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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
      7 }1 K3 |1 d1 x* d
    • ​多电源域设计​" k+ y, @; J5 O
        7 i/ t+ ]" }+ q$ G
      • 芯片通常划分为多个独立电源域(Power Domain),例如:  O" q, t5 L' P; z0 U# L# J$ N

          : m1 V0 U5 W, L6 a8 \0 [
        • ​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)
          6 M. v3 ~0 j0 \: C% M' z* l

        & A+ R7 m+ t5 i
    • ​电源管理单元(PMU)​​3 o" b8 ]6 ~4 R% t$ A
        " C) [" B+ @( u/ P0 o
      • 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. `- b3 U6 K; V3 Z
    • ​关键电源模块​4 a( g3 g5 ~6 S& {3 n, L! i
        $ ^, R3 c9 [( m
      • ​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)
          D: u3 o; A( K2 D6 b1 a: X; l

      ( ^5 c% P; `2 I: ?- H( l! p3 {; f

    ​二、解读电源分布图的关键步骤

      & G3 T0 \' ?. ]
    • ​识别电源节点​) W# J& ^6 [0 b: n1 S5 T4 @+ M. D

        * k2 H& f2 ^# L+ W
      • 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
        * i7 o; s3 N! v2 r3 B
    • ​分析供电路径​
      , V. H7 b1 U& d* v" [( h& Q  K

        " H7 I. Y4 s" E
      • 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
        7 C8 d+ W- U$ d; D
    • ​检查关键器件​/ v, m! z1 Z1 i6 G# r% ^+ _/ v

        ! Q+ h1 q4 _( ?. Z) \  u
      • 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)  P9 F8 U  m7 ~' U( A
    • ​验证完整性​0 l# q& b& S) f1 G& h

        5 d5 e: f' ?6 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
        , F8 q( M+ [8 _" x% S' h7 l' v

      % W/ \! P8 C  y! H5 W- H5 `4 }

    ​三、常见问题与优化建议
        A& l8 z* i$ }1 I1 S. o* r+ t! |
    • ​电压跌落(Voltage Drop)​​
      ! l% _7 }3 [+ v  I0 I/ C+ p- D0 G

        % Q* M& ]1 c* R) o# _2 g7 {5 y
      • 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)9 u" s, w- Z5 G. t
    • ​功耗优化​0 g; h: j( ^) n, Z
        & o/ q. ]3 v6 l8 k
      • 对未使用的电源域启用休眠模式
      • 选择低导通电阻(RDS(on))的MOSFET0 {# v; a% m9 k! D* f$ }
    • ​热设计​
      2 o7 I: r& r4 n$ e0 V3 d

        ' f% ?: ^/ G; y" F8 i% B
      • 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" P% V' n. ]0 d1 r

        s  _" Q$ T; N

    ​四、参考资料

      % R# V; \% ?5 A8 f9 {
    • 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
      5 V; m3 T9 e8 E5 z7 y
    % `& U7 X+ B5 L% [9 Q: b% o
    下面实际分析RK3588电源分布
    电源架构设计方案说明$ t9 J, f- c1 ^5 p8 F  x( z
    系统采用双电源输入架构,支持以下两种标准供电接口:

    * ~. [% w# H: x' J
      ( n* j; B' d% p9 B" O/ 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:
      8 F4 n9 x' D, V1 \+ }- \% l
        ! V' C; X; B. G+ M
      • 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 C. u. s  n6 E& r( {; U
      0 ?) t+ O0 r4 \- n5 n2 c
    3 I% I+ v/ I8 W, J& d. i1 T
    3 X; `% j0 x# z, Q& R' Z& d+ g7 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。
    , j. H6 F" {. `& T; i3 x4 s
    ) H, f$ ?' s! Q0 x; Q( K3 A. u
    1 ^, w$ d9 S# Y1. ​电源管理单元(PMU)​

      ( y' D$ v4 Y2 U+ M+ y
    • ​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)8 Z1 }$ |2 e6 \' h  ?
    2. ​外设电源分配
      7 w; N0 Z; G' j0 }
    • ​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)+ j* |$ r* i" I
    3. ​电源完整性措施

