RK816 开发指南

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发布版本：1.1　·　页数：14　·　语言：中文

原始文档：Rockchip_RK816_Developer_Guide_CN.pdf

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章节大纲

RK816 开发指南（P1）
- 1 基础（P2）
  - 1.1 概述（P2）
  - 1.2 功能（P2）
  - 1.3 芯片引脚功能（P2）
  - 1.4 重要概念（P4）
  - 1.5 上电条件和时序（P6）
- 2 配置（P6）
  - 2.1 驱动和 menuconfig（P6）
  - 2.2 DTS 配置（P7）
  - 2.3 函数接口（P13）
- 3 Debug（P13）
  - 3.10 内核（P13）
  - 4.4 内核（P14）
  - 4.19 内核（P14）

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1 基础

1.1 概述

RK816 是一款高性能 PMIC，RK816 集成 4 个大电流 DCDC、1个升压BOOST、6 个 LDO、1个OTG输出、1 个 RTC、可调上电时序，而且还集成了开关充电，智能功率路径管理，库仑计等功能。。

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。2. 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 功能

从使用者的角度看，RK816 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；2. rtc 功能：提供时钟计时、定时等功能；3. gpio 功能：out1 和 out2 两个推挽输出引脚（只能 output），可当普通 gpio 使用；4. pwrkey 功能：检测 power 按键的按下/释放，可以为 AP 节省一个 gpio。5. 充电功能和电量计功能，在本文中不做详细介绍，详细可以参考文档《Rockchip_RK818_RK816_Developer_Guide_Fuel_Gauge_CN》

1.3 芯片引脚功能

下面描述中，SLEEP 和 INT 引脚需要重点关注：

1.4 重要概念

I2C 地址7 位从机地址：0x1a PMIC 有 3 种工作模式1. 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。2. 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。3. 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。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。out1/out2 引脚这两个引脚可以当普通的 gpio 使用（推挽输出），但是只有 gpio 输出模式。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 ~ 1.45	12.5	0.7125、0.725、0.737.5、 ……、1.45
1.8 ~ 2.2	200	1.8、 2.0、2.2
2.3	无	2.3

LDO 电压连续：

电压范围(V)	步进值(mV)	具体档位值(V)
0.8 ~ 3.4	100	0.8、 0.9、1.0、1.1、 1.2、 …… 3.4

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：

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

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

3.10 内核配置

RK816 驱动文件（复用 RK816 驱动）：

drivers/mfd/rk816.c drivers/input/misc/rk816-pwrkey.c drivers/rtc/rtc-rk816.c drivers/gpio/gpio-rk816.c drivers/regulator/rk816-regulator.c drivers/power/rk816_battery.c

RK816 dts文件可参考：

arch/arm/boot/dts/rk816.dtsi arch/arm/boot/dts/rk3126-86v-rk816.dts

menuconﬁg 里对应的宏配置：CONFIG_MFD_RK816 CONFIG_GPIO_RK816 CONFIG_RTC_RK816 CONFIG_REGULATOR_RK816 CONFIG_INPUT_RK816_PWRKEY CONFIG_BATTERY_RK816

4.4 内核配置

RK816 驱动文件：

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 drivers/power/rk816_battery.c

menuconﬁg 里对应的宏配置：

CONFIG_MFD_RK808 CONFIG_RTC_RK808 CONFIG_GPIO_RK8XX CONFIG_REGULATOR_RK808 CONFIG_INPUT_RK8XX_PWRKEY CONFIG_COMMON_CLK_RK808 CONFIG_BATTERY_RK816

4.19 内核配置

RK816 驱动文件：

drivers/mfd/rk808.c drivers/input/misc/rk816-pwrkey.c // 跟4.4内核不同drivers/rtc/rtc-rk808.c drivers/pinctrl/pinctrl-rk816.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 drivers/power/rk816_battery.c

menuconﬁg 里对应的宏配置：

CONFIG_MFD_RK808 CONFIG_RTC_RK808 CONFIG_PINCTRL_RK816 CONFIG_REGULATOR_RK808 CONFIG_INPUT_RK816_PWRKEY CONFIG_COMMON_CLK_RK808 CONFIG_BATTERY_RK816

2.2 DTS 配置

3.10 内核配置DTS 的配置包括：I2C 挂载、主体、regulator、rtc、poweroﬀ 等部分。

&i2c1 {
rk816: rk816@1a {
reg = <0x1a>;
status = "okay";

