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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

      . B2 J% {% ~$ S
    • ​多电源域设计​0 e7 q# g- J7 p! W. q! a

        ( Q( g& C2 k5 d  Y
      • 芯片通常划分为多个独立电源域(Power Domain),例如:
        5 J$ i: j: r/ t7 {

          % e. @3 s+ }3 D
        • ​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)  j# _& U8 j8 N
          A0 ]3 _  L! J0 h/ E% Q
    • ​电源管理单元(PMU)​​' z, Q1 m* g6 b% t' q) L: n! D

        5 p! y% S  i. X. e% u. ?. n6 D6 ?  J
      • 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+ |& O/ W$ {$ _/ S3 [5 B5 U* `# h
    • ​关键电源模块​
      : U. h! A# J7 s" p
        % d- P$ q+ d3 h5 J: I. H
      • ​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)
        ' E" ]2 l, y& k6 f
      + k( M( ~6 c  c8 A8 j: T

    ​二、解读电源分布图的关键步骤
      ; M" F3 P, P+ [9 o! J9 P; A* g
    • ​识别电源节点​3 j/ E0 }3 k$ w" R' R& r

        3 S* d7 R/ A) X# h
      • 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  T* l5 r/ o9 D- }0 f
    • ​分析供电路径​/ S5 E% J9 p3 p# a! @& `2 U2 y

        / q  Y0 w4 C$ v- a$ B- M
      • 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/ W$ Y) |4 `# S
    • ​检查关键器件​
      9 z- P) g* f1 t
        4 h& p7 W: o2 E' s) 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)
        2 y6 G$ B, O, G% a
    • ​验证完整性​
      9 R1 V7 @" V( P
        * y  {/ q) O9 r1 p
      • 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
        ) X9 c$ W' v% |. p: _4 G4 j6 D4 I, T

      & F* ?& D0 H4 V! B# ?# y9 x, H& a

    ​三、常见问题与优化建议
      2 c4 h6 H; ]  V" v
    • ​电压跌落(Voltage Drop)​​) a! B# V- F+ j( M! l

        4 r3 g% K3 H* H8 {
      • 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)3 C% \- F7 g& Q- p
    • ​功耗优化​1 l1 C1 `! @  N8 y2 v) c  k6 P

        3 G& H. j: f, B" @; M0 I0 E
      • 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
        4 @$ ]0 v1 o! p$ D
    • ​热设计​5 [6 I" H) @5 R8 R2 E' R% y( b
          G$ ~$ ^: a' p2 m2 G! z
      • 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" X  v" i! [8 R, u9 V/ p2 z
      % @9 o( e* K  Y; J& @

    ​四、参考资料

      $ a9 D! @& l" @' w1 |( M
    • 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
      / b3 F! O4 {# o5 b9 N
    - O3 [" b8 g2 M' @/ S
    下面实际分析RK3588电源分布
    电源架构设计方案说明
    + e5 o- Q3 w( Z  Z5 N系统采用双电源输入架构,支持以下两种标准供电接口:
    3 o/ z; j8 f) G
      6 A8 C0 O5 D8 w4 U
    • ​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:8 p. _: k/ H- F

        9 V5 Z# I* B* t% ~" R' G
      • 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)$ b5 x0 A" ?0 J1 B- w) M/ J5 x5 W: i
      3 H; y$ m/ m" ?