      ) z( F1 N9 k6 ]& N! J  O
    • ​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
      / B5 H/ D; d! q
    4 Q, M" ^/ ~3 }4 L' N4 R

    / \3 \  N2 G3 ~) Q! L
    ) i  M2 F2 q8 P& S& r3 G+ G: Z
    ​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$ u0 a- t9 R& U" S# x7 t. r
    四大模块

      % ^  a. \. A# `: [
    • ​RK860-2(主控CPU核)​​ ×2
    • ​RK860-3(负责GPU/NPU)​​ ×1
    • ​外部DC-DC转换器​ ×1
      7 o$ E% B8 F) o! H

    ​二、模块功能解析​1. RK860-2(主CPU核供电)​
      5 Q8 r- n, D% y+ W+ `+ |9 A) S1 }
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:; L) n# z9 N# j5 _/ C, m: D

        " U; [1 a7 z% P( R
      • ​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. C, A5 V3 `( i
    • ​关键参数:
      , k2 X. H( d8 k$ O. O) R

        # ~( t8 p/ L) `( n/ w  W: d
      • 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)
          f& D& |$ L) I" N  e% f
      + |9 T  E! H4 Y& z- r1 ~9 f: F+ a4 E
    ​2. RK860-3(GPU/NPU专用)​

      2 ~  p- ^( ^6 A- W. X
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:3 \8 F& P" o) d7 d1 q" T

        . o; i. D) d9 C  P. Y* P* J1 n
      • ​VDD NPU:神经网络处理器供电
        4 _+ k1 w3 t5 u! J
    • ​特点:
      - H* Y" E$ ?* G" l

        " u# A1 n, R% `( R
      • 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# Y9 c9 }: Q% G, G  g
        c/ g3 N5 D. ~3 O/ s7 u- V
    ​3. EXT DC/DC转换器

      * z  F3 I. i7 f6 K4 y9 s1 b9 n
    • ​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:, g/ z7 t8 P. C/ ~! R( w
        1 [- T& o, C  v( W+ C( W/ p
      • 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
        . B: ^/ x' u5 ~7 w" }
      ; I* Y+ Q1 n9 \' K& z6 w# ?

    ​三、信号流向与控制逻辑

      4 H% t8 z: \# @% x2 S+ j
    • ​电源启动顺序:
      ) Q1 y- w4 R: A3 k

          `) u1 P) d- U0 @% i  ]$ p
      • 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)
        ' S! g/ v" m; q* T& o% D
    • ​电压协同:
      ) _' r, L# x: C" N  {- x+ o+ B

        . M( ], U9 e. {
      • 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
        4 A, P4 ?8 ~' g" e2 ]
    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。' S: a' K/ T$ @0 G
    RK3588 power tree.pdf (432.78 KB, 下载次数: 2) . f8 V% b9 }& P5 @! t' |
    RK3588 EVB开发板原理图 往期链接分享:
    " O% b! D* R  i+ S: {RK3588 EVB开发板原理图讲解【一】RK3588原理图设计- 整体框架设计' f+ a2 O8 {9 ?! m# e$ l* a/ h
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【二】RK3588原理图设计- HDMI输出设计
    % {0 w' t9 w, [% V  T) ?RK3588 EVB开发板原理图讲解【三】RK3588原理图设计- 电源管理设计3 m, S1 v, I* L
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【四】RK3588原理图设计- PCIE接口设计
    5 _3 a2 U: G3 K! K; hRK3588 EVB开发板原理图讲解【五】RK3588原理图设计- DDR电源设计' z9 |8 A) R& i$ L
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【六】RK3588原理图设计- eMMC电路设计" U) \" S4 }9 S! e
    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; @! j  g) t0 S2 ]0 p( e! |1 a
    # Z4 Y( c, w% |# }8 v' E  o7 X9 O& E
    + G. C& ~: Q7 [4 v

    / W$ d. Y$ V; t/ Z- o; r& [! w. U

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    发表于 2025-3-11 18:19 | 只看该作者
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