}; };

/include/ "rk816.dtsi"

&rk816 {
gpios = <&gpio1 GPIO_A5 GPIO_ACTIVE_HIGH>, <&gpio1 GPIO_A1 GPIO_ACTIVE_LOW>;

rk816,system-power-controller; rk816,support_dc_chg = <1>;/*1: dc chg; 0:usb chg*/

io-channels = <&adc 0>;

gpio-controller;

#gpio-cells = <2>;

rtc {

status = "okay";

};

regulators {

rk816_dcdc1_reg: regulator@0{
regulator-name= "vdd_arm";
regulator-min-microvolt = <700000>;
regulator-max-microvolt = <1500000>;
regulator-initial-mode = <0x1>;
regulator-initial-state = <3>;

regulator-always-on; regulator-state-mem {

regulator-state-mode = <0x2>;

regulator-state-disabled;

regulator-state-uv = <900000>;

}; };

rk816_dcdc2_reg: regulator@1 {
regulator-name= "vdd_logic";
regulator-min-microvolt = <700000>;
regulator-max-microvolt = <1500000>;
regulator-initial-mode = <0x1>;
regulator-initial-state = <3>;

regulator-always-on; regulator-state-mem {

regulator-state-mode = <0x2>;

regulator-state-enabled;

regulator-state-uv = <1000000>;

}; };

rk816_dcdc3_reg: regulator@2 {

............. }; ................................. }; };

I2C 挂载整个完整的 rk816 节点挂在对应的 i2c 节点下面，并且配置 status = "okay"; 2. 主体部分

不可修改部分

rk816,system-power-controller：声明RK816具备管理系统下电的功能；gpio-controller：声明RK816具有GPIO的功能；#gpio-cells：使用者引用RK816的GPIO时需要指定的参数个数;

说明：如果某个节个需要引用 RK816 的 GPIO 进行使用，引用格式如下：

gpios = <&rk816 0 GPIO_ACTIVE_LOW>;

第一个参数： &rk816 固定，不可改动；第二个参数：引用 rk816 的哪个 gpio，只能是 0 或者 1，其中 0：out1， 1：out2；第三个参数： gpio 的极性。

可修改部分gpios：指定 pmic_int（第一个）和 pmic_sleep（第二个）引脚；

regulator 部分

regulator-name : 电源名字，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-min-microvolt ：运行时可调节的最小电压；regulator-max-microvolt ：运行时可调节的最大电压；regulator-initial-mode ：运行时 DCDC 工作模式，一般配置为 1。 1：force pwm，2：auto pwm/pfm；regulator-state-mode ：休眠时 DCDC 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，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-state-enabled ：休眠时保持上电状态，想要关闭该路电源，则改成”regulator- state-disabled”；regulator-state-uv ：休眠不断电情况下的待机电压。

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 regulator-boot-on 或者 regulator-always-on 存在，则系统框架在注册这路 regulator的时候默认会进行 enable，此时的这路 regulator 的电压有 2 种情况：如果 regulator-min- microvolt 和 regulator-max-microvolt 的电压相等，则系统框架会把这路电压设置为当前这个电压值；如果 regulator-min-microvolt 和 regulator-max-microvolt 的电压不相等，则此时的电压是 PMIC 的本身的硬件默认上电电压。

rtc 部分

如果不想使能 RTC 的功能（如 box 产品上），则需要像上面那样增加节点，显式指明为 status = "disabled"。如果需要使能的的话则可以把整个 RTC 节点去掉或者设置状态为 status = "okay"即可。

poweroﬀ 部分gpio_poweroff {

compatible = "gpio-poweroff";
gpios = <&gpio2 GPIO_D2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
status = "okay";

};

因为 RK816 支持拉高 pmic_sleep 引脚进行整个 PMIC 的下电，所以需要在根节点下增加这个节点。其中 gpios 是可改部分，用于指明 pmic_sleep 引脚。

如果没有注册这个功能，也可以使用RK816的软件关机，流程跟RK808和RK818相同。

4.4 内核配置

DTS 的配置包括：i2c 挂载、主体、rtc、pwrkey、gpio、regulator 等部分。

&pinctrl {

pmic {

pmic_int_l: pmic-int-l {

rockchip,pins = <2 6 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_up>; /* gpio2_a6 */ }; }; };

