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干货 | RK3588硬件全开源设计笔记3-点亮RK3588最小系统设计

干货 | RK3588硬件全开源设计笔记3-点亮RK3588最小系统设计 RK3588 学习笔记三点亮RK3588——时钟/复位/引导 低速接口 ESD/EMI从画完板到系统跑起来板子画完、贴片回来第一次上电最激动也最忐忑晶振起没起振复位有没有释放能不能进 Maskrom 刷机这一篇解决点亮的问题——最小系统时钟/复位/引导/调试口保证芯片能跑低速接口UART/SPI/CAN/I2C/PWM/SDIO让板子能接外设ESD/EMI 防护让产品扛得住。数据均取自《RK3588硬件设计指南 V1.3》和《RK3588 PCB设计指导白皮书》。这是《RK3588学习笔记》系列第3篇。先讲点亮 RK3588的三个基本问题怎么让它活过来晶体要起振、复位要正确释放、引导要选对介质——这就是最小系统时钟/复位/引导/调试口怎么和外面说话UART/SPI/CAN/I2C/PWM/SDIO 这些低速接口怎么接、复用怎么选——外设全靠它们怎么扛住现实世界ESD/EMI 是产品过检和稳定的生死线——Layout 阶段就要埋好伏笔这三个问题对应本章三部分先让芯片活再让板子通最后让产品稳。1、最小系统让 RK3588 “活过来”1.1 时钟电路24MHz 晶体 32.768KHz RTCRK3588 内部振荡器 外置24MHz 晶体构成系统时钟晶体电路要点硬件设计指南XOUT24M 串 22Ω 电阻——限流防过驱不能省XIN/XOUT 之间 510KΩ 电阻——不可随意修改晶体 CL 值 ≤ 12pF负载电容按实际 CL 选18pF 是瑞芯微自家晶体值非通用频率容限控制在 20ppm 以内常温负载电容建议COG/NPO 材质建议4Pin 贴片晶体2 个 GND 脚充分接地加强抗 ESD待机时钟可选待机时可切到 PMU_PVTM 或外部32.768KHz关掉 OSC 省电。32.768K 要求频率偏差 ±30ppm、幅度 0.7×VDD、占空比 45~55%。注意若唤醒源和 24MHz 相关24MHz 不能关。芯片还能对外提供时钟CLK32K_OUT0/1给 WiFi/BT/PCIe 休眠时钟、ETH0/1_REFCLKO_25M给以太网 PHY——省外部晶振。1.2 复位电路RESETn 的来龙去脉RK3588 复位信号路径以 RK806 方案为例复位是怎么产生的上电复位RK806 RESETB 在各路电源上电完成后延迟设定时间由低跳高开漏输出——完成上电复位看门狗复位RK3588 内置 Watchdog超时可通过 TSADC_SHUT 输出低电平复位过温复位内置 7 个 TSADC芯片温度超阈值时内部 TSHUT 触发 CRU 复位也可 TSADC_SHUT 拉低外部复位设计要点TSADC_SHUT 网络接到 RESETn 网络图2-3 的接法RESETn 上电稳定后至少保持 1ms 低电平再释放上篇讲过1.3 引导顺序从哪启动怎么进 MaskromRK3588 复位结束后引导代码按序查找启动设备Serial Flash (FSPI) → eMMC → SDMMC Card → 都没有→ USB2.0 OTG0 Maskrom工程关键进 Maskrom/RecoverySARADC_IN0_BOOT 对地短路→ 进 Maskrom刷机模式——比短路 eMMC_CLK 更省事SARADC_IN1 对地短路→ 进 RecoverySARADC_IN0_BOOT 是 BOOT 专用脚不可做其他功能RK3588 不支持 PCIe BOOT——要从 PCIe SSD 启动需 FSPI 接 SPI Flash 先引导1.4 调试口UART2 ARM JTAG调试口说明UART2M0Debug 默认口波特率1500000bps串 100Ω TVS预留 2.54 插针ARM JTAGSWD 两线模式TCK/TMS连 DSTREAM 仿真器JTAG/SDMMC 复用坑ARM JTAG 和 SDMMC 复用同一组脚由SDMMC_DET决定高电平 → ARM JTAG 功能默认低电平SD 卡插入拉低→ SDMMC 功能没有 SD 卡功能的产品强烈建议预留 ARM JTAG方便 debug。注意 VCCIO2_1V81.8V必须供电。2、低速接口让板子接上外设RK3588 的低速接口资源非常丰富但复用规则是新手最容易踩的坑。2.1 资源总览接口数量典型用途UART10 个调试/蓝牙/GPS/外设通信SPI5 个外设扩展SPI2 默认给 PMICCAN3 个工业/车载总线I2C12 个传感器/电源管理/HDMI DDCPWM16 个背光/马达/红外PWM3/7/11/15 优化SDIO2 组WiFi/蓝牙模组2.2 复用规则M0/M1/M2 不能混用每个接口通常有多个复用位置M0/M1/M2…分布在不同电源域。