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RK3588 EVB开发板原理图讲解【八】 RK3588 power Tree

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     楼主| 发表于 2025-3-11 15:34 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    一、RK3588电源架构核心特点

      3 G5 b0 r8 Q3 T) J
    • ​多电源域设计​% P2 e8 B4 N1 ]& N6 [" M$ b$ Z6 d
        # d+ z6 Z6 C; S% ?- v
      • 芯片通常划分为多个独立电源域(Power Domain),例如:, T9 f7 O" Y) K- O- C, G

          5 \2 L# d3 N7 f! _
        • ​CPU核域:为ARM Cortex-A76/A55组成的多核集群供电(通常为0.9V-1.2V)
        • ​GPU域:为Mali-G610 GPU核心供电(典型电压0.8V-1.0V)
        • ​NPU域:为神经网络处理器供电(可能低至0.6V-0.9V)
        • ​ISP域:支持图像信号处理器的高精度供电(如1.8V)
        • ​IO域:外围接口供电(如1.8V/3.3V). V7 e- W: W3 a8 z

        * k- X" q- Q3 m( b+ N
    • ​电源管理单元(PMU)​​
      % E( T6 T7 f! X# f

        % J! ]7 y4 ^, W( d/ Z6 k1 m
      • 集成高精度DC-DC转换器(如 buck、boost)和LDO线性稳压器
      • 支持动态电压频率调整(DVFS)以优化能效
        3 N9 `4 I$ b# R$ w" k
    • ​关键电源模块​
      0 y# s. _# l! m9 }- e' \

        ) m; d# Z$ M( H7 ~0 q( L& I! P
      • ​主电源输入:通常为5V/12V DC输入
      • ​电源树拓扑:分层降压结构(如5V→3.3V→1.8V→核心电压)
      • ​去耦电容布局:在每个电源引脚附近放置MLCC滤波电容(如10μF+100nF组合)2 c# e2 y6 Z! o8 \7 ]) b; G

      ) C, b$ p  n: l5 _+ c

    ​二、解读电源分布图的关键步骤
      / R0 K, b- P8 Q/ \7 q; v
    • ​识别电源节点​
      ; q1 [) |+ s- x7 O
        ( y1 B7 g$ @$ X
      • 检查图中标注的电压值(如VDD_CPU、VDD_GPU)和电流规格
      • 确认电源流向:从输入电源→PMU→各功能模块
        ; P, t  i, o, N2 h
    • ​分析供电路径​* B  }! J4 H5 S+ w2 W
        8 v& Y' ]$ a3 d( y
      • 追踪核心电压的产生过程(例如:5V → LDO33 → 分压电路 → CPU核心)
      • 注意旁路电容(Bypass Capacitor)的位置是否靠近负载. c2 |3 e+ e0 l6 ]$ J- c
    • ​检查关键器件​- b$ C3 S  B7 K6 v, Y% J

        7 ~1 n5 A* A, n9 S
      • DC-DC芯片型号(如RK8608、TPS61088)
      • LDO型号及输出电流能力
      • 电源开关电路(MOSFET驱动电路)
        3 |7 ]9 Q7 R$ s
    • ​验证完整性​
      7 c/ Z, g5 _6 p3 g& C, n

        8 Q8 L7 ]$ S- Q
      • 是否包含复位电路供电(如VDD_RST)
      • 时钟电路的独立供电(如VDD_CLK)
      • ESD保护二极管的位置- t0 h9 R+ O( S  r; I% F7 {
      ! @5 w6 ]1 X; C" p. c

    ​三、常见问题与优化建议
      8 d# K8 l. t/ u& O: q( \' [+ s& ?
    • ​电压跌落(Voltage Drop)​​! M% H% _" B4 j

        + g: N, U: z! Q/ H+ e/ l
      • 长路径或高电流区域需增加铜线宽度或添加中继器(Buffer)
      • 检查滤波电容是否足够(高频噪声用小电容,低频用大电容)# s* i- k5 \8 L
    • ​功耗优化​
      & c# N& A/ o9 e- a; J* j* T( p
        # Y# P  _/ d3 b1 D0 a7 f3 D" G  d
      • 对未使用的电源域启用休眠模式
      • 选择低导通电阻(RDS(on))的MOSFET2 n( n, b7 i% d
    • ​热设计​0 k7 z7 u# p$ C6 g

