Rockchip IO-Domain 完整指南：供电映射、电压寄存器与 DTS 排障

ArmSoM 适用说明与原文范围

本文为 ArmSoM 适配前的平台参考，依据 CN V1.0.1; no EN PDF。未进行板卡、SDK/BSP、内核或接线组合的硬件验证。下表沿用原稿范围，不表示所有 ArmSoM 板卡或所有内核均支持；请核对具体 SoC、板卡原理图、SDK/BSP、内核驱动和引脚复用。命令、补丁、日志、测试数字均为原文示例，不是 ArmSoM 实测。

未提供英文 PDF；英文、俄文完整翻译中文原稿并沿用中文原图，图注按语言本地化。

一般 IO 电源可为 1.8v、3.3v、2.5v、5.0v 等，部分 IO 支持多种电压。IO-domain 按真实硬件电压范围配置 IO 电源域寄存器，否则无法正常工作。下表为原文列出的需配置芯片，不代表任意引脚都耐受上述全部电压。

校对记录 · ArmSoM documentation · Rockchip Linux

1. 驱动文件与 DTS 节点

1.1 驱动文件

驱动文件所在位置：drivers/power/avs/rockchip-io-domain.c

1.2 DTS 节点

内核 3.10 版本的 DTS 节点合并：

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 */
};

内核 4.4 版本的 DTS 节点 GRF 和 PMUGRF 分开：

&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. TRM 中的描述

很多工程师反映在 TRM 中找不到 io-domain 相关的寄存器，可以通过 TRM 来搜索需要配置的 io-domain 寄存器描述，在 GRF/PMUGRF 章节搜索 ’vsel‘ ， ‘VSEL’ 或者 ‘volsel’ 索引，PMUGRF 中的 io-domain 是用来控制 PMU IO。

支持配置的两种电压 1.8v / 3.3v：

寄存器配置成 1，一般对应的电压范围是 1.62v ~ 1.98v，typical 电压 1.8v；

寄存器配置成 0，一般对应的电压范围是 3.00v ~ 3.60v，typical 电压 3.3v。

具体电压范围要以实际芯片的 Datasheet 为准。

3. 驱动软件流程

下面是 rockchip-io-domain.c 驱动的软件流程图，主要分为两个方面：

3.1 初始化配置

在驱动的 probe 函数中的 supply name，获取 dts 中对应 supply name 定义的 regulator，再根据regulator 的电压配置 io-domain 寄存器，如果是 1.8v 那一档，该 bit 配置为 1；如果是 3.3v 那一档，该 bit 配置为 0。

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.6, cn-p06-initialization-flow.png.

流程：开始 → 匹配 Supply_Name → 获取 Regulator 是否成功？否：丢弃；是：配置 io-domain。是否继续？是：处理下一供电项；否：结束。

3.2 动态配置

在初始化的过程中，会绑定 regulator，通过注册 notify 的方式，一旦这个 regulator 的电压发生变化，就会通知 io-domain 驱动更新成对应的寄存器，做到动态更新寄存器的效果。

4. 如何配置 io-domain

不是每个 IO 电源域都需要配置，有些 IO 的电源域是固定的，不需要配置。下面 3 个步骤描述如何通过软件配置 io-domian：

4.1 通过 rockchip-io-domain.txt 文档寻找名称

需要在软件上通过 dts 配置的 IO 电源域在 Linux Kernel 的目录下的文件都有描述：Documentation/devicetree/bindings/power/rockchip-io-domain.txt；由于 TRM 文档和硬件原理图上对同一个 io-domain 名称描述可能有差异，在 rockchip-io-domain.txt 文档上统一描述了 TRM 与 硬件原理图上 io-domain 名称的对应关系。

例如 RK3399 Soc，通过查看 rockchip-io-domain.txt 文档， 我们知道了 RK3399 的电源域需要配置包含 bt565，audio，sdmmc，gpio1830，以及 PMUGRF 下面的 pmu1830 这几个 supply，后面的 Thesupply connected to “***_VDD” 表示在硬件原理图上对应的名称。

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-supply: The supply connected to APIO4_VDD.

Possible supplies for rk3399 pmu-domains:

pmu1830-supply:The supply connected to PMUIO2_VDD.

4.2 通过硬件原理图寻找 io-domain 配置的真实电压

仍以 RK3399-EVB 原理图 和 bt656 IO 电源域为例，我们在 rockchip-io-domain.txt 中找到了 bt656 对应的硬件原理图上表示为 APIO2_VDD。所以通过逆向搜索 ‘APIO2_VDD’ 得到 RK3399-EVB 硬件原理图上的 APIO2_VDD 电源是由 RK808 下的 VCC1V8_DVP 供给。

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.7, cn-p07-figure1.png.

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.8, cn-p08-figure1.png.

