Rockchip RK801 PMIC 开发指南：电源、DTS 与寄存器调试

平台参考，原稿 RK-KF-YF-C57 V1.1.0，RK801 / Linux 6.1。介绍子模块、概念、功能、DTS 配置及常见问题定位。具体 ArmSoM 板卡须确认 PMIC 型号、SoC、SDK/BSP、内核、供电和引脚连线；不表示所有板卡适用。示例未经 ArmSoM 硬件验证。中文使用中文原图，英文/俄文/德文使用英文原图。调试命令仅展示，未执行硬件操作。

ArmSoM Docs · Rockchip Linux

1. 基础

1.1 概述

RK801 是一款高性能 PMIC,RK801 集成 4 个大电流 DCDC、2 个 LDO、1 个开关SWITCH、1 个PWRON、可调上电时序等功能。系统中各路电源总体分为两种:DCDC 和 LDO。两种电源的总体特性如下(详细资料请自行搜索):

DCDC:输入输出压差大时,效率高,但是存在纹波比较大的问题,成本高,所以大压差,大电流负载时使用。一般有两种工作模式。PWM 模式:纹波瞬态响应好,效率低;PFM 模式:效率高,但是负载能力差。

LDO:输入输出压差大时,效率低,成本低,为了提高 LDO 的转换效率,系统上会进行相关优化如:LDO 输出电压为 1.1V,为了提高效率,其输入电压可以从 VCCIO_3.3V 的 DCDC 给出。所以电路上如果允许尽量将LDO 接到 DCDC 输出回路,但是要注意上电时序。

1.2 芯片功能

从使用者的⻆度看,RK801 的功能概况起来可以分为 2 个部分:

regulator 功能:控制各路 DCDC、LDO 电源状态;

pwrkey 功能:检测 power 按键的按下/释放,可以为 AP 节省一个 gpio。

1.3 芯片引脚

中文原图 — p.5

中文原图 — p.5

下面描述中,PWRCTRL 和 INT 引脚需要重点关注:

中文原图 — p.6

中文原图 — p.6

中文原图 — p.6

中文原图 — p.6

引脚定义（由上述原图逐行转录；保留原稿名称和 I/O 标记）

引脚号	引脚名	描述
1	VCC4	BUCK4 电源
2	SCL	I2C 时钟输入（开漏输出）
3	SDA	I2C 数据输入输出（开漏输出）
4	RESETB	上电后的复位引脚，低电平有效
5	VCCA	inner circuit 电源
6	BST2	高压 BUCK2 自举电容
7	INT	中断请求引脚（开漏输出）
8	SW2	high voltage BUCK2 开关节点
9	VCCH2	high voltage BUCK2 电源
10	VOUT2	high voltage BUCK2 输出反馈电压
11	PWRCTLR	PWRCTLR 控制输入
12	VOUT1	high voltage BUCK1 输出反馈电压
13	VCCH1	high voltage BUCK1 电源
14	SW1	high voltage BUCK1 开关节点
15	BST1	高压 BUCK1 自举电容
16	LDO2	LDO2 输出
17	VCC6	LDO2 电源
18	VCC5	LDO1 电源
19	LDO1	LDO1 输出
20	VDC	VDC 输入
21	VCC3	BUCK3 电源
22	SW3	BUCK3 开关节点
23	VFB3	BUCK3 输出反馈电压
24	VSW	SWITCH 输出
25	PWRON	开机键输入，低电平有效，内部 22k 电阻上拉至 VCCA
26	VCC7	SWITCH 电源
27	VOUT4	BUCK4 输出反馈电压
28	SW4	BUCK4 开关节点
Exposed pad	Exposed ground	地

1.4 重要概念

I2C 地址：7 位从机地址 0x27。PMIC 有 3 种工作模式。

PMIC normal 模式系统正常运行时 PMIC 处于 normal 模式,此时 pmic_pwrctrl 为低电平。

PMIC sleep 模式系统休眠时需要待机功耗尽量低,PMIC 会切到 sleep 模式减低自身功耗,这时候一般会降低某些路的输出电压,或者直接关闭输出,这可以根据实际产品需求进行配置。系统待机时 AP 通过 I2C 指令把pmic_pwrctrl 配置成 sleep 模式,然后拉高 pmic_pwrctrl 即可让 PMIC 进入 sleep 状态;当 SoC 唤醒时 pmic_pwrctrl 恢复为低电平,PMIC 退出休眠模式。

