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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
      / k1 P1 P, i4 }
    • ​多电源域设计​
      % r1 @' \5 j+ _( N0 ^( H

        4 |  ^4 [8 r$ n# m. u6 s
      • 芯片通常划分为多个独立电源域(Power Domain),例如:
        1 l, }3 C" J: P

          1 b  b: Y$ c+ \, g4 c
        • ​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)
          1 z, Q- @' l% q# N2 z
        $ Z1 L9 R* Q. z5 J' v
    • ​电源管理单元(PMU)​​
      # \$ s6 j4 z" m3 M' W* D
        0 h- Z3 b' T& g/ W" @
      • 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8 J! O4 o' b. Y
    • ​关键电源模块​- H8 i# X3 P# C0 @

        + Z9 ~- I9 z  M4 G8 N# S
      • ​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)
        5 H/ i, t& r$ O+ }  V$ f/ x! y
      % U3 O- f7 J1 q, s1 k

    ​二、解读电源分布图的关键步骤

        A) y* h* ]3 r, q# l* _
    • ​识别电源节点​: M; T0 U, ]/ g0 O/ Z8 _3 a8 ?

        9 l2 A% e9 @) P6 H' E* h1 d+ u
      • 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+ g4 k6 @5 N2 _& G- X
    • ​分析供电路径​- Z! K: G1 Z2 L- Z' j4 j
        3 a- A, m6 S& a& c( |3 G% c: q
      • 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, D/ a) K. [# L  |+ k1 O+ \* Q0 z
    • ​检查关键器件​
      4 A( W  H( |+ }0 G# ?# t
        * b# a8 E8 O$ `
      • 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)
        : j) y7 M" F5 I( }
    • ​验证完整性​
      % [* o* o, w% q( |( R! E% ~

        ' K( X  p; P0 [* q6 Z$ L$ `
      • 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
        6 N2 H6 z3 L- z$ l  K
      3 K. t  j+ v5 G; b! o4 `

    ​三、常见问题与优化建议
      - w6 Z! T# G2 U. U
    • ​电压跌落(Voltage Drop)​​
      + p/ J( _$ }1 U- P0 y% y8 K0 v

        , Y8 Z, e8 R2 ?# G$ ]
      • 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)
        , t+ [, o1 S1 s2 \; s0 C  Q
    • ​功耗优化​
      6 T) N+ P' ]; ]$ `. m% V9 _
        9 h3 W2 A! E5 ^2 Q9 u
      • 对未使用的电源域启用休眠模式
      • 选择低导通电阻(RDS(on))的MOSFET
        $ S* q) ?( [( g. @+ p6 S
    • ​热设计​
      7 W9 j' |% X% M/ a& E

        - r2 M, L+ d6 z9 Q: \7 B. d& e& o7 w
      • 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
        ( B$ N9 H6 d% ?5 r

        P( Q. j& Q( Z% n! N/ b2 \/ L8 B

    ​四、参考资料
      5 T; W( w  Q) K  _, i
    • 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
      ( b% O$ t+ a+ E. o: |9 X6 X
    7 Z2 m5 u- h7 ^0 j/ `1 \) [& B2 t
    下面实际分析RK3588电源分布
    电源架构设计方案说明
    + R) B& a/ a* O; Q  e5 l$ L5 ~系统采用双电源输入架构,支持以下两种标准供电接口:
    0 P4 u4 d" k3 l7 G: u" h
      $ _8 I. D/ U$ z
    • ​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:
      . H" t5 ^/ v1 W1 _

        ' v1 E. w! W0 `' E1 {
      • 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)2 `- `% B8 s- j+ E. Y6 u

      % B- z3 [& l. ^) V1 X; l

    + S5 v+ ?. b- }* u+ W
    * l0 _) p0 g! Q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。
    ' _& R1 f- R3 a' F8 j' b' c; M
      o+ o9 X5 ^; ^  z$ O
    ) \) T& A" j* T/ |; c1. ​电源管理单元(PMU)​

      ) h$ P  m7 Y9 }  g4 X+ W7 ?
    • ​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 A% z  l, V7 P" _5 t: d9 ]7 i# a/ @
    2. ​外设电源分配
      - ~) p8 k( z7 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)% B# [6 e0 q4 I. y7 ]* h
    3. ​电源完整性措施

