- 2023-03-05
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rk3568硬件开发笔记(第四篇 ) 固态硬盘电路设计
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rk3568硬件开发笔记(第四篇 ) 固态硬盘电路设计
rk3568硬件开发笔记(第四篇 ) 固态硬盘电路设计
开发板上使用标准 PCIe3.0 连接座,可安装外部 PCIe 板卡进行通信。
工作模式:Root Complex(RC)。
链路支持 4 lane 数据接口。
100MHz 时钟是由外挂时钟芯片提供的。
第一节:pcie3.0接口CPU端
主要网络有2组TX、2组RX、1组clk,以及1组供电,分别是0.9和1.8V;
差分线需要做100 Ohm阻抗控制,其中R500是参考电阻可调节驱动能力;
第二节:pcie3.0接口电路
说明:
1、接口采用M.2连接器,接口类型M-KEY,75PIN;
2、2组TX信号加耦合电容,一般为100pf;
3、其他信号有复位、唤醒、和参考时钟;
4、PCIE3.0默认接SSD固态硬盘,电流一般在3A以内,电压3.3V;
第三节:rk3568 pcie3.0对于clk的处理
RK开发文档明确指出,PCIE30和EP设备连接,CLK信号需要外接
因此增加PI6C557-03BLE时钟发生器,
时钟发生器外围电路说明:
1、时钟发生器1 2 3 8脚通过上拉/下拉电阻进行配置,
2、需要外挂25MHZ晶振,匹配电容选8.2pf;
3、如果主板走 50ohm阻抗
那么R2016 = 475ohm 提供的 IREF=f 2.32 mA . 输出电流 ( IOH ) i= 6 * IREF .6x2.32X50=696mV
4、时钟信号输入输出上面加33R匹配电阻,对接加49.9R;
附图
以上电路设计基于下图新创云R680A-Q2开发板
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rk3568硬件开发笔记(第三篇 ) 网络设计
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rk3568硬件开发笔记(第三篇 ) 网络设计
rk3568硬件开发笔记(第三篇 ) 网络设计
第一节:WIFI电路设计
WiFi设计说明
1、WiFi型号ITM1723-DS,此模块需要外部预留26MHZ晶振;注意C6201 C6204这2个匹配电容,该电容和PCB结构板材以及晶振选型有关,最终应该用频谱仪测试然后选定,频偏会引起信号差或者无法连接使用;
2、模块VBAT3.3V供电,电流400MA,模块IO供电1.8V,图中Q6200是做电平变换,同时其他sdio总线以及串口都要保持1.8V电平;
3、模块PIN24引脚是32.768K的时钟输入,主要供给蓝牙部分,可以选从PMU提供或者从RTC芯片提供,电平也是1.8V,R6214做分压匹配;
4、天线接口预留串联并联电容,方便后续做天线匹配,天线走线不可以打孔,需按照50欧姆阻抗设计,第二层挖空,参考第三层;
第二节:双以太网电路设计
附件有完整pdf原理图
RTL8211F原理图讲解
1、时钟方向,PHY0_CLKOUT125是从PHY到MAC的,125M,软件配;
2、关于电源配置按下表
3、RTL8211F需要外挂晶振,频率为25MHZ,频偏小于20PPM
4、网口LED配置,硬件按下图配置,驱动同步修改
5、网络变压器
当接了网络变压器后,它主要用于信号电平耦合。 其一,可以增强信号,使其传输距离更远;其二,使芯片端与外部隔离,抗干扰能力大大增强,而且对芯片增加了很大的保护作用(如雷击);其三,当接到不同电平(如有的PHY芯片是2.5V,有的PHY芯片是3.3V)的网口时,不会对彼此设备造成影响。 变压器功能 电气隔离 网络变压器本身就是设计为耐2KV~3KV的电压的。也起到了防雷保护作用。网络GND和大地加高压电容隔离,
6、双网口设计,双网口就是两个一样的rtl8211F接在rk3568不同RMII接口上,电路相同,注意同一个RMII接口的M0和M1不可以同时接2个phy,这是复用只能二选一;
第三节:4G网络电路设计
4G接口电路设计说明:
1、本设计采用标注pcie连接器52PIN,一般只接usb总线走4G网络,而我们这个设计加入了pcie总线,可以接5G的WiFi模块,做到完美兼容;
