RK3576核心板外部电路最小系统原理图设计
本文档对应产品为飞凌嵌入式基于瑞芯微RK3576处理器设计的FET3576-C 核心板,描述了FET3576-C 的原理图设计、功能接口设计特性等,本文旨在帮助工程师快速的熟悉本产品,便于开展维护及开发工作;本文中的参考设计仅供参考,客户应用设计过程中应根据实际场景和条件进行设计。
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一、RK3576功能底板原理图设计之最小系统设计
FET3576-C 核心板已经将电源、存储电路集成于一个小巧的模块上,所需的外部电路非常简洁,构成一个最小系统只需要12V 电源、复位按键、烧录SD 卡、启动配置即可运行,如下图所示:
不过一般情况下,除最小系统外建议连接上一些外部设备,例如调试串口,用来查看打印信息;预留OTG 接口,用来输出调试信息。做好这些后,再在此基础上根据飞凌嵌入式提供的RK3576核心板默认接口定义来添加用户需要的功能。
1、核心板电源
供电引脚如表所示:
2、上电时序
FET3576-C 核心板主供电为直流12V,建议客户使用稳定的12V 电源供电。上电后核心板输出CARRIER_BOARD_EN 高电平(3.3V),使用核心板输出的CARRIER_BOARD_EN 作为底板上电的使能,严格控制核心板早于底板上电的时序。强烈建议用户设计底板时参考开发板设计,否则可能会造成通电瞬间电流过大,设备无法启动,甚至对处理器造成不可逆转的损坏。
3、复位电路设计
核心板的RESET_L 引脚为复位信号输入,低电平复位有效,复位脉冲宽度≥10ms;核心板的PWRON_L 引脚为开关机信号输入,为方便调试建议将这两个引脚连接到底板按键上,同时需注意对按键并联0.1uF 电容与TVS 管,TVS 管靠近按键摆放,串在信号走线上,做好按键消抖与防护
注意:注意:核心板默认上电启动,如需要按键开关机功能,请联系飞凌。
4、Boot 配置
RK3576 支持多种启动引导方式,在芯片复位结束后,芯片内部集成的引导代码可以在如下接口设备进行引导,具体引导顺序可根据实际应用需求进行选择:
·Serial Flash(FSPI)
·eMMC
·SDMMC Card
如果上述设备中没有引导代码,可以通过USB2.0 OTG0 接口TYPEC0_OTG_DM / TYPEC0_OTG_DP 信号将系统代码下载到这些设备中。
引导顺序选择:
RK3576 的Boot 启动顺序可以通过SARADC_VIN0_BOOT(PIN:P1_28)进行设置,从不同接口对应的外设启动,如下表所示硬件通过配置不同的上下拉电阻值,设计LEVEL1-LEVEL7 七种模式的外设引导顺序,可根据实际应用需求进行对应配置。
Boot 启动顺序配置表:
核心板上SARADC_VIN0_BOOT 配置为10K 上拉,因此核心板默认从eMMC 启动。底板可以增加下拉电阻,以实现其他的引导顺序。按照以上LEVEL1 设置,OK3576-C 将SARADC_VIN0_BOOT 通过轻触按键连接至GND,以实现Maskrom mode。
SARADC_VIN1 用于对地短路进入Recovery 状态,核心板将其用10K 电阻上拉至1.8V 电源。
OK3576-C 上,按键阵列采用并联型,可以通过增减按键并调整分压电阻比例来调整输入键值,实现多键输入以满足客户产品需求;设计中建议任意两个按键键值必须大于±35,即中心电压差必须大于123mV。如下图:
注意:用于按键采集时,靠近按键需做ESD 防护,而且0 键值的必须串接100ohm 电阻加强抗静电浪涌能力(如果只有一个按键时,ESD 必须靠近按键,先经过ESD→100ohm 电阻→1nF→芯片管脚)
5、调试串口
