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- 硬件原理
- pmic 电路原理
- 平台概述
- RK808
- PWM 介绍
- 驱动分析
- dts
- 驱动流程
- PMIC
- PWM
- 配置相关
- menuconfig
- 修改各路 DCDC 和 LDO
- 方法一修改dts
- 方法二运行中动态设置
- 设置 DCDC 工作模式接口
- 方法一初始化设置
- 方法二运行下切换
- 调试流程与碰到的问题
- 硬件原理
调试环境
RK3288
Android5.1
硬件原理
pmic 电路原理
电源分为两种:
DCDC:输入输出压差大时,效率高,但是有纹波问题,成本高,所以大压差,大电流时使用。
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。
DCDC 一般有两种工作模式:
PWM–纹波瞬态响应好,效率低;
PFM:效率高,但是负载能力差。
平台概述
RICO619(5路DCDC)
RK808
ACT8846
各模块需要供电:
ARM 1.0V
GPU 1.0V
DDR 1.2V
VCCIO 3.3V
LOGIC 1.0V(分立 PWM)
Logic 需要动态调压,如果采用分立DCDC(PWM),调节精度、输出电压一致性不能保证。
双电池 ACT8846 + SYR82X
单电池 RK808 或者 RICOH619 + SYR82X
RK808
(本方案采用的 RK808)
Resource | VCC1 | VCC2 | VCC3 | VCC4 | LDO1 | LDO2 | LDO3 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
VOL | 1.0V | 1.0V | 1.2V | 3.3V | 3.3V | 3.3V | 1.0V |
TimeSlot | 2 | 2 | 4 | 2 | 1 | OFF | 2 |
Resource | LDO4 | LDO5 | LDO6 | LDO7 | LDO8 | VSWOUT1 | VSWOUT2 |
---|---|---|---|---|---|---|---|
VOL | 1.8V | 3.3V | 1.2V | 1.8V | 3.3V | 3.0V | 3.0V |
TimeSlot | OFF | 5 | OFF | 3 | OFF | OFF | OFF |
开机流程:
当有接适配器时。
VDC 电压 升高; VSYS 上电; PMIC 上电并输出。
当只接电池时,按开机键。
PWRON 拉高; PMIC 上电并输出。PMIC 启动,实现 EPROM 中的默认设置,各路上电完成后,发送 reset 信号,芯片上电,系统启动,PMIC 设备挂载,通过I2C 重新配置 PMIC。
PWM 介绍
PWM 即通过占空比设置电压。
计算占空比:
利用 pwm_regulator_set_voltage 将设置的电压转换成占空比
pwm_value = (max - vol)/coefficient/10 //计算占空比,max 及 coefficient 由板级传参
设置占空比:
在rockchip-pwm-regulator.c中pwm_set_rate()
RATE为0时设置PWM为GPIO口输出低,控制LOGIC电压最高(1.4V)。
RATE为100时设置PWM为GPIO口输出高,控制LOGIC电压最低(0.9V)。
RATE在0~100之间:
根据当前PWM的CLK计算高电平和低电平的值,然后写到PWM控制寄存器中即可
其驱动方面需要按特定流程,先将 PWM 控制器 disable 并且 RESET,然后设置,最后 enable。
驱动分析
dts
先看 rk808.dtsi
rk808_dcdc1_reg: regulator@0 {
reg = <0>; regulator-compatible = "rk_dcdc1"; regulator-min-microvolt = <700000>; //min 和 max 相同时,初始化会设置电压。不一样则表示范围。 regulator-max-microvolt = <1500000>; regulator-initial-mode = <0x2>; //工作模式,类别参考手册 regulator-initial-state = <3>; //suspend 模式下的设置 regulator-state-mem { //休眠模式下的工作模式 regulator-state-mode = <0x2>; regulator-state-disabled;//disabled //休眠下的使能状态 regulator-state-uv = <900000>; //休眠下的电压 }; };
再看 rk3288-tb_8846.dts
/include/ "rk808.dtsi"
&rk808 {
gpios =<&gpio0 GPIO_A4 GPIO_ACTIVE_HIGH>,<&gpio0 GPIO_B3 GPIO_ACTIVE_LOW>; rk808,system-power-controller; regulators { rk808_dcdc1_reg: regulator@0{ regulator-name= "vdd_arm"; //驱动根据这个name 设置 PMU 电压、工作模式、使能。不可重名。 regulator-always-on; //表示常开 regulator-boot-on; }; ... };
