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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

      0 r' ]& J2 K: u0 \
    • ​多电源域设计​
      1 J5 k6 v3 u# y: P

        & s# B7 g1 ^' R3 d
      • 芯片通常划分为多个独立电源域(Power Domain),例如:
        # b; ^4 e+ c* c
          + _2 h6 _% H' h* U& N1 `1 ^
        • ​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 E# e8 s# Q; I0 Q. `* U$ k% v! U

        $ C. U6 p+ d& Q; \
    • ​电源管理单元(PMU)​​! g. U# p8 `, t. C1 |. D# ]1 l) i
        9 K: M% ~+ s! a5 ]) s, A2 U
      • 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& D1 F- ^/ p( D3 x( X8 `
    • ​关键电源模块​
      . A% A4 A. \; t4 j* n# E$ c# h

        4 [' ?. H9 ^, y; x4 ?( f0 m7 h  N
      • ​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)
        3 Q3 R; \& k% y7 J) z
      . r. p% v* R( j! x& C  _- q5 C

    ​二、解读电源分布图的关键步骤
      5 ?. }8 L6 j6 J1 O& _3 [( ^& L# W
    • ​识别电源节点​
      5 U9 g1 q. Y" V4 X& M# ?2 c" r

        : L/ E- E' Z# l$ h3 v( R
      • 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* X$ S* t5 B! Y! i6 x( C! Z% [
    • ​分析供电路径​
      9 i: g( ~1 F1 v3 I
        + W  q3 x- [! P# B
      • 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# o$ _( G7 ?6 W: G
    • ​检查关键器件​0 U+ r+ _* w8 k% R" @- C0 c" W
        ' m0 U; d- s. u$ i! y& Z
      • 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)
        . D7 y4 L( L$ {2 x- Z
    • ​验证完整性​; E' M: z# a* _! @% s' L
        # t3 c6 E$ B1 n0 Z, t* J( X
      • 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9 M0 ^' s- `! j
      6 o  T$ Y$ ~$ B4 Q+ P' [) |- H

    ​三、常见问题与优化建议
      ; D- |9 d* S7 t8 z3 w+ f
    • ​电压跌落(Voltage Drop)​​% X4 l' v# o. k5 _+ o
        " @) d6 Z( y" w0 e/ n0 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)1 c' Q& C) c# O' F0 \: _+ s
    • ​功耗优化​- S9 d! H+ }7 D7 f7 L

        7 v+ Q+ ~: D% X& ]5 }  Y
      • 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
        ( L$ N" X) ~* _; t9 e+ [8 _1 Y" s
    • ​热设计​
      ( [" Z% ]) ?& i' Z- o( a, Y4 a

        0 S) ^7 Z7 J$ l
      • 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2 t0 B% c- H- v% v1 t7 W7 ^

      % {1 Y0 o+ j" h* o! X

    ​四、参考资料

      4 m( i6 I7 H/ i% H% G; ?9 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
      ! I8 {2 M. ]: v( _5 b0 w8 O

    5 o, I$ {0 I0 [
    下面实际分析RK3588电源分布
    电源架构设计方案说明" A0 M, a0 \( b1 m7 ^2 Y
    系统采用双电源输入架构,支持以下两种标准供电接口:
    : ?' J2 l9 Z9 x* r& o: {

      ! P0 w( ?; ?" ]6 H. V5 g; d
    • ​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:
      ) X$ {* i# n+ u0 X' U$ @! R+ p+ p! Q
          D4 A2 L* L4 o
      • 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)) h4 F" {. w; ^! V: a3 l# d
      : H( a- U8 g5 I9 d9 ~
    1 T9 i9 J, B1 C) O

    ; R, {4 |* Z: y& E3 W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。: Y4 q8 d6 Y% n& v$ P

      h: Q" W, B  |5 K
    # e! I5 }# p6 ~& O1. ​电源管理单元(PMU)​
      5 ~) u$ V1 R; w: Y5 r: }1 O  z, E2 @' ~
    • ​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)
      9 `$ `0 H# T% ?3 ^
    2. ​外设电源分配
      / v$ {: O# s  I  o* S5 J- o+ i
    • ​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)1 s6 ]# K: s& j2 b
    3. ​电源完整性措施