4.3 通过 DTS 配置

以上两步做完后，得到了配置的名称和供电源头，在 DTS 里面找到对应的 regulator: vcc1v8_dvp，就可以在 rk3399-evb.dtsi 配置上 “bt656-supply = <&vcc1v8_dvp>;”，其他的电源域配置类似。

5. 通过硬件 Pin 脚控制的电源域一般不做配置

在 RK Soc 中的一些 IO 电源域在硬件上已经通过某个 Pin 脚来控制的，这种情况下我们 kernel 的 DTS一般不去配置，不破坏当前的硬件状态，像 flash 和 emmc 这些模块的 IO 电源域一般都是 Pin 脚来控制的。

在 TRM 的 io-domain 寄存器描述中，我们可以看到哪些电源域是可以通过 Pin 脚来控制的，以及通过硬件上这个 Pin 脚的输入电压状态来确认当前这个电压域的配置；也可以通过 GRF 寄存器来配置，两种选择。

例如，RK3368 Soc 的 TRM 和 RK3368-evb 的硬件原理图上有下面寄存器的描述和硬件上 Pin 脚的配置。

TRM 寄存器描述：

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.8, cn-p08-figure2.png.

原图可见内容的可编辑转录；表头为编辑补充，寄存器值不变。

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.8, cn-p08-figure3.png.

原图可见内容的可编辑转录；表头为编辑补充，寄存器值不变。

硬件原理图：

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.9, cn-p09-figure1.png.

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.9, cn-p09-figure2.png.

原图可见内容的可编辑转录；表头为编辑补充，寄存器值不变。

原理图还标注 FLASH_VOLTAGE_SEL=0 FLASH_IO=3.3V 和 FLASH_VOLTAGE_SEL=1 FLASH_IO=1.8V。这是原文电路标注，不是通用引脚耐压。

6. DTS 中无定义 Regulator 情况处理

在使用的过程中可能会遇到，你找不到相应的 regulator 来配置，可能项目上面未使用 pmic 等电源，只是简单的拉了一个电源过来，dts 上找不到 regulator 的定义，那么你需要在 dts 文件里面增加 fixedregulator 的定义，一般 3.3v 和 1.8v 两个 regulator 就够用了。

下面是 rk3229-evb.dts 的配置例子，确定硬件上的电压是用 1.8v 还是 3.3v，配置成相应的 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. 常见问题

7.1 如何确定某个 Pin 脚所在的电源域寄存器是否配置正确

经常遇到客戶报的问题是某 pin 脚的电压与所期望的不符，很有可能就是电源域配置问题。例如，在RK3399 上，软件上代码已经让 GPIO2_B1 输出高，但是实际通过量测发现电压不对；通过读取寄存器已经确认该 pin 脚已经将 iomux 配置成 gpio，并且也设置成输出高，这就很有可能是 io-domain 没有配置正确。那么这时候就要确认电源域寄存器是否配置正确，方法就是上面介绍的如何配置电源域的相反步骤。

先确定这个 io 所在的电源域，一般是看硬件原理图或者 Datasheet 来确定。例如，RK3399 下面通过硬件原理如图发现 GPIO2_B1 所在的电源域硬件上表示为 APIO2_VDD，并且 APIO2_VDD 是接的电压是 VCC1V8_DVP 。

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.10, cn-p10-figure1.png.

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.11, cn-p11-figure1.png.

通过 rockchip-io-domain.txt 文档找到对应的名称。例如，在 rockchip-io-domain.txt 文档上找到的电源域对应的名称是 “bt656”。

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.11, cn-p11-figure2.png.

截图中的可复制 binding 摘录（原图写作 gpio1830，没有 -supply 后缀和冒号；不静默改写）：

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.

RK3368 PMU 域的 pmu/vop 分别连接 PMUIO_VDD/LCDC_VDD；RK3399 的 bt656/audio/sdmmc/gpio1830 分别连接 APIO2_VDD/APIO5_VDD/SDMMC0_VDD/APIO4_VDD，PMU 电源连接 PMUIO2_VDD。

在 TRM 上找到这个寄存器，通过 io 命令或者其他方式读取这个寄存器的值，一般基地址是 GRF 或者 PMUGRF。例如，在 TRM 文档上搜索到 “bt656” 寄存器描述，为 bit0，查看寄存器偏移为0xe640，GRF 基地址为 0xff770000。在串口终端输入 “io -4 0xff77e640”，得到 io-domain 寄存器值，如果该寄存器值 bit0 为 1，表示 1.8v， 与硬件实际电压 VCC1V8_DVP，dts 中该项配置正确；如果 bit0 为 0，则表示 3.3v，与硬件实际电压 VCC1V8_DVP 不符，dts 中该项配置不正确。

技术图 — 072, 来源 CN PDF p.11, cn-p11-figure3.png.

原图可见内容的可编辑转录；表头为编辑补充，寄存器值不变。

寄存器截图写作 gpio1833_gpio4cd_ms，binding 截图写作 gpio1830；两处原始拼写分别保留，需结合对应 TRM/BSP 核对。

7.2 io-domain 的寄存器不正确

常见的寄存器错误，可能是以下几个问题

所配置的 regulator 电压不对；

未配置 Regulator 或 Regulator 未使能；

Regulator 比 io-domain 驱动加载更慢，获取 regulator 失败。