驱动流程
PMIC
regulator_ops 注册,完成 PMU 驱动与 regulator 之间链接:
kernel/drivers/regulator/
完成 regulator_ops 的注册后,可以使用 regulator 的接口了。(regulator_set_voltage)
PWM
用 PWM 调整外挂 DCDC 电压,注册 PWM 驱动
pwm_regulator {
compatible = "rockchip_pwm_regulator";
pwms = <&pwm1 0 2000>; rockchip,pwm_id= <1>; rockchip,pwm_voltage_map= <925000 950000 975000 1000000 1025000 1050000 1075000 1100000 1125000 1150000 1175000 1200000 1225000 1250000 1275000 1300000 1325000 1350000 1375000 1400000>; rockchip,pwm_voltage= <1000000>; rockchip,pwm_min_voltage= <925000>; rockchip,pwm_max_voltage= <1400000>; rockchip,pwm_suspend_voltage= <950000>; rockchip,pwm_coefficient= <475>; regulators { #address-cells = <1>; #size-cells = <0>; pwm_reg0: regulator@0 { regulator-compatible = "pwm_dcdc1"; regulator-name= "vdd_logic"; regulator-min-microvolt = <925000>; regulator-max-microvolt = <1400000>; regulator-always-on; regulator-boot-on; }; }; };
并且打开 PWM 口
&pwm1 {
status = "okay";
};
配置相关
menuconfig
/rk808
相关的两个宏打开
修改各路 DCDC 和 LDO
方法一,修改dts
通过设置 dts 里面的
regulator-min-microvolt = < 3300000>; regulator-max-microvolt = <3300000>;
pwm_regulator { rockchip,pwm_voltage= <1000000>; };
来设置默认电压。
方法二,运行中动态设置
Struct regulator *dcdc;
dcdc =regulator_get(NULL, "name");
regulator_set_voltage(dcdc, min_uv, max_uv);
regulator_enable(dcdc);
regulator_put(dcdc);
设置 DCDC 工作模式接口
DCDC 有两种模式(PWM、PFM)。
有一种 Auto 模式会自动调整 PWM、PFM。
所以我们常说的两种模式是 PWM 和 AUTO(PWM+PFM)。
AUTO 模式 效率高、纹波瞬态响应差。
现在一般都 PWM 模式。
方法一,初始化设置
regulator-initial-mode< 0x2 >
方法二,运行下切换
dcdc = regulator_get(NULL, "name");
regulator_set_mode(dcdc, REGULATOR_MODE_STANDBY);
//pwm:REGULATOR_MODE_NORMAL pfm: REGULATOR_MODE_STANDBY
ldo =regulator_get(NULL, "act_ldo1");
regulator_enable(ldo); //开启 ldo1
//regulator_disable(ldo); //关闭 ldo1
调试流程与碰到的问题
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- 开机打印 PMU 注册失败,提示 i2c 通信失败,或者直接跑飞
1)测试 i2c 的 CLK 和 data 数据线是否被拉低;
2)核对 i2c 有没有注册错,使用的 i2c 是否跟平台
上一致;
3)i2c 上是否还有其他设备;
4)测试 PMIC 的各路默认的上电电压是否正确;
5)测试Power_hold 是否为高;
6)测试 PMIC 默认上电完成后 reset 信号是否发送;
7)PMIC 外围部件是
否焊接错误,例如晶振有没有焊反,电感、电容等有没有焊错。 - 系统运行中死机
1)测试死机时各路的电压,是否有电压异常;
2)测试 DVFS 调整是否正常;
3)测试 arm、logic、DDR、VCCIO 的电压的纹波等,看下在系统异常时是否有明显的电压塌陷。
3 、待机唤醒死机
1)测试 PMU_sleep 脚已经恢复成低;
2)测试各路电压已经从待机电压恢复回来;