      / }3 o, _6 E" H/ @7 m6 P# Y
    • ​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
      / N3 D7 y$ W! _2 X. t

    ' v+ }# r2 b4 V# D# h
    ; U) I7 j1 \  l6 O7 S4 J/ i/ E" l
    3 {: S: u3 Q1 B0 n# b$ [
    ​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2 ^7 \* V3 D( E2 `  \6 U! v7 j
    四大模块

        n0 a' r) Q6 [! D; b/ w, X0 E
    • ​RK860-2(主控CPU核)​​ ×2
    • ​RK860-3(负责GPU/NPU)​​ ×1
    • ​外部DC-DC转换器​ ×1
      7 {# B0 I9 u8 M. S& i

    ​二、模块功能解析​1. RK860-2(主CPU核供电)​

      # t2 D8 {8 ~: H
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:
      " f  c9 b/ C, z& R$ k
        + B8 ~  M; h; B4 ^
      • ​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
        3 G$ g2 E- ~4 a1 P# H
    • ​关键参数:
      " M6 M( F/ k6 {

        / x6 J% A' i1 N
      • 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)
        " p! f7 S. B. V* H- P1 r$ {

      : n' Q$ C" H* B8 f! H# j- c8 |
    ​2. RK860-3(GPU/NPU专用)​

      0 T1 r! T. q- _; C
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:
      ' F% K- m3 @# N4 Q7 h% Z

        6 o. M' w* }; m  V
      • ​VDD NPU:神经网络处理器供电
        " P: I$ U/ F$ }6 }! S1 a
    • ​特点:/ N- N, L! A# j9 b: a
        8 y2 h/ L  B! p, D
      • 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
        ' a9 y9 ]& J4 P; `% B! _: D# x
      0 E+ b  }8 G$ `3 h
    ​3. EXT DC/DC转换器

      / t8 }5 x6 a6 X' `2 L) h4 Q: O, Q$ R
    • ​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:- P" Q( _7 z5 e; x% R& Z* N+ w0 |- A
        " E* k! F5 ~) A8 G- X2 \
      • 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2 \. I6 P: g$ v% J+ k3 K
      # e5 N* e& H5 U. o! g& M- N7 [

    ​三、信号流向与控制逻辑

      # i& ~! x  n" X" w' o
    • ​电源启动顺序:4 b9 N: O- k; d, }- Y

        ' D/ B/ p# g( V6 @2 b/ V' 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)9 d6 }% L, \6 m. k$ u2 ]
    • ​电压协同:, E# D/ l7 @/ {2 u1 ]2 H4 U! N
        ; w9 n0 ~3 e0 ^7 A' p
      • 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8 w3 V; Z/ H% a% ]
    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。
      q% Y+ n* q- E# b7 B RK3588 power tree.pdf (432.78 KB, 下载次数: 3)
    $ _# r) a8 h' Z) ^( T: B7 iRK3588 EVB开发板原理图 往期链接分享:9 W. M* i3 ^% O! B
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【一】RK3588原理图设计- 整体框架设计
    6 \: r3 k$ {2 d. ]! l& I0 ZRK3588 EVB开发板原理图讲解【二】RK3588原理图设计- HDMI输出设计/ d- I$ W  u+ G2 f) G
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【三】RK3588原理图设计- 电源管理设计) i9 s' p+ M2 q! t+ ?& _
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【四】RK3588原理图设计- PCIE接口设计
    2 C0 b; K# \. \' J4 L2 |& Q" H2 l1 S, dRK3588 EVB开发板原理图讲解【五】RK3588原理图设计- DDR电源设计3 x6 u7 A( q$ Y! k
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【六】RK3588原理图设计- eMMC电路设计0 r2 T' Z3 I9 D! g9 ]( ~4 z% 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
    " s8 z5 w4 |1 e* J% k' P9 f$ t
    ! |5 m$ Y6 `* z2 m

    % j+ a5 a, x$ I3 h
    / P' X& x: W" T- R$ i, d

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    发表于 2025-3-11 18:19 | 只看该作者
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