PMIC shutdown 模式当系统进入关机流程的时候,PMIC 需要完成整个系统的电源下电操作。AP 通过 I2C 指令把pmic_pwrctrl 配置成 shutdown 模式,然后拉高 pmic_pwrctrl 即可让 PMIC 进入 shutdown 状态。目前驱动会根据dts配置和场景自动切换上述的各种模式,用戶可以不关心。pmic_pwrctrl 引脚常态为低电平,PMIC 处于 normal 模式。当引脚拉高的时候会切换到 sleep 或者 shutdown 的模式。pmic_int 引脚常态为高电平,当有中断产生的时候变为低电平。如果中断没有被处理,则会一直维持低电平。pmic_pwron 引脚pwrkey 的功能需要硬件上将 power 按键接到这个引脚,驱动通过这个引脚来判断按下/释放。各路 DCDC 的工作模式DCDC 有 PWM(也叫 force PWM)、PFM 模式,但是 PMIC 有一种模式会动态切换 PWM、PFM,这就是我们通常所说的 AUTO 模式。PMIC 支持 PWM、AUTO PWM/PFM 两种模式,AUTO 模式效率高但是纹波瞬态响应会差。出于系统稳定性考虑,运行时都是设置为 PWM 模式,系统进入休眠时会选择切换到 AUTOPWM/PFM。DCDC3 电压调节DCDC3 这路电源比较特殊,不能通过寄存器修改电压,只能通过外部电路的分压电阻进行调节,所以如果需要修改电压请修改外围硬件,在 Rockchip 的方案上一般作为 VCC_DDR 使用。DCDC 和 LDO 的运行时电压调节范围DCDC 电压范围不连续(⻅注释或datasheet):

// BUCK1
static const struct linear_range rk801_buck1_voltage_ranges[] = {
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(500000,   0, 80, 12500), /* 0.5v - 1.5v, 步进12.5mV */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(1800000, 81, 82, 400000),/* 1.8v - 2.2v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(3300000, 83, 83, 0), /* 3.3v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(5000000, 84, 84, 0), /* 5.0v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(5250000, 85, 85, 0), /* 5.25v */
};

// BUCK2
static const struct linear_range rk801_buck2_voltage_ranges[] = {
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(800000,  0, 2, 50000),   /* 0.8v - 0.9v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(1800000, 3, 4, 400000),  /* 1.8v - 2.2v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(3300000, 5, 5, 0),   /* 3.3v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(5000000, 6, 6, 0),   /* 5.0v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(5250000, 7, 7, 0),   /* 5.25v */
};

// BUCK4
static const struct linear_range rk801_buck4_voltage_ranges[] = {
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(500000,   0, 80, 12500), /* 0.5v - 1.5v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(1800000, 81, 82, 400000),/* 1.8v - 2.2v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(2500000, 83, 83, 0), /* 2.5v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(2800000, 84, 84, 0), /* 2.8v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(3000000, 85, 85, 0), /* 3.0v */
   REGULATOR_LINEAR_RANGE(3300000, 86, 86, 0), /* 3.3v */
};

LDO 电压连续:

电压范围(V)	步进(mV)
0.5 ~ 3.4	50

1.5 上电条件和时序

上电条件只要满足下面任意一个条件即可以实现 PMIC 上电:VDC 引脚为高电平下电状态下按 PWRON 键触发

上电时序每款 SOC 平台对各路电源上电时序要求可能不一样,目前上电时序有如下情况,具体请参考最新的datasheet。

2. 配置

2.1 驱动和 menuconfig

驱动文件:

drivers/mfd/rk808.c
drivers/regulator/rk801-regulator.c
drivers/input/misc/rk805-pwrkey.c

menuconfig 配置:

CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_REGULATOR_RK801
CONFIG_INPUT_RK805_PWRKEY

2.2 驱动版本

请至少更新到如下版本确保驱动功能的完整性和稳定性。drivers/mfd/rk808.c:

commit 0439f30ead1393813d69a01587530652908c9171
Author: Joseph Chen <chenjh@rock-chips.com>
Date:   Fri Jun 13 17:19:25 2025 +0800

    mfd: rk808: Print full chip id of rk801

    Signed-off-by: Joseph Chen <chenjh@rock-chips.com>
    Change-Id: I195858d23c862d0f961acb4c04bb1102ab9954c9

drivers/regulator/rk801-regulator.c:

commit 1a81f4f6344f7cd4203be508150daeedc00fbedb
Author: Joseph Chen <chenjh@rock-chips.com>
Date:   Thu May 29 11:39:58 2025 +0800

    mfd: rk801: Add support for pwrctrl active pol set and reboot rst

    - Don't require pwrctrl dvs if hw compatible version >= 3.
    - Auto parse pwrctrl active pol from GPIO_ACTIVE_{HIGH,LOW} flag.
    - Reset pmic and soc when system reboot if required.

