Полное руководство Rockchip RK809 PMIC: выводы, последовательность питания, DTS и отладка

Китайский оригинал V1.0.0, ядра 4.4 / 4.19. Техническое предисловие описывает понятия, функции, DTS и диагностику модулей RK809; 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 BSP место выключения «PCIE», путь rockchi и утверждение о только внешнем делителе DCDC3 при внутренних настройках в таблице. Заголовки 3.1/3.2 в оригинале содержат только «ядро»; версии не додуманы.

ArmSoM Docs · Rockchip kernel

1. Основы

1.1 Обзор

RK809 — высокопроизводительный PMIC с 5 сильноточными DCDC, 9 LDO, 2 SWITCH, 1 RTC, 1 высокопроизводительным CODEC и настраиваемой последовательностью включения. Источники питания делятся на DCDC и LDO; ниже приведены общие свойства, подробности — 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 RK809 описаны как четыре части:

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

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

3. gpio: обычные GPIO с поддержкой pinctrl.

4. pwrkey: определяет нажатие/отпускание кнопки питания, экономя один GPIO AP.

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

6. codec: частота дискретизации до 192KHZ, 16bit и 32bit, DAC, ADC, PDM и другие функции. Здесь не рассматривается; оригинал обещает отдельный документ.

1.3 Функции выводов

Оригинальный рисунок китайского PDF · p6

Особое внимание уделите SLEEP и INT; вывод sleep также предоставляет расширенную функцию GPIO.

Оригинальный рисунок китайского PDF · p7

Оригинальный рисунок китайского PDF · p7

Оригинальный рисунок китайского PDF · p8

Редактируемая транскрипция исходных таблиц выше.

1.4 Важные понятия

Адрес I2C: 7-битный адрес ведомого 0x20. 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 снижает потребление PMIC при приостановке системы. По требованиям изделия напряжения отдельных линий снижают либо отключают выходы. В ожидании AP через I2C настраивает pmic_sleep для sleep и поднимает его для входа в сон. При пробуждении SoC вывод возвращается в низкий уровень и PMIC выходит из сна.

3. PMIC shutdown: PMIC отключает питание всей системы. AP через I2C настраивает pmic_sleep как shutdown и поднимает вывод. Обычно pmic_sleep низкий для normal; высокий переводит в sleep или shutdown. В RK809 вывод мультиплексирован, нужная функция выбирается через pinctrl:

4. SLEEP: переключение режима SLEEP.

5. Выключение: POWER DOWN.

6. Сброс: RESET.

7. Ожидание: без функции.

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. Прерывистые диапазоны напряжений 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.
• EN остаётся высоким и подключается зарядное устройство.

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 · p10

Оригинальный рисунок китайского PDF · p10

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

2. Конфигурация

2.1 Драйверы и menuconfig

Конфигурация ядра 4.4. Файлы драйвера RK809 частично общие с rk817 и 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

Эталонный файл DTS RK809:

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

Соответствующие символы menuconfig:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_GPIO_RK8XX
CONFIG_REGULATOR_RK818
CONFIG_INPUT_RK8XX_PWRKEY
CONFIG_COMMON_CLK_RK808

Конфигурация ядра 4.19. Файлы драйвера RK809:

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

Эталонный файл DTS RK809:

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

Соответствующие символы menuconfig:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_PINCTRL_RK805
CONFIG_REGULATOR_RK808
CONFIG_INPUT_RK805_PWRKEY
CONFIG_COMMON_CLK_RK808

2.2 Конфигурация DTS

DTS ядра 4.4: подключение i2c, основные свойства, rtc, pwrkey, gpio и 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. Подключение i2c: разместите полный узел RK809 в соответствующем i2c и задайте status = "okay";.

2. Основные свойства — следующее не изменять:

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

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, pwrkey и gpio: если они выбраны в menuconfig, но не нужны, добавьте соответствующие узлы DTS с status = "disabled". Драйверы не загрузятся; возникающие при загрузке ошибки в этом случае можно игнорировать. Для включения удалите узлы 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. power off: RK809 может выключаться непосредственно сигналом I/O. Ядро регистрирует pm_shutdown_prepare_fn для подготовки: прежде всего отключения RTC-прерываний и настройки IOMUX специальных выводов. По оригиналу фактическое выключение происходит «в PCIE»: pm_power_off непосредственно управляет I/O.

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: узел, использующий тактовый сигнал RK809, ссылается на него так:

clocks = <&rk809 1>;

Первый аргумент: &rk809, неизменяемый. Второй: индекс тактового выхода, только 0 или 1; 0 = rk809-clkout1, 1 = rk809-clkout2.

DTS ядра 4.19

См. DTS ядра 4.4. Отличие: в ядре 4.19 дочерний узел gpio больше не нужен, но другие модули по-прежнему обращаются к выводам RK809 через gpios = <&rk809 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 ядро

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

3.2 ядро

См. команды для ядра 4.4.