    9 s/ w8 H7 }; l6 r
    2 B" H) A5 e3 q* U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" a7 Q2 ^$ k0 E9 W7 B) E- C( I1 T
    . B) @3 _$ B( M$ |  G6 @
    5 Q; r5 ~( f8 p# g1. ​电源管理单元(PMU)​
      ! h% O0 K% I8 l+ H6 i' 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)
      % j9 v2 [" c3 C- J6 G  I$ K
    2. ​外设电源分配

      ) u3 K& f- x1 R  {2 m
    • ​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)
        C2 s# z# K* m  T- e8 k
    3. ​电源完整性措施
      , O# u3 u. [: }0 `* O: c
    • ​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; ~$ i$ k  z" G" }; }) o

    3 f- _0 ]+ H2 Q4 I! n( ^6 T
    ' J6 n; ~$ d# v3 x3 E+ {* r" u# p3 L" _  H, |8 D1 X9 V1 ]" @) u

    ​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- u, B. g  q, s9 S1 \3 R! f
    四大模块

      ' P' t% Y2 t- d* i
    • ​RK860-2(主控CPU核)​​ ×2
    • ​RK860-3(负责GPU/NPU)​​ ×1
    • ​外部DC-DC转换器​ ×1
      ) N) p, @$ j* g( f' q" S7 M

    ​二、模块功能解析​1. RK860-2(主CPU核供电)​
      # _3 ?$ V+ o) A- d
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:
      - r2 B  k; }' p% v7 y( T  i/ \. \& |
        2 u; y0 p6 _. j- 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6 T4 j  K" p( N
    • ​关键参数:
      ( k6 d/ y0 O3 m; M8 M

        , R5 b9 _' A9 n3 ]- o$ }
      • 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)' L: w9 R" g, [' @) F- B; i0 `: e4 B

      ( I4 q: f" y5 ~. k! B0 t( m
    ​2. RK860-3(GPU/NPU专用)​
      " [9 M: j& u6 y/ v, w, E1 C
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:
      % F0 N% x9 `2 R

        # p" j8 k! z5 S2 U) J7 u
      • ​VDD NPU:神经网络处理器供电* D7 m6 Y6 S2 B( ?7 }) g; z
    • ​特点:
      7 t; ^$ S% [( `+ P4 X
        " C: u) o+ b/ K5 M* r, H. E; i1 q
      • 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
        + ]2 q* r! p- h5 s+ Z2 G" O
      % T. H" _7 ~' h9 T3 I
    ​3. EXT DC/DC转换器

      ! _! {) T1 o. U5 e
    • ​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:
      + J2 M* ~6 N6 t( _7 m9 ?
        & o/ n# y: f& 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; x4 m6 V' V3 I* r6 J+ I

      . b4 k" ^/ Z6 ^

    ​三、信号流向与控制逻辑

      7 p: A( `* G+ N! t7 ]3 {
    • ​电源启动顺序:! }7 x- K# |, ?) ^$ f

        " D: ^7 a5 d7 `4 S7 ~2 `& G7 K7 B
      • 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)/ `7 \* E" {5 j$ Y% r; n
    • ​电压协同:
      ' `% h, ]2 I9 Z1 V

        1 s& d1 }" A8 w3 W& ~& k# I
      • 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. I% E, `7 C% E5 I7 M
    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。
    & N- w( L4 t# P0 ] RK3588 power tree.pdf (432.78 KB, 下载次数: 2)
    # t) m: x0 R' }5 u$ l5 |+ E, _& CRK3588 EVB开发板原理图 往期链接分享:/ d4 h* x/ z) k4 o5 W; _, J
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【一】RK3588原理图设计- 整体框架设计. N& F$ Y0 l! s5 U! l/ U5 |
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【二】RK3588原理图设计- HDMI输出设计# c0 U: c6 u4 e8 u( m% {
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【三】RK3588原理图设计- 电源管理设计
    . z- p1 U7 n" URK3588 EVB开发板原理图讲解【四】RK3588原理图设计- PCIE接口设计0 I& R, N9 r7 {7 s  r/ o0 g3 `1 N& i
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    9 Y8 x0 n1 z( V/ {( B. {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) ]$ z6 a% d* Y% S% ]

    / `. b. s4 `1 K% t' y- I0 p) n0 C
    " l$ f! S/ R; U( c
    * ]: r' S  K5 \/ m

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    发表于 2025-3-11 18:19 | 只看该作者
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