RK3576核心板外部電路最小系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)
本文檔對(duì)應(yīng)產(chǎn)品為飛凌嵌入式基于瑞芯微RK3576處理器設(shè)計(jì)的FET3576-C 核心板，描述了FET3576-C 的原理圖設(shè)計(jì)、功能接口設(shè)計(jì)特性等，本文旨在幫助工程師快速的熟悉本產(chǎn)品，便于開(kāi)展維護(hù)及開(kāi)發(fā)工作；本文中的參考設(shè)計(jì)僅供參考，客戶應(yīng)用設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景和條件進(jìn)行設(shè)計(jì)。
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一、RK3576功能底板原理圖設(shè)計(jì)之最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)
FET3576-C 核心板已經(jīng)將電源、存儲(chǔ)電路集成于一個(gè)小巧的模塊上，所需的外部電路非常簡(jiǎn)潔，構(gòu)成一個(gè)最小系統(tǒng)只需要12V 電源、復(fù)位按鍵、燒錄SD 卡、啟動(dòng)配置即可運(yùn)行，如下圖所示：
不過(guò)一般情況下，除最小系統(tǒng)外建議連接上一些外部設(shè)備，例如調(diào)試串口，用來(lái)查看打印信息；預(yù)留OTG 接口，用來(lái)輸出調(diào)試信息。做好這些后，再在此基礎(chǔ)上根據(jù)飛凌嵌入式提供的RK3576核心板默認(rèn)接口定義來(lái)添加用戶需要的功能。
1、核心板電源
供電引腳如表所示：
2、上電時(shí)序
FET3576-C 核心板主供電為直流12V，建議客戶使用穩(wěn)定的12V 電源供電。上電后核心板輸出CARRIER_BOARD_EN 高電平（3.3V），使用核心板輸出的CARRIER_BOARD_EN 作為底板上電的使能，嚴(yán)格控制核心板早于底板上電的時(shí)序。強(qiáng)烈建議用戶設(shè)計(jì)底板時(shí)參考開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì),否則可能會(huì)造成通電瞬間電流過(guò)大，設(shè)備無(wú)法啟動(dòng)，甚至對(duì)處理器造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。
3、復(fù)位電路設(shè)計(jì)
核心板的RESET_L 引腳為復(fù)位信號(hào)輸入，低電平復(fù)位有效，復(fù)位脈沖寬度≥10ms；核心板的PWRON_L 引腳為開(kāi)關(guān)機(jī)信號(hào)輸入，為方便調(diào)試建議將這兩個(gè)引腳連接到底板按鍵上，同時(shí)需注意對(duì)按鍵并聯(lián)0.1uF 電容與TVS 管，TVS 管靠近按鍵擺放，串在信號(hào)走線上，做好按鍵消抖與防護(hù)
注意：注意：核心板默認(rèn)上電啟動(dòng)，如需要按鍵開(kāi)關(guān)機(jī)功能，請(qǐng)聯(lián)系飛凌。
4、Boot 配置
RK3576 支持多種啟動(dòng)引導(dǎo)方式，在芯片復(fù)位結(jié)束后，芯片內(nèi)部集成的引導(dǎo)代碼可以在如下接口設(shè)備進(jìn)行引導(dǎo)，具體引導(dǎo)順序可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行選擇：
·Serial Flash(FSPI)
·eMMC
·SDMMC Card
如果上述設(shè)備中沒(méi)有引導(dǎo)代碼，可以通過(guò)USB2.0 OTG0 接口TYPEC0_OTG_DM / TYPEC0_OTG_DP 信號(hào)將系統(tǒng)代碼下載到這些設(shè)備中。
引導(dǎo)順序選擇：