      & ^. q+ Q2 J  d
    • ​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/ b% r; P4 \  {7 W& X1 K) x# G

    . o% T1 ~3 o$ r$ L6 J5 h4 V4 u7 q
    4 Z2 h' i9 E! m9 N4 ?$ q! @. {9 x) h, i2 {2 }5 ^; y# d( \

    ​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 w) C( f1 k0 G9 N! |; ^四大模块
      3 |9 e$ i3 C7 z2 p$ @5 I6 G/ ]% b
    • ​RK860-2(主控CPU核)​​ ×2
    • ​RK860-3(负责GPU/NPU)​​ ×1
    • ​外部DC-DC转换器​ ×1
      - }8 v- Z$ K2 `6 z1 [' M

    ​二、模块功能解析​1. RK860-2(主CPU核供电)​
      0 {# B& j/ S- `" w. V1 o+ P2 d3 e
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:
      ) a/ i/ I2 R' P" H% `/ g& Q$ v

        $ C! H  Q$ N) j. t
      • ​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0 h8 A' k8 _+ @7 B/ i4 X. L- o0 d
    • ​关键参数:
      1 r7 p; u: }7 A+ t/ s# I% x
        % f) m. i! A2 |0 ^/ P+ Y0 n8 R
      • 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)
        1 C/ R1 y4 G4 m; x& Z$ P3 |
      ( A" D. M0 P, }4 ~. ]! K
    ​2. RK860-3(GPU/NPU专用)​

      8 X/ a/ |* {, B
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:# P: l6 H1 @' }
        2 f3 a) B+ q' n' ?
      • ​VDD NPU:神经网络处理器供电9 K9 _2 |. c# |
    • ​特点:
      # Q- h5 R' V+ Z0 e( }5 n* q
        # Y$ U& u) }) Q" a" A
      • 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. p. X* B( ~) g; k# q" ]4 K( B
      ) {' N! {% }( X, T& C; u9 _2 \
    ​3. EXT DC/DC转换器

      4 [  m. r' V( R% j
    • ​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:
      0 z7 F4 f% s; n% {6 R0 ]" ~+ x+ D
        0 B( e+ l  s+ K" ]! X/ L
      • 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, `$ `' t9 ^' q- v, y, t
      9 c/ {, z: n1 A3 Y" _3 D4 \3 h

    ​三、信号流向与控制逻辑

      - x6 ~. f3 J1 m! }8 f, @! w
    • ​电源启动顺序:
      ) V4 ~) m4 i; A: a4 J3 J

        * R0 r! x/ ]2 H$ C4 I& x6 r
      • 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)8 Y; V. P, a: E6 G7 h, j
    • ​电压协同:# q$ ?% M7 M! G* e/ w0 V6 p
        4 b$ X% W' T$ l- _$ K- M* `
      • 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% S) t: s; y* j. w) j) s$ s: g
    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。. Y, K5 M0 o' V
    RK3588 power tree.pdf (432.78 KB, 下载次数: 2)
    5 S5 j# U. @3 g# y+ KRK3588 EVB开发板原理图 往期链接分享:
    ! S' x) i6 y6 o! O7 ^7 k0 ERK3588 EVB开发板原理图讲解【一】RK3588原理图设计- 整体框架设计$ |- N0 V0 b- Y8 @- R8 A
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【二】RK3588原理图设计- HDMI输出设计6 k7 Y. P# M: Y$ x: [
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【三】RK3588原理图设计- 电源管理设计
    & {& v2 q$ q! h! [1 GRK3588 EVB开发板原理图讲解【四】RK3588原理图设计- PCIE接口设计
    4 V/ s( q8 [. xRK3588 EVB开发板原理图讲解【五】RK3588原理图设计- DDR电源设计, T# Q2 }! j3 N- m9 D1 |+ }# q
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【六】RK3588原理图设计- eMMC电路设计' \6 B& d+ [! y- I! b( G
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【七】RK3588原理图设计- 开机按键电路设计5 K( |. e: T! C' }& k3 t' Q

    / n+ i  J% Z/ w  x

    * g4 t& c' D2 P' z% ?: o* p! k! \! |* F0 @

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