FET3576 的UART Debug 默认选择UART0_TX_M0_DEBUG(P2_7)/UART0_RX_M0_DEBUG(P2_9)。UART Debug 信号如果使用插件引出,则需要串接100ohm 电阻,靠近插件位置需增加TVS管。OK3576-C 开发板为方便用户调试,使用USB 转UART 芯片将UART Debug 信号转成USB 信号,通过Type-C 插座引出,用户用USB Type-A 转UAB Type-C 的线将OK3576-C 的P16 与PC 机连接,安装CP2102 驱动即可。原理图如下:
注意:
① 为方便后期调试,请用户在自行设计底板时将此调试串口引出;
② 建议保留Q1、Q2,这样能有效防止核心板未上电时,U6 电流通过UART0_TX/RX 回流到CPU 中,影响启动,甚至造成损坏。
③ 注意调试串口的USB 接口使用外部单独5V 供电。
6、烧写
FET3576-C 核心板外部烧写支持USB 烧写或者TF 卡烧写。
USB 烧写:可以通过USB2.0 OTG0 接口TYPEC0_OTG_DM / TYPEC0 _OTG_DP 信号将系统代码下载到这些设备中,所以在设计底板是需要引出USB2.0 OTG0 接口烧写,详细设计可参考OK3576-C 电路设计。
TF 卡烧写:TF 卡接口可以支持系统启动和烧写,详细设计可参考OK3576-C 开发板电路设计。
7、TF 卡
RK3576 支持2 路SDIO 接口。
SDIO v3.0,4-bit data bus widths。
OK3576-C 底板上SDMMC0 连接TF 卡,SDMMC1 连接WIFI 模块。
开发板设计为TF Card 接口,该接口支持SD 3.0 模式,当进入SDR104 模式,信号电平变为1.8V,频率最高可达208 MHz,传输速度最高可达104 MB/秒。
注意:
① TF 卡供电电压为3.3V,信号电平会根据TF 卡速率从3.3V 变为1.8V,参考开发板电路;
② TF 卡供电电源需要受控,参考开发板电路;
③ TF 属于可热插拔设备,请做ESD 防护;
④ CD 脚为插拔卡检测脚,建议并联100nF 电容,消除波形抖动;
⑤ SD 信号需要做等长,阻抗要求: 单端50ohm。
二、接口设计
本文中所描述的接口数量为CPU最大数量,由于RK3576各接口间存在复用关系,具体方案确认可以参考飞凌嵌入式提供的《RK3576引脚复用对照表》。 点击获取资料
1、I2C
FET3576-C 核心板最多可支持9 路I2C
1) 支持7 位和10 位地址模式
2) 标准模式数据传输速率100k bits/s,在快速模式下400k bits/s
3) I2C 是OD 接口必须要有上拉电阻
4) 一条总线上的多个设备,I2C 地址不要冲突
2、 SPI
1) FET3576-C 核心板最多可支持5 路SPI
2) 支持two chip-select in each interface
3) 支持serial-master 和serial-slave mode
3、 USB(2.0/3.0/4G/5G)
1) FET3576-C 核心板最多可支持1 路USB3.0_HOST 和1 路USB3.0_OTG 接口(可复用为DP显示)
2) 支持SS(5Gbit/s),HS(480Mbit/s)、FS(12Mbit/s)、LS(1.5Mbit/s)
3) OK3576-C 开发板上使用一颗USB HUB 芯片将1 组USB3.0_HSOT 转为4 路USB3.0_HOST,其中三路USB3.0_HOST 分别接到3 个TYPE-A 接口,每一路可提供最大1A 电流输出并具有限流开关保护功能,剩余一路USB3.0_HOST 提供给4G&5G 模块使用
4) OK3576-C 开发板上将另外1 组USB3.0_OTG 接口设计为Type_C_OTG USB3.0 全功能接口,可支持DP 显示。
4、 SD(SDIO)
1) FET3576-C 核心板支持两组SDIO(SDO0 和SDIO1)接口,其中SDIO0 默认设计为SD(TF)卡接口,4-bit,TF 卡供电电压为3.3V,信号电平会根据TF 卡速率从3.3V 变为1.8V,参考开发板电路