3)用示波器测试唤醒时各路电压的的变化波形,有无异常;4)sleep 状态不去关闭电源。不降低电压;
Reset 后无法开机或者某些设备异常 - Reset
如果出现此问题,请参考本文第三章 pmic 的关机及复位。
Reset 按下时,芯片复位,各个 io 口恢复成默认值,如果 PMU 没有复位功能或者没有完成硬复位,
则 PMU 不会被复位,则无法完成 PMU 的断电并重新上电,这样可能会导致部分设备重启后工作
不正常。(部分项目上发现有些设备在复位时必须要掉电,否则会工作异常)
RTC 无法正常写入 - RTC
1)如果 PMU 是 act8846(不带 RTC)此时要看下 RTC 设备是否挂载正常;2)PMU 设备的 i2c
通信是否正常 - 运行时部分 LDO 没有输出
1)确认此 LDO 在其他地方没有被关闭,通过搜索此 LDO 的 name (使用此接口 regulator_disable());
2)测试 PMIC_SLEEP 脚是不是为高,如果为高,PMU 已经进入休眠模式,部分 LDO 会被关闭。
PMIC_SLEEP 脚的配置应该是不对的,需要配置此 io 口:见本文档 1.2 章(注意:硬件上此 io 口,
最好没有复用功能,而且是应该是默认内部下拉口) - 关机后随机性的自动开机或者关机失败
关机失败:device_shutdown()中会通过 i2c 写关机命令,i2c 通信失败,无法写关机命令。如果遇到此问题。加一些保护锁,如果一直写失败,直接重启。
关机后自动开机:因为 RTC 闹铃具有开机的功能,在关机后如果 RTC 闹铃产生,即会触发开机条
件而开机。目前已经解决过了,在关机函数中先关闭 RTC 闹铃的中断,在开机时再打开中断。 - 待机时随机性被唤醒
如果唤醒中断是 PMIC_INT,那么应该是 PMU 的 RTC 闹铃在唤醒系统。除了用户设置的闹铃外,
还有一些谷歌的应用会产生 RTC 闹铃,需要移除相应的应用。查看方法如下:
请客户在命令行中敲入 dumpsys alarm 来查看当前系统的 alarm 申请情况。
android 总共有4种类型 alarm,其中只有2种 alarm 会在休眠唤醒系统,请在相关信息中查找对应的
第三方软件。
这两种分别是 ELAPSED_WAKEUP 和 RTC_WAKEUP。
我们观察到,凡是带了谷歌相关的 apk 就会申请相关 alarm,如下:
RTC_WAKEUP #5: Alarm{413418b8 type 0 com.google.android.gsf}
type=0 when=+5d17h1m54s609ms repeatInterval=566316000 count=0
operation=PendingIntent{41294818: PendingIntentRecord{413ce158
com.google.android.gsf broadcastIntent}}
注意:此唤醒动作只在二级待机,不会到一级待机唤醒,点亮屏,如果点亮了屏,应该是屏那边没有进
休眠。
RICOH619 - RICOH619
RICOH619无法开机或者开机后电量显示异常
确认电池包上 TS 端是否有10K 电阻,如果没有,请确认板子上 TS 端对地有10K 电阻。如果没有10K
电阻,PMIC 默认电池是不存在的。 - RICOH619
RICOH619充电异常,充电电流多小,或者充电充不满
充电电流过小:
我们上电有默认的充电电流,USB:500MA , ADP :1A,开机后 USB 根据枚举结果通过 I2C
重新设置充电电流,最大可设置 3A(一般推荐到 2A),ADP 电流开机后就会修改,最大 3A。
实际往电池充的电流跟设置电流会有一些不一样,有充电效率的关系。详细见下:
ILIM_USB/ILIM_ADP 的设置值 限制 USB/ADP 输入时 VSYS 系统输出的电流极限最大
限流。 ( 实际限制的输出值 大约在 设置值 的 90% 左右 )
因为 工作方式是 DCDC 的关系, 实际的输入电流会小于输出电流。
( 功率转换:理想情况下 输入 5V x 1A
5V = VADP, 1A = I_ADP,
4V = VSYS,
=4V * 1.25A )
Ex.
ILIM_ADP = 1.25A.
另外,限制电流的侦测方式是 由 ILM, ILP 间的 Sense 电阻 压降而得到。
( ILM , ILP 端口需要直接采集 电阻( 20mohm ) 上的 压降,需要注意版图画法)
关于流入电池的电流 可以 查看一下 ICM , ICP 之间的 Sense 电阻的压降来判断。
当然,也需要小心制版时, PMU 的 ICM, ICP 是否取到的直接时 电阻两端的电压。 - 1.5A 设置 输入限流, 实际输出限制 大约 1.3A 以上。
( 可通过 检测 ILM /
ILP 间 电阻压降 ) - 由于是 DCDC 工作的方式, IUSB= VSYS * I_SYS V_USB * I_USB * 效率 = VSYS * I_SYS / (V_USB * 效率 ) = 4.0 * 1.3 / ( 5 * 0.9 ) = 1.1A ( 约 ) 充电充不满: 充电有充电时间的限制,一般是充电 5 小时就会关闭充电,所以存在一边使用一边充电时电池充 不满,这个问题我们后期会使用软件解决。
- 开机打印 PMU 注册失败,提示 i2c 通信失败,或者直接跑飞