        2 e5 X7 ?, M6 `, m) b* p
      • DC-DC转换器和LDO的散热布局是否合理
      • 高功率模块附近是否有足够的散热片
          K4 j: e( J; I

      ; |! M# k- t/ D. ~) O8 B0 [

    ​四、参考资料
      ; o  Y  U7 p! Q7 \
    • Rockchip RK3588 TRM(技术参考手册)
    • 典型电源设计方案:如《Rockchip RK3588 Development Board Power Design Guidelines》
    • EDA工具电源仿真:使用cadence Sigrity或ANSYS PowerArtist进行电源完整性分析& F0 Z; u# m* o8 b! S2 v& f. |; b4 ^; l
    9 R4 t3 f( \: I; n3 d$ F. X
    下面实际分析RK3588电源分布
    电源架构设计方案说明
    % f+ y0 M2 y2 i* N+ l/ }6 l% y+ a系统采用双电源输入架构,支持以下两种标准供电接口:
    / P7 p4 a* I+ F, U. U1 ?

      $ m3 i$ i$ A+ U, N& P
    • ​主电源接口:配置标准D型电源插座(DC JACK)及AXT系列工业电源连接器,额定负载≥3A,满足大电流供电需求;
    • ​辅助电源扩展区:右侧上部预留电源规划区域,需依据系统级电源规划需求配置DC-DC转换模块。建议对以下高功耗外设进行供电评估:
      ) d! F2 u  ?8 Q
        ! G- Q' J5 I0 F5 v
      • 高速风扇阵列(≥3A峰值电流)
      • 多分辨率摄像头模组(如4K ISP,功率密度>2W)
      • PCIe扩展卡(x16 Gen5接口,需独立供电回路)
        ; t, [( O! G/ ~* b1 x* ?& e- V# P6 R

      + d6 ?# `0 F4 u9 J

    : ^  k% X8 D9 T9 |& Q
    - _6 C+ |6 ^3 h3 m这部分是DCDC部分,把12V降压到5V和4V,其中4V给rk806  5V工给外设 主要是usb。
    9 L) w8 G5 H6 t
      b- B( P* Z+ e. _: d# s/ q/ n) t3 q) `  K
    1. ​电源管理单元(PMU)​
      7 U5 P  K; k9 V% W8 C, M" T# v* i9 O
    • ​BUZO节点:PMU核心电路供电
    • ​LOGU系列:逻辑控制电路相关(如时钟树、复位电路)0 u5 H$ O9 x) C' R9 K- W5 S
    2. ​外设电源分配

      & e+ n5 O% d! N/ J
    • ​摄像头模块:CVD GRED和VOGUELO(ISP摄像头供电,需匹配MIPI CSI接口电压)
    • CIe接口:对应PCIe 3.0的12V辅助供电
    • ​音频编解码器:VIGAMI GUIMULAH可能为音频Codec供电(如5V/3.3V)
      + N: Y" a3 g7 r( f3 l; N/ G
    3. ​电源完整性措施

      6 R' e( B# Y3 @+ ?, e, Q" r  M
    • ​旁路电容布局:图中密集的蓝色/紫色线条可能表示多层PCB的电源平面分割,关键节点(如DDR)旁应有高频电容(如01005封装)
    • ​去耦设计:VOG DGIOG可能为数字接口供电,并集成RC滤波网络& q. R. I1 {6 n, n  F

    9 ?: c1 I  I" M/ K! \* \1 t( A6 f! T8 H$ V7 G% i9 M2 i

      o( V* t1 ~' t7 q4 m8 A
    ​一、整体架构概览
    核心目标:为RK3588芯片不同功能单元(CPU/GPU/NPU)提供精准供电
    7 z8 {9 a8 l) d! ^四大模块

      % [, B9 B1 `" d" [1 Y
    • ​RK860-2(主控CPU核)​​ ×2
    • ​RK860-3(负责GPU/NPU)​​ ×1
    • ​外部DC-DC转换器​ ×1
      ) b; G$ l. W4 D" j1 }7 W