2、模块单独用一路DCDC供电,电流预计3.8V/3A,搜网瞬间电流大因此加入220uf电容组能;
3、加了一个0603封装的LED灯,用于指示网络状态;
4、增加R2417 R2416方便调式,以及后续做认证时调整阻值或者换成磁珠来解决EMC EMI问题;
5、当接入的是pcie的WiFi时,pcie总线的TX要加耦合电容;
6、4G模块一个重要的引脚reset 这个需要接到主控让软件控制,这个有时序要求,并能在4G异常时进行软件复位;
附图
以上电路设计基于下图新创云R680A-Q2开发板
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rk3568硬件开发笔记(第二篇 ) 外围模块设计
rk3568硬件开发笔记(第二篇 ) 外围模块设计
第一节:RS485电路
如图所示,RS485芯片MS3485的RE使能低电平有效,DE的作用为定义芯片的收与发模式。其中,使能信号RE和DE可采用TX控制,节省资源,因为加了一个三极管3904,所以在TX输出高电平时,RE=DE=0V,进入接收模式;TX输出低电平时,RE=DE=3.3V,进入发送模式。
在A上加上拉,B上加下拉电阻,主要原因是:RS-485总线在空闲(idle)状态时,电平是不固定的,即电平在-200mV~+200mV之间,收发器可能输出高也可能输出低,UART在空闲时需要保持高电平的,如果此时收发器输出一个低电平,对UART来说是一个start bit,会导致通信异常。(所以RX需要加上上拉)其中:
① A上加上拉,B上加下拉,接反数据通信也可能出错。
② 某些收发器内部集成上下拉电阻,则外部不需要再添加。
电路特点:
1、此电路兼容3.3V和5V,注意选贴;
2、在A、B线上加入TVS二极管D1111,能够提高电路的抗浪涌,防静电;
3、此电路兼容TTL输出,此时贴R1137 R1138 ,而U1100不贴;
第二节:IR红外接收电路
讲解:
1、IR模块通过PWM信号传输给RK3568,注意接到PWM引脚,同时外部加上拉电阻,引脚加ESD保护,预留电容滤波,和阻抗匹配;
2、接地
3、3.3V供电,如果选VCC_3V3那么只能在开机之后才能遥控,如果选VCC3V3_PMU,这个电在DC插入后一直有,那么就可以在关机状态下进行开机控制;
第三节:typec接口设计
原理图讲解
1、此typec接口可以实现正反插;
2、因为项目不需要typec充电功能,cc脚直接下拉;
3、各个信号线需要加ESD保护,在插拔usb线时容易产生静电;
4、信号线加共模电感和匹配电阻,防止EMC EMI干扰;
5、注意SSTX信号需要加电容;
6、ESD保护器件对寄生电容有严格要求,Cj<=0.4pF;
7、USB接口需要加限流电路防止外设损坏引起电路烧毁,输出电流大小通过R 1614设置,计算公式为Iset=6.8/Rlimit
附图
以上电路设计基于下图新创云R680A-Q2开发板
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rk3568硬件开发笔记(第一篇) 电源设计
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rk3568硬件开发笔记(第一篇) 电源设计
rk3568硬件开发笔记(第一篇) 电源设计
第一节:主电源输入
原理讲解
1、J8103 RK3568平台一般是12V供电,选通用12V/4A座子 ;
2、J1 预留3.96间距的插孔,方便外接电源控制开关;
3、TVS1 TVS管,用于过冲保护,SMCJ15A最高能吸收1500W;
4、F1 可恢复保险丝,电路中起到过流保护作用;
5、D35022、Q2604、U3801组成过压保护电路,当电压高于12V时D35022击穿,Q2604工作,U3801关断;
第二节:系统供电
系统主要有2组供电,VCC3V3_SYS和VCC5V0_USB
VCC3V3_SYS主要供给PMU和外围如WiFi模块,电流3A
VCC5V0_SYS 主要供给HDMI、相机、LCD、spk等,电流3A
CPU核心供电
这路电流瞬间达到4A ,layout时要求反馈脚从BGA下引出,否则无法动态调压,这是CPU变频的关键。
PMU电源管理
PMU型号RK指定的RK809-5,该芯片可以输出多路DCDC和LDO,可以通过I2C进行配置,能够更好的管理rk3568平台电源时序和功耗优化。
RK3568 整体框图
该图描述了3568所有电源分布和电压大小
附图
以上电源设计对应的开发板