Полное руководство Rockchip RK818 PMIC: выводы, питание, DTS и отладка

Китайский оригинал V1.0.1; ядра 3.10 / 4.4 / 4.19. Сохранена область технического предисловия: понятия, функции, конфигурация и диагностика модулей. Английского PDF во входных материалах нет; четыре языка полностью основаны на китайском оригинале и используют его технические рисунки, если они есть. Только платформенный справочник ArmSoM: сверяйте PMIC, SoC, SDK/BSP, ядро, питание и батарею конкретной платы. Аппаратных испытаний не было; поддержка всех плат не заявляется.

Код, параметры и журналы — примеры производителя, не измерения ArmSoM. Изменение питания, зарядного тока, напряжения или тепловой защиты может вызвать отключение, повреждение или опасность батареи. Не копируйте настройки вслепую; не отключайте тепловую защиту при обычной работе. Противоречия сохранены без угадывания констант; см. запись сверки. Написание HDIM5V, ступень 0.737.5, ссылка на выключение RK808 и ramp-delay сохранены для проверки.

ArmSoM Docs · Rockchip kernel

1. Основы

1.1 Обзор

RK818 — высокопроизводительный PMIC: 4 мощных DCDC, 1 мощный BOOST, 9 LDO, 1 SWITCH, выход HDIM5V (написание оригинала), выход OTG, 1 RTC, настраиваемое включение, импульсная зарядка, интеллектуальные пути питания и счётчик кулонов. Системное питание обычно DCDC либо LDO; особенности ниже (подробности в дополнительных материалах).

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 RK818 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.

4. Зарядка и измеритель заряда здесь не описаны подробно; см. Rockchip_RK818_RK816_Developer_Guide_Fuel_Gauge_CN.

1.3 Функции выводов

Оригинал китайского PDF · p5

В следующих описаниях особое внимание уделите выводам SLEEP и INT.

Оригинал китайского PDF · p5

Оригинал китайского PDF · p6

Оригинал китайского PDF · p6

Оригинал китайского PDF · p7

Редактируемая транскрипция исходных таблиц выше.

1.4 Важные понятия

7-битный ведомый адрес I2C: 0x1c. PMIC имеет три режима.

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. Режим shutdown: PMIC выключает систему. AP задаёт shutdown для pmic_sleep по I2C, затем поднимает pmic_sleep.

pmic_sleep: обычно низкий в normal; высокий переводит в sleep или shutdown.

pmic_int: обычно высокий; при прерывании низкий до его обработки.

pmic_pwron: аппаратная кнопка питания должна подключаться сюда; драйвер определяет нажатие/отпускание.

Режимы DCDC: PWM (force PWM) и PFM, AUTO переключает динамически. PMIC поддерживает PWM и AUTO PWM/PFM. AUTO эффективнее, но хуже по пульсациям/переходному отклику. Для стабильности при работе PWM, при suspend AUTO PWM/PFM.

Напряжение DCDC3: не изменяется регистрами, задаётся внешним делителем. Для изменения нужна аппаратная переделка. Rockchip обычно использует для VCC_DDR.

Рабочие диапазоны DCDC/LDO:

1. Непрерывные диапазоны напряжения DCDC:

2. Непрерывные диапазоны напряжения DCDC:

1. Непрерывные напряжения LDO:

1.5 Условия и порядок 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.

Оригинал китайского PDF · p9

Оригинал китайского PDF · p9

AP: BOOT11 — RK3188/RK3168/RK3188M/RK3168M/RK3028A/RK3028/RK2928; BOOT10 — частичный OTP (BUCK1–4, LDO3/LDO4/LDO5/LDO7); BOOT01 — RK3066; BOOT00 RK818-1 — RK3288/RK3368; BOOT00 RK818-2 — S-Product.

2. Конфигурация

2.1 Драйверы и menuconfig

Конфигурация ядра 3.10 — файлы RK818:

drivers/mfd/rk818.c
drivers/mfd/rk818-irq.c
drivers/rtc/rtc-rk818.c
drivers/power/rk818-battery.c

Эталонный файл DTS RK818:

arch/arm/boot/dts/rk818.dtsi
arch/arm64/boot/dts/rk3368-p9_818.dts

Соответствующие символы menuconfig:

CONFIG_MFD_RK818
CONFIG_RTC_RK818
CONFIG_BATTERY_RK818

Конфигурация ядра 4.4. Файлы драйвера RK818:

drivers/mfd/rk808.c
drivers/rtc/rtc-rk808.c
drivers/regulator/rk808-regulator.c
drivers/clk/clk-rk808.c
drivers/power/rk818_charger.c
drivers/power/rk818_battery.c

Соответствующие символы menuconfig:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_REGULATOR_RK808
CONFIG_BATTERY_RK818
CONFIG_CHARGER_RK818
CONFIG_COMMON_CLK_RK808

Конфигурация ядра 4.19. Файлы драйвера RK818:

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
drivers/power/supply/rk818_battery.c
drivers/power/supply/rk818_charger.c

Соответствующие символы menuconfig:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_REGULATOR_RK808
CONFIG_BATTERY_RK818
CONFIG_CHARGER_RK818
CONFIG_COMMON_CLK_RK808

2.2 Конфигурация DTS

DTS ядра 3.10 включает I2C, основные свойства, regulator, RTC и poweroff.