    ​二、模块功能解析​1. RK860-2(主CPU核供电)​

      , u/ r' }% R) _( ~3 p
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:, b4 K: W6 @' r& T* U# R
        # [( c" @& {9 x+ F; v1 A+ D9 g% w% `
      • ​VDD CPU BIG0:给大核(如A76)供电(标称电压需查芯片手册)
      • ​VDD CPU BIG1:给小核(如A55)供电
        8 j2 D! r- }) n
    • ​关键参数:
      ' r1 w& @* @  I- b
        ' ?3 ~* n1 c! ^+ R( C8 E
      • 序列号 Seq:A/B 表示硬件电路区分
      • 最大电流标注为 6A(满足多核高性能需求)
        & G: x! j% r; J$ m

      ; {: @. I7 C* h
    ​2. RK860-3(GPU/NPU专用)​

      3 q8 F$ T5 _3 k3 j
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:
      ! B# m5 A6 F$ _, M9 _+ x; W

        - Y* @( H9 z% i) z3 h8 F# z
      • ​VDD NPU:神经网络处理器供电
        4 i8 f6 K6 S( Z8 P4 k3 g8 v$ X' [
    • ​特点:
      ' y. J6 _8 F/ u# h* c2 s3 \6 x
        5 r2 Z# X( S! D  p
      • 单独为GPU/NPU设计,支持高瞬态电流(6A峰值)
      • 通过硬件电流检测(I-sense)优化能效% [) M9 d1 x4 W/ d- U
      : ], q, L/ G3 x. g
    ​3. EXT DC/DC转换器

      ' _7 W1 L* v( ~) T3 }: u+ X  `( L
    • ​输入:主板3.3V(VCC_3V3) + ​远程使能信号​(PMC遥控_EN OUT)
    • ​输出:1V1低噪声电源(VCC 1V1 NLDO)
    • ​用途:- N# C9 w; i6 t* @7 ~, B# N# K& ?
        " z/ `, v- j! l$ H1 z" H, ]- u
      • 为对电压敏感的模块(如DDR内存、高速接口)供电
      • 外置设计可降低主PMU热负荷
        ! G/ ]8 m# ~8 f8 b2 o

      $ G. }4 r' j: n- g! a. g. z

    ​三、信号流向与控制逻辑

      ' v( p/ t6 ]) b3 e
    • ​电源启动顺序:
      - L) @0 d0 p% y% `- {1 |- f

        9 ]7 M- q1 T9 f4 S5 N- T$ d
      • 所有模块需先接通3.3V主电源(VCC_3V3)
      • 通过EN信号逐级启用(避免上电冲击)
        : I+ y  y5 U" P: O
    • ​电压协同:
      3 A* K' `* X0 X2 X( J% m1 N
        ' W, J( G2 \. h0 s: c
      • RK860-2/RK860-3通过I2C总线通信
      • GPU负载高时自动通知RK860-2调高CPU电压% V6 D9 c) |: _6 ?/ G, u5 t
    RK3588 Power Tree完整版图太大,截图看不完,需要的可以下载附件完成版。
      p) p% `$ p  g3 b7 A9 k, R RK3588 power tree.pdf (432.78 KB, 下载次数: 2) 0 G- T# p9 P9 Z6 F7 V6 z. P4 J! Q% L
    RK3588 EVB开发板原理图 往期链接分享:3 t/ y7 H, w. w) j# \% P
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【一】RK3588原理图设计- 整体框架设计2 n( K0 J! Z# [. I
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【二】RK3588原理图设计- HDMI输出设计
    . d  F5 K% T, M# a% L. [0 URK3588 EVB开发板原理图讲解【三】RK3588原理图设计- 电源管理设计1 b5 [' J% j# U' i) B/ y$ \
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【四】RK3588原理图设计- PCIE接口设计; W! _1 v* B7 y  @5 d  ]
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    ' x% P/ p3 s1 D0 z$ e1 [
      v' l8 H; N* }* O; x# `

    ( ?- v& G4 N. i1 w! E, K3 R# ~. z1 k- @! E

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    2#
    发表于 2025-3-11 18:19 | 只看该作者
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