铁律同一接口只能选一组复用——不能 D0 用 M0、D1 用 M1IO 电平必须和外设一致——按外设电平选电源域电平匹配是硬要求举例UART 分布UART复用位置电源域UART0M0/M1/M2M0:PMUIO2 / M1:PMUIO1 / M2:VCCIO6UART2M0VCCIO5Debug 常用2.3 各接口电路要点UART10 个支持 115.2Kbps~4Mbps64 字节 FIFODMA 模式Debug 口UART2串 100Ω TVS预留测试点/插针SPI5 个SPI2 默认分配给 PMIC不建议改动软件依赖CLK 等信号直连即可走线短时可不串阻CAN3 个RX/TX 直连板对板连接时串 22~100Ω 预留 TVS提升抗静电浪涌I2C12 个主模式最高 400Kbit/sHDMI_TX0/1_I2C 独立走 DDCPWM16 个支持捕获/连续/单次模式PWM3/7/11/15 对红外应用优化SDIO接 WiFi/BTIO 电平与外设一致必要时做电平匹配晶体负载电容按实际 CL 选频率容限 10ppm 内天线预留 π 型匹配电路3、ESD/EMI让产品扛得住、过得了检3.1 三个概念先分清缩写全称含义ESD静电释放几千伏高压静电打坏芯片EMI电磁干扰自己辐射出去干扰别人EMC电磁兼容既扛得住别人干扰、又不干扰别人——过检就是过 EMC3.2 ESD 防护 Layout 要点白皮书第9章核心 8 条元件布局远离板边元件距板边 ≥20mil接插件 ≥40mil表层要有良好 GND 回路各接插件表层都有 GND 连接屏蔽罩焊接处多打地孔表层板边不走线、多打地孔——必要时信号与地隔离板对板连接全信号串 2.2~10Ω 预留 TVS关键信号Reset/时钟/中断距板边 ≥5mm走线下方有参考平面nPOR 管脚 100nF 电容靠近管脚地焊盘打 8/16mil 过孔≥2 个PCB 空白处露铜——加强静电释放也便于后续加泡棉补救从 PCB 隔离静电泄放区座子地脚单独过孔连内层地表层 Keepout3.3 EMI 防护思路白皮书 9.3电磁干扰三要素干扰源 → 耦合通道 → 敏感设备。敏感设备我们管不了只能从干扰源和耦合通道下手最好的方式消除干扰源——消除不了就切断耦合通道、避免天线效应常用应对滤波、接地、平衡、阻抗控制材料有屏蔽罩/磁珠/共模电感/吸波材料/展频器件滤波器选型原则高阻抗负载单端信号→ 容性滤波并线低阻抗负载电源输出→ 感性滤波串线差分接口 → 共模电感时钟匹配电阻靠近 CPU 端源端CPU 管脚到电阻 ≤400milPCB 超 4 层时时钟尽量走内层时钟线立体包地、换层加回流地孔电源层覆铜内缩电源平面比地平面内缩约 1mm20H 原则的工程折中防辐射3.4 EMC 设计检查清单评审用布局检查模拟/数字/电源/保护电路分开立体面不重叠高速/中速/低速分开强辐射远离敏感器件电源防雷顺序压敏电阻→保险丝→抑制二极管→EMI滤波器→共模电感接口信号保护顺序ESD(TVS)→隔离变压器→共模电感→电容→电阻布线检查关键信号避免跨分割阻抗突变时钟线距其他信号 ≥5W晶振下所有层不走线开关电源下不走线浪涌器件TVS走线表层、短且粗≥10mil接口线先经过保护/滤波器件再到接收芯片保护地与信号地间距 80mil敏感信号包地包地线每 200mil 加一个 GND 孔04 小结点亮24MHz 晶体XOUT 串 22Ω 复位RK806 时序 看门狗/过温 引导FSPI/eMMC/SD SARADC_IN0 进 Maskrom UART2/ARM JTAG 调试外设资源丰富UART×10/SPI×5/CAN×3/I2C×12/PWM×16M0/M1 复用别混用、IO 电平必须匹配过检ESD 靠远离板边 GND 回路 TVSEMI 靠切断耦合 滤波送检前过一遍 EMC 检查清单下一篇笔记RK3588 存储系统设计——DDRLPDDR4/4x/5和 eMMC 的原理图 PCB。05 系列进度《RK3588学习笔记》系列全景篇主题内容状态第1篇芯片特性叠层阻抗芯片规格/封装/电气参数 8层板叠层/阻抗✅ 已发第2篇电源系统设计电源架构/峰值电流/时序/RK806/远端反馈✅ 已发第3篇点亮RK3588系统基础时钟/复位/引导/调试口 低速接口 ESD/EMI✅ 本篇第4篇存储系统设计DDRLPDDR4/4x/5 eMMC 原理图与PCB⏳ 待写第5篇高速接口设计PCIe/USB3.0/SATA/TypeC/RGMII 原理图与PCB⏳ 待写第6篇显示/摄像头接口HDMI/DP/MIPI-DSI/CSI/eDP/Camera 原理图与PCB⏳ 待写下一篇笔记RK3588 存储系统设计——DDRLPDDR4/4x/5和 eMMC 的原理图 PCB。❤️文末福利❤️1、关注擎天柱工坊领取原理图、PCB、学习视频2、私信发送消息汽车电子硬件设计或者RK3576硬件设计或者RK3568硬件设计或者RK3588硬件设计
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