&i2c1 {
status = "okay";
rk816: pmic@1a {
compatible = "rockchip,rk816";
reg = <0x1a>;
interrupt-parent = <&gpio0>;
interrupts = <2 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&pmic_int_l>;

rockchip,system-power-controller; wakeup-source; gpio-controller;

#gpio-cells = <2>;
#clock-cells = <1>;
clock-output-names = "rk816-clkout1", "rk816-clkout2";
extcon = <&u2phy>;
vcc1-supply = <&vcc_sys>;
vcc2-supply = <&vcc_sys>;
vcc3-supply = <&vcc_sys>;
vcc4-supply = <&vcc_sys>;
vcc5-supply = <&vcc_io>;
vcc6-supply = <&vcc_sys>;

gpio {

status = "okay";

};

pwrkey {

status = "okay";

};

rtc {

status = "okay";

};

battery {

compatible = "rk816-battery";

ocv_table = < 3500 3625 3685 3697 3718 3735 3748 3760 3774 3788 3802 3816 3834 3853 3877 3908 3946 3975 4018 4071 4106>;

design_capacity = <2500>;
design_qmax = <2750>;
bat_res = <100>;
max_input_current = <1500>;
max_chrg_current = <1300>;
max_chrg_voltage = <4200>;
sleep_enter_current = <300>;
sleep_exit_current = <300>;
sleep_filter_current = <100>;
power_off_thresd = <3500>;
zero_algorithm_vol = <3850>;
max_soc_offset = <60>;
monitor_sec = <5>;
virtual_power = <0>;
power_dc2otg = <0>;
dc_det_adc = <0>;

};

regulators {

vdd_arm: DCDC_REG1{
regulator-name= "vdd_arm";
regulator-min-microvolt = <750000>;
regulator-max-microvolt = <1500000>;
regulator-ramp-delay = <6001>;
regulator-initial-mode = <1>;

regulator-always-on; regulator-boot-on; regulator-state-mem { regulator-off-in-suspend;

regulator-suspend-microvolt = <900000>;

}; };

vdd_log: DCDC_REG2 {
regulator-name= "vdd_logic";
regulator-min-microvolt = <750000>;
regulator-max-microvolt = <1500000>;
regulator-ramp-delay = <6001>;
regulator-initial-mode = <1>;

regulator-always-on; regulator-boot-on; regulator-state-mem { regulator-on-in-suspend;

regulator-suspend-microvolt = <1000000>;

}; };

vcc_ddr: RK816_DCDC3@2 {

................. }; ............................. }; }; };

i2c 挂载

整个完整的 rk816 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,rk816";
reg = <0x18>;

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。

4.19 内核配置请参考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 = <&rk816 0 GPIO_ACTIVE_LOW>; 的方式引用和使用rk816的pin脚。

2.3 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。2. 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。

3 Debug

3.10 内核

因为 PMIC 涉及的驱动在使用逻辑上都不复杂，重点都体现在最后的寄存器设置上。所以目前常用的debug 方式就是直接查看 rk816 的寄存器，通过如下节点：

/sys/rk816/rk816_test

读寄存器：

echo r [addr]  > /sys/rk816/rk816_test

写寄存器：

echo w [addr] [value] > /sys/rk816/rk816_test

范例：

// 读取0x2f寄存器的值，为0x9b

echo r 0x2f > /sys/rk816/rk816_test

// 设置0x2f寄存器的值为0x9c

echo w 0x2f 0x9c > /sys/rk816/rk816_test

一般写操作执行完之后最好再读一遍确认是否写成功。

4.4 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

4.19 内核

请参考4.4内核命令。

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1 基础​

1.1 概述​

1.2 功能​

1.3 芯片引脚功能​

1.4 重要概念​

1.5 上电条件和时序​

2 配置​

2.1 驱动和 menuconﬁg​

2.2 DTS 配置​

2.3 函数接口​

3 Debug​

3.10 内核​

4.4 内核​

4.19 内核​

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1 基础

1.1 概述

1.2 功能

1.3 芯片引脚功能

1.4 重要概念

1.5 上电条件和时序

2 配置

2.1 驱动和 menuconﬁg

2.2 DTS 配置

2.3 函数接口

3 Debug

3.10 内核

4.4 内核

4.19 内核