RK3576 的Boot 啟動(dòng)順序可以通過(guò)SARADC_VIN0_BOOT（PIN：P1_28）進(jìn)行設(shè)置，從不同接口對(duì)應(yīng)的外設(shè)啟動(dòng)，如下表所示硬件通過(guò)配置不同的上下拉電阻值，設(shè)計(jì)LEVEL1-LEVEL7 七種模式的外設(shè)引導(dǎo)順序，可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行對(duì)應(yīng)配置。
Boot 啟動(dòng)順序配置表：
核心板上SARADC_VIN0_BOOT 配置為10K 上拉，因此核心板默認(rèn)從eMMC 啟動(dòng)。底板可以增加下拉電阻，以實(shí)現(xiàn)其他的引導(dǎo)順序。按照以上LEVEL1 設(shè)置，OK3576-C 將SARADC_VIN0_BOOT 通過(guò)輕觸按鍵連接至GND，以實(shí)現(xiàn)Maskrom mode。
SARADC_VIN1 用于對(duì)地短路進(jìn)入Recovery 狀態(tài)，核心板將其用10K 電阻上拉至1.8V 電源。
OK3576-C 上，按鍵陣列采用并聯(lián)型，可以通過(guò)增減按鍵并調(diào)整分壓電阻比例來(lái)調(diào)整輸入鍵值，實(shí)現(xiàn)多鍵輸入以滿足客戶產(chǎn)品需求；設(shè)計(jì)中建議任意兩個(gè)按鍵鍵值必須大于±35，即中心電壓差必須大于123mV。如下圖：
注意：用于按鍵采集時(shí)，靠近按鍵需做ESD 防護(hù)，而且0 鍵值的必須串接100ohm 電阻加強(qiáng)抗靜電浪涌能力（如果只有一個(gè)按鍵時(shí)，ESD 必須靠近按鍵，先經(jīng)過(guò)ESD→100ohm 電阻→1nF→芯片管腳）
5、調(diào)試串口
FET3576 的UART Debug 默認(rèn)選擇UART0_TX_M0_DEBUG（P2_7）/UART0_RX_M0_DEBUG（P2_9）。UART Debug 信號(hào)如果使用插件引出，則需要串接100ohm 電阻，靠近插件位置需增加TVS管。OK3576-C 開(kāi)發(fā)板為方便用戶調(diào)試，使用USB 轉(zhuǎn)UART 芯片將UART Debug 信號(hào)轉(zhuǎn)成USB 信號(hào)，通過(guò)Type-C 插座引出，用戶用USB Type-A 轉(zhuǎn)UAB Type-C 的線將OK3576-C 的P16 與PC 機(jī)連接，安裝CP2102 驅(qū)動(dòng)即可。原理圖如下：
注意:
① 為方便后期調(diào)試，請(qǐng)用戶在自行設(shè)計(jì)底板時(shí)將此調(diào)試串口引出；
② 建議保留Q1、Q2，這樣能有效防止核心板未上電時(shí)，U6 電流通過(guò)UART0_TX/RX 回流到CPU 中，影響啟動(dòng)，甚至造成損壞。
③ 注意調(diào)試串口的USB 接口使用外部單獨(dú)5V 供電。
6、燒寫(xiě)
FET3576-C 核心板外部燒寫(xiě)支持USB 燒寫(xiě)或者TF 卡燒寫(xiě)。
USB 燒寫(xiě)：可以通過(guò)USB2.0 OTG0 接口TYPEC0_OTG_DM / TYPEC0 _OTG_DP 信號(hào)將系統(tǒng)代碼下載到這些設(shè)備中，所以在設(shè)計(jì)底板是需要引出USB2.0 OTG0 接口燒寫(xiě)，詳細(xì)設(shè)計(jì)可參考OK3576-C 電路設(shè)計(jì)。
TF 卡燒寫(xiě)：TF 卡接口可以支持系統(tǒng)啟動(dòng)和燒寫(xiě)，詳細(xì)設(shè)計(jì)可參考OK3576-C 開(kāi)發(fā)板電路設(shè)計(jì)。
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 連接TF 卡，SDMMC1 連接WIFI 模塊。
開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)為T(mén)F Card 接口，該接口支持SD 3.0 模式，當(dāng)進(jìn)入SDR104 模式，信號(hào)電平變?yōu)?.8V，頻率最高可達(dá)208 MHz，傳輸速度最高可達(dá)104 MB/秒。
注意：
① TF 卡供電電壓為3.3V，信號(hào)電平會(huì)根據(jù)TF 卡速率從3.3V 變?yōu)?.8V，參考開(kāi)發(fā)板電路；