&i2c1 {
    rk818: rk818@1c {
        reg = <0x1c>;
        status = "okay";
    };
};

/include/ "../../../arm/boot/dts/rk818.dtsi"
&rk818 {
    gpios =<&gpio0 GPIO_A1 GPIO_ACTIVE_HIGH>,<&gpio0 GPIO_A0 GPIO_ACTIVE_LOW>;
    rk818,system-power-controller;
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&gpio0_c1>;

    regulators {
        rk818_dcdc1_reg: regulator@0{
            regulator-name= "vdd_arm";/*vcc arm*/
            regulator-min-microvolt = <700000>;/*<725000>;*/
            regulator-max-microvolt = <1500000>;
            regulator-initial-mode = <0x2>;
            regulator-initial-state = <3>;
            regulator-state-mem {
                regulator-state-mode = <0x2>;
                regulator-state-disabled;
                regulator-state-uv =<900000>;
            };
        };

        rk818_dcdc2_reg: regulator@1 {
            regulator-name= "vdd_logic";/*vcc gpu*/
            regulator-min-microvolt = <700000>;
            regulator-max-microvolt = <1200000>;
            regulator-initial-mode = <0x2>;
            regulator-initial-state = <3>;
            regulator-state-mem {
                regulator-state-mode = <0x2>;
                regulator-state-enabled;
                regulator-state-uv = <1200000>;
            };
        };
        rk818_dcdc3_reg: regulator@2 {
                    .............
        };
        .................................
    };
};

1. Подключение I2C: разместите весь узел RK818 внутри соответствующего i2c и установите status = "okay";.

2. Основные свойства — следующее не изменять:

rk818,system-power-controller объявляет управление выключением системы через RK818.

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: оригинал называет драйвер RK808, перехватывающий выключение и отключающий выходы PMIC через I2C. rk818_shutdown зарегистрирован как syscore shutdown для подготовки, например отключения прерываний RTC.

static void rk818_shutdown(void)
{
    int ret;
    struct rk818 *rk818 = g_rk818;

    pr_info("%s\n", __func__);
    ret = rk818_set_bits(rk818, RK818_INT_STS_MSK_REG1,(0x3<<5),(0x3<<5));
//close rtc int when power off
    ret = rk818_clear_bits(rk818, RK818_RTC_INT_REG,(0x3<<2)); //close rtc int when power off
    /*disable otg_en*/
    ret = rk818_clear_bits(rk818, RK818_DCDC_EN_REG, (0x1<<7));

    mutex_lock(&rk818->io_lock);
    mdelay(100);
}

static struct syscore_ops rk818_syscore_ops = {
    .shutdown = rk818_shutdown,
};

rk808_device_shutdown выполняет фактическую запись I2C для отключения выходов PMIC.

void rk818_device_shutdown(void)
{
    int ret, i;
    u8 reg = 0;
    struct rk818 *rk818 = g_rk818;

    for (i = 0; i < 10; i++) {
        pr_info("%s\n", __func__);
        ret = rk818_i2c_read(rk818, RK818_DEVCTRL_REG, 1, &reg);
        if (ret < 0)
            continue;
        ret = rk818_i2c_write(rk818, RK818_DEVCTRL_REG, 1,
                     (reg | (0x1 << 0)));
        if (ret < 0) {
            pr_err("rk818 power off error!\n");
            continue;
        }
    }
    while(1) wfi();
}
EXPORT_SYMBOL_GPL(rk818_device_shutdown);

DTS ядра 4.4 включает I2C, основные свойства, RTC, clk, regulator, charger и battery.

&i2c1 {
    status = "okay";
    rk818: pmic@1c {
        compatible = "rockchip,rk818";
        reg = <0x1c>;
        status = "okay";

        clock-output-names = "rk818-clkout1", "wifibt_32kin";
        interrupt-parent = <&gpio0>;
        interrupts = <1 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&pmic_int_l>;
        rockchip,system-power-controller;
        wakeup-source;
        #clock-cells = <1>;

        vcc1-supply = <&vcc_sys>;
        vcc2-supply = <&vcc_sys>;
        vcc3-supply = <&vcc_sys>;
        vcc4-supply = <&vcc_sys>;
        vcc6-supply = <&vcc_sys>;
        vcc7-supply = <&vcc_sys>;
        vcc8-supply = <&vcc_sys>;
        vcc9-supply = <&vcc_io>;

        regulators {
            vdd_logic: DCDC_REG1 {
                regulator-name = "vdd_logic";
                regulator-always-on;
                regulator-boot-on;
                regulator-min-microvolt = <750000>;
                regulator-max-microvolt = <1450000>;
                regulator-ramp-delay = <6001>;
                regulator-state-mem {
                    regulator-on-in-suspend;
                    regulator-suspend-microvolt = <1000000>;
                };
            };

            vdd_gpu: DCDC_REG2 {
                regulator-name = "vdd_gpu";
                regulator-always-on;
                regulator-boot-on;
                regulator-min-microvolt = <800000>;
                regulator-max-microvolt = <1250000>;
                regulator-ramp-delay = <6001>;
                regulator-state-mem {
                    regulator-on-in-suspend;
                    regulator-suspend-microvolt = <1000000>;
                };
            };
            vcc_ddr: RK818_DCDC3@2 {
                .................
            };
            .............................
        };
    };
};

1. Подключение i2c: разместите полный узел RK818 в соответствующем i2c и задайте status = "okay";.

2. Основные свойства — следующее не изменять:

compatible = "rockchip,rk818";
reg = <0x1c>;
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 RK818, ссылается на него так:

clocks = <&rk818 1>;

Первый аргумент: &rk818, неизменяемый. Второй: индекс тактового выхода, только 0 или 1; 0 = rk818-clkout1, 1 = rk818-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 RK818 через gpios = <&rk818 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, главное — итоговые регистры. Обычно их проверяют через /sys/rk818/rk818_test.

Чтение: echo r [addr] > /sys/rk818/rk818_test

Запись: echo w [addr] [value] > /sys/rk818/rk818_test

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.