дочерний узел gpio больше не нужен, но другие модули по-прежнему обращаются к выводам RK808 через gpios = <&rk808 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;.

2.3 Программные интерфейсы

Следующие интерфейсы покрывают обычные операции regulator: включение, выключение, установка и чтение напряжения.

1. Получить regulator:

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

По умолчанию dev = NULL; id соответствует regulator-name в DTS.

1. Освободить regulator:

void regulator_put(struct regulator *regulator)

1. Включить regulator:

int regulator_enable(struct regulator *regulator)

1. Отключить regulator:

int regulator_disable(struct regulator *regulator)

1. Получить напряжение regulator:

int regulator_get_voltage(struct regulator *regulator)

1. Установить напряжение regulator:

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

Вызывающая сторона обязана обеспечить min_uV = max_uV.

1. Пример

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

Ядра 4.4 и 4.19 также предоставляют интерфейсы regulator с префиксом devm_, управляющие выделяемыми ресурсами.

3. Debug

3.1 3.10 ядро

Логика драйверов PMIC относительно проста; основное внимание уделяется конечным значениям регистров. Обычный способ отладки — чтение регистров RK808 через /sys/rk808/rk808_test.

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

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

После записи рекомендуется прочитать значение повторно для проверки.

3.2 4.4 ядро

Формат команд такой же, как в ядре 3.10; меняется только путь. Ядро 4.4 использует /sys/rk8xx/rk8xx_dbg.

3.3 4.19 ядро

См. команды для ядра 4.4.