    Signed-off-by: Joseph Chen <chenjh@rock-chips.com>
    Change-Id: I29e60c2a717cee5c9d1e3c6e46ee687352d4a1be

2.3 DTS 配置

DTS 的配置包括:I2C 挂载、主体、regulator等部分。如下以 arch/arm/boot/dts/rk3506-rk801.dts 为例。硬件设计:

中文原图 — p.9

中文原图 — p.9

DTS配置:

&i2c0 {
    status = "okay";
    ......

    rk801: rk801@27 {
        // 不可修改。
        compatible = "rockchip,rk801";
        status = "okay";
        reg = <0x27>;

        // PMIC_INT 引脚配置。此处是GPIO0_C2、低电平有效。
        interrupt-parent = <&gpio0>;
        interrupts = <RK_PC2 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;

        // PWRCTRL 引脚配置。此处是GPIO0_C1、⾼电平有效。
        pwrctrl-gpios = <&gpio0 RK_PC1 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

        // Pinctrl 配置。
        pinctrl-names = "default", "pmic-reset";
        // 初始化pmic_int脚状态。
        pinctrl-0 = <&pmic_int>;
        // 设置reboot时pwrctrl的状态。这样配置后，pmic会跟随SoC⼀起复位⾃⼰的各路电压。
        pinctrl-1 = <&soc_pwrctrl_reset>;

        // 不可修改。声明RK801具备管理系统下电的功能。
        rockchip,system-power-controller;

        // 不可修改。声明PMIC_INT作为唤醒源。
        wakeup-source;

        // 各路regulator的输⼊源。
        // vcc1~7分别对应：BUCK1/2/3/4, LDO1/2, SWTICH。
        vcc1-supply = <&vcc12v_dc>;
        vcc2-supply = <&vcc12v_dc>;
        vcc3-supply = <&vcc5v0_sys>;
        vcc4-supply = <&vcc5v0_sys>;
        vcc5-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc6-supply = <&vcc3v3_sys>;
        vcc7-supply = <&vcc3v3_sys>;

        regulators {
            vcc3v3_sys: DCDC_REG1 {
                regulator-name = "vcc3v3_sys";
                regulator-min-microvolt = <3300000>;
                regulator-max-microvolt = <3300000>;
                regulator-initial-mode = <0x1>;
                regulator-boot-on;
                regulator-always-on;
                regulator-state-mem {
                    regulator-mode = <0x2>;
                    regulator-on-in-suspend;
                    regulator-suspend-microvolt = <3300000>;
                };
            };

            vcc5v0_sys: DCDC_REG2 {
                regulator-name = "vcc5v0_sys";
                regulator-min-microvolt = <5000000>;
                regulator-max-microvolt = <5000000>;
                regulator-initial-mode = <0x1>;
                regulator-boot-on;
                regulator-always-on;
                regulator-state-mem {
                    regulator-mode = <0x2>;
                    regulator-on-in-suspend;
                    regulator-suspend-microvolt = <5000000>;
                };
            };

            vcc_ddr: DCDC_REG3 {
                regulator-name = "vcc_ddr";
                regulator-boot-on;
                regulator-always-on;
                regulator-state-mem {
                    regulator-mode = <0x2>;
                    regulator-on-in-suspend;
                };
            };

            vdd_cpu: DCDC_REG4 {
                regulator-name = "vdd_cpu";
                regulator-min-microvolt = <500000>;
                regulator-max-microvolt = <1500000>;
                regulator-initial-mode = <0x1>;
                regulator-boot-on;
                regulator-always-on;
                regulator-state-mem {
                    regulator-mode = <0x2>;
                    regulator-off-in-suspend;
                };
            };

            vdd0v9_sys: LDO_REG1 {
                regulator-name = "vdd0v9_sys";
                regulator-min-microvolt = <900000>;
                regulator-max-microvolt = <900000>;
                regulator-boot-on;
                regulator-always-on;
                regulator-state-mem {
                    regulator-on-in-suspend;
                    regulator-suspend-microvolt = <900000>;
                };
            };

            vcc_1v8: LDO_REG2 {
                regulator-name = "vcc_1v8";
                regulator-min-microvolt = <1800000>;
                regulator-max-microvolt = <1800000>;
                regulator-boot-on;
                regulator-always-on;
                regulator-state-mem {
                    regulator-on-in-suspend;
                    regulator-suspend-microvolt = <1800000>;
                };
            };

            vcc_3v3: SWITCH_REG {
                regulator-name = "vcc_3v3";
                regulator-boot-on;
                regulator-always-on;
                regulator-state-mem {
                    regulator-on-in-suspend;
                };
            };
        };
    };
};