2) SDIO1 在OK3576-C 开发板上外接WIFI 模块使用,用户可以根据需求做出调整。
3) SDIO 信号不可以通过电平转换芯片改变引脚电平
5、 DSI、CSI、HDMI/eDP、DP
1) FET3576-C 核心板DSI 支持1 个时钟通道+最多可拓展4 个数据通道(即支持1 组CLK+2 组Data、1 组CLK+4 组Data 模式)最高支持2560 x 1600@60Hz
2) FET3576-C 核心板CSI 接口在OK3576-C 开发板上默认配置为5 个Camera 接口,分别是:MIPI_DPHY_CSI0_RX 4Lane、MIPI_DPHY_CSI1_RX 2Lane、MIPI_DPHY_CSI2_RX 2Lane、MIPI_DPHY_CSI3_RX 2Lane、MIPI_DPHY_CSI4_RX 2Lane
3) FET3576-C 核心板最多可支持1 路HDMI/eDP TX 接口,
HDMI 接口:
HDMI v2.1
最高支持4K@120Hz
支持数据格式:RGB/YUV444/YUV422/YUV420 8/10-bit
支持CEC 和ARC
HDCP v2.3 和HDCP v1.4
eDP 接口
eDP v1.3
Main link containing 4 physical lanes
最高支持4K@60Hz
HDCP v1.3
4) FET3576-C 核心板支持1 路4Lane 的DP 接口,引脚上与USB3.0_OTG 信号复用,在OK3576-C开发板上设计为Type_C_OTG USB3.0 全功能接口,可支持DP 显示。
DisplayPort TX 接口
DisplayPort v1.4
Supports 1/2/4 lanes with lane speed including 1.62、2.7、5.4 and 8.1Gbps
支持最高4K@120Hz
6、Ethernet
1) FET3576-C 核心板最多可支持2 路RGMII,1000/100/10M GMAC
2) OK3576-C 开发板支持双路1000/100/10M 以太网接口,通过RJ45 引出,建议参考此设计
3) 注意注意PHY 芯片RGMII 信号电源域供电电压是否和GMACx 接口电平匹配
4) 注意MDC 和MDIO 信号上需要添加上拉电阻
7、CAN
1) FET3576-C 核心板最多可支持2 路CAN
2) 遵循CAN 和CAN FD 规范、支持CAN 标准帧和扩展帧收发、支持8192-bit receive FIFO
3) OK3576-C 开发板支持两路CAN 接口,使用隔离CAN 收发器
8、UART、485
1) FET3576-C 核心板最多可支持12 路UART,最大波特率为4Mbp
2) OK3576-C 开发板默认将5 路串口分别用作以下功能:UART0 作为核心板的调试串口,UART4 连接WIFI/BT 模组,UART5 和UART6 作为RS485 接口,UART8 作为对外的预留接口
3) 为较小工模干扰,不同485 设备可以将地信号进行连接
9、 AUDIO
1) FET3576-C 核心板默认使用I2S 接口连接codec 芯片
10、PCIE
1) FET3576-C 核心板最多支持2 个PCle2.0 x1 接口和2 个PCle2.0 控制器
2) 在OK3576-C 开发板上一个PCIe0 通道连接PCIe x1 插槽支持PCIe2.0×1Lane 模式,另一个PCIe1通过combo 复用为USB3.0 功能
3) PCIE 接口设计电路建议参考OK3576-C 开发板
11、GPIO
1) 使用时需要注意GPIO 引脚电平,可参考硬件手册
1.2.12 其他功能
1) FET3576-C 核心板最多可支持16 片上PWM,具有基于中断的操作,支持捕获模式
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