Rockchip RK809 Developer Guide
文件标识：RK-KF-YF-058
发布版本：V1.0.0
日期：2019-11-26
文件密级：公开资料
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前言
概述
本文档主要介绍 RK809 的各个子模块，介绍相关概念、功能、dts 配置和一些常见问题的分析定位。
产品版本
| 芯片名称 | 内核版本 |
|---|---|
| RK809 | 4.4、4.19 |
读者对象
本文档（本指南）主要适用于以下工程师：
技术支持工程师
软件开发工程师
修订记录
| 日期 | 版本 | 作者 | 修改说明 |
|---|---|---|---|
| 2019.11.26 | V1.0.0 | 张晴 | 第一次版本发布 |
[TOC]
基础
概述
RK809 是一款高性能 PMIC，RK809 集成 5 个大电流 DCDC、9 个 LDO、2 个 开关SWITCH、 1个 RTC、1个 高性能CODEC、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。
功能
从使用者的角度看，RK809 的功能概况起来可以分为 4 个部分：
- regulator 功能：控制各路 DCDC、LDO 电源状态；
- rtc 功能：提供时钟计时、定时等功能；
- gpio 功能：可当普通 gpio 使用，有pinctrl的功能；
- pwrkey 功能：检测 power 按键的按下/释放，可以为 AP 节省一个 gpio；
- clk 功能：有两个32.768KHZ时钟输出，一个不可以控常开，一个是软件可控；
- codec 功能：采样率最高支持到192KHZ，支持16bit和32bit，支持DAC、ADC PDM等(此功能暂不在本文档中介绍，后面会有专有文档补充说明)。
芯片引脚功能
下面描述中，SLEEP 和 INT 引脚需要重点关注，而且具有扩展gpio功能的sleep脚：
重要概念
-
I2C 地址
7 位从机地址：0x20
-
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_sleep 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_sleep 配置成 sleep 模式，然后拉高 pmic_sleep 即可让 PMIC 进入 sleep 状态；当 SoC 唤醒时 pmic_sleep 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_sleep 配置成 shutdown 模式，然后拉高 pmic_sleep 即可让 PMIC 进入 shutdown 状态。
-
pmic_sleep 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。 RK809上这个脚是有复用功能的，可以通过pinctrl切换，选择需要的功能:
- SLEEP功能，用于SLEEP模式切换；
- 关机功能，用于POWER DOWN；
- 复位功能，用于RESET；
- 空闲，没有作用；
-
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 AUTO PWM/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：
电压范围(V) 步进值(mV) 具体档位值(V) 0.7125 ~ 1.5 12.5 0.7125、0.725、0.737.5、 ……、1.5 1.6 ~ 2.4 100 1.6、1.7、1.8、1.9、……、2.4 -
LDO 电压连续：
电压范围(V) 步进值(mV) 具体档位值(V) 0.6 ~ 3.4 25 0.6、0.625、0.65、0.675、…… 、3.4
-
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：
- EN 信号从低电平变高电平触发
- EN 信号保持高电平，且 RTC 闹钟中断触发
- EN 信号保持高电平，按 PWRON 键触发
- EN 信号保持高电平，充电器插入
-
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：
配置
驱动和 menuconfig
4.4 内核配置
RK809 驱动文件（跟rk817、rk805有复用部分）：
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
RK809 dts文件（可参考范例）：
arch/arm64/boot/dts/rockchi/px30-evb-ddr4-v10.dts
menuconfig 里对应的宏配置：
CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_GPIO_RK8XX
CONFIG_REGULATOR_RK818
CONFIG_INPUT_RK8XX_PWRKEY
CONFIG_COMMON_CLK_RK808
4.19 内核配置
RK809 驱动文件：
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
RK809 dts文件（可参考范例）：
arch/arm64/boot/dts/rockchi/px30-evb-ddr4-v10.dts
menuconfig 里对应的宏配置：
CONFIG_MFD_RK808