&pinctrl {
    ......

    pmic {
        // pmic_int设置常态为⾼电平，即低电平有效。
        pmic_int: pmic-int {
            rockchip,pins = <0 RK_PC2 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_up>;
        };

        // 系统复位时pwrctrl引脚应该保持的电平状态，必须跟SoC上电默认状态相反。
        // ⽐如：默认上电是down, 则配置为output hight；反之则为output low。
        soc_pwrctrl_reset: soc-pwrctrl-reset {
            rockchip,pins = <0 RK_PC1 RK_FUNC_GPIO &pcfg_output_high>;
        };
    };
};

regulator 配置项：

regulator-compatible：驱动注册时需要匹配的名字，不能改动，否则加载失败。
regulator-name：电源名称，建议与原理图一致，regulator_get 接口需要匹配。
regulator-init-microvolt：u-boot 阶段初始化电压，kernel 阶段无效。
regulator-min-microvolt / regulator-max-microvolt：运行时允许调节的最低/最高电压。
regulator-initial-mode：运行时 DCDC 模式，通常为 1；1 为 force pwm，2 为 auto pwm/pfm。
regulator-mode：休眠时 DCDC 模式，通常为 2；数值含义同上。
regulator-boot-on：注册 regulator 时使能电源。
regulator-always-on：运行时不允许关闭，并在注册时使能。
regulator-on-in-suspend：休眠保持供电；要关闭则改成 regulator-off-in-suspend。
regulator-suspend-microvolt：休眠不断电时的待机电压。

说明:如果 regulator-min-microvolt 和 regulator-max-microvolt 的电压相等,则在注册这个 regulator 的时候系统框架默认会把这个电压设置下去并使能这路电源,不需要使用者干预。

如果存在 regulator-boot-on 或 regulator-always-on，系统框架注册时默认使能电源。如果 regulator-min-microvolt 与 regulator-max-microvolt 相等，则设为该电压；如果不相等，则采用 PMIC 硬件默认上电电压。

pwrkey 配置项：rk801 节点下没有 pwrkey 节点等效于使能。确定要关闭时，手动添加节点并指定 status = “disabled”。

rk801: rk801@27 {

    ......

    pwrkey {
        status = "disabled";
    };
};

2.4 函数接口

如下几个接口基本可以满足日常使用,包括 regulator 开、关、电压设置、电压获取等:

获取 regulator:struct regulator *regulator_get(struct device *dev, const char *id)dev 默认填写 NULL 即可,id 对应 dts 里的 regulator-name 属性。

释放 regulatorvoid regulator_put(struct regulator *regulator)

打开 regulatorint regulator_enable(struct regulator *regulator)

关闭 regulatorint regulator_disable(struct regulator *regulator)

获取 regulator 电压int regulator_get_voltage(struct regulator *regulator)

设置 regulator 电压int regulator_set_voltage(struct regulator *regulator, int min_uV, int max_uV)传入的参数时保证 min_uV = max_uV,由调用者保证。

范例

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

说明：4.4 和更高版本内核还提供以 devm_ 开头的 regulator 接口，帮助开发者管理申请的资源。

3. 调试

PMIC 驱动使用逻辑不复杂，重点是最终寄存器配置。可使用内核自带 i2cdump 命令或以下方法。节点：/sys/rk8xx/rk8xx_dbg。

# 读寄存器
echo r [addr]  > /sys/rk8xx/rk8xx_dbg
# 写寄存器
echo w [addr] [value] > /sys/rk8xx/rk8xx_dbg

使用范例:

echo r 0x2f > /sys/rk8xx/rk8xx_dbg          # 读取0x2f寄存器的值
echo w 0x2f 0x9c > /sys/rk8xx/rk8xx_dbg     # 设置0x2f寄存器的值为0x9c

建议写操作执行完之后最好再读一遍确认是否写成功。

校对注：引脚表使用 PWRCTLR，正文使用 PWRCTRL；保留原稿写法，适配前核对硬件资料。