CONFIG_RTC_RK808
CONFIG_PINCTRL_RK805
CONFIG_REGULATOR_RK808
CONFIG_INPUT_RK805_PWRKEY
CONFIG_COMMON_CLK_RK808
DTS 配置
4.4 内核 DTS 配置
DTS 的配置包括：i2c 挂载、主体、rtc、pwrkey、gpio、regulator 等部分。
&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";
};
};
};
- i2c 挂载
整个完整的 rk809 节点挂在对应的 i2c 节点下面，并且配置 status = "okay";
- 主体部分
- 不可修改：
compatible = "rockchip,rk809";
reg = <0x20>;
rockchip,system-power-controller;
wakeup-source;
gpio-controller;
#gpio-cells = <2>;
- 可修改（按照 pinctrl 规则）
interrupt-parent：pmic_int 隶属于哪个 gpio； interrupts：pmic_int 在 interrupt-parent 的 gpio 上的引脚索引编号和极性； pinctrl-names：不修改，固定为 "default"； pinctrl-0：引用 pinctrl 里定义好的 pmic_int 引脚；
- rtc、pwrkey、gpio
如果 menuconfig 选中了这几个模块，但是实际又不需要使能这几个驱动，那么可以在 dts 里增加 rtc、pwrkey、gpio 节点，并且显式指明状态为 status = "disabled"，这样就不会使能驱动，但是开机信息会有错误 log 报出，可以忽略；如果要使能驱动，则可以去掉相应的节点，或者设置状态为 status = "okay"。
- regulator
regulator-compatible：驱动注册时需要匹配的名字，不能改动，否则会加载失败；regulator-name：电源的名字，建议和硬件图上保持一致，使用 regulator_get 接口时需要匹配这个名字；regulator-init-microvolt：u-boot阶段的初始化电压，kernel阶段无效；regulator-min-microvolt：运行时可以调节的最小电压；regulator-max-microvolt：运行时可以调节的最大电压；regulator-initial-mode：运行时 DCDC 的工作模式，一般配置为 1。 1：force pwm，2：auto pwm/pfm；regulator-mode：休眠时 DCDC 的工作模式，一般配置为 2。1：force pwm， 2：auto pwm/pfm；regulator-initial-state：suspend 时的模式，必须配置成 3；regulator-boot-on：存在这个属性时，在注册 regulator 的时候就会使能这路电源；regulator-always-on：存在这个属性时，表示运行时不允许关闭这路电源且会在注册的时候使能这路电源；regulator-ramp-delay：DCDC 的电压上升时间，固定配置为 12500；regulator-on-in-suspend：休眠时保持上电状态，想要关闭该路电源，则改成”regulator-off-in-suspend”；regulator-suspend-microvolt：休眠不断电情况下的待机电压。
- power off
RK809在关机上比较特殊，因为支持直接拉IO关机，所以内核注册pm_shutdown_prepare_fn，用于关机前一些准备工作，主要包括：关闭RTC中断、设置特殊IO的IOMUX等。 真正的关机是在PCIE中，pm_power_off中直接拉IO关机。
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;
}
- clk 部分
如果某个节个需要引用 RK809 的 clk 进行使用，引用格式如下：
clocks = <&rk809 1>;
第一个参数： &rk809 固定，不可改动；
第二个参数： 引用 rk809 的哪个 clk，只能是 0 或者 1，其中 0：rk809-clkout1， 1：rk809-clkout2；
4.19 内核 DTS 配置
请参考4.4内核DTS配置。差异点：4.19内核的DTS配置不再需要gpio子节点，但其他模块依然使用gpios = <&rk809 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;的方式引用和使用rk809的pin脚。
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 regulator
void regulator_put(struct regulator *regulator) -
打开 regulator
int regulator_enable(struct regulator *regulator) -
关闭 regulator
int 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或者4.19内核还提供了devm_开头的regulator接口帮开发者管理要申请的资源。
Debug
内核
命令格式同 3.10 内核一样，只是节点路径不同，4.4 内核上的 debug 节点路径是：
/sys/rk8xx/rk8xx_dbg
内核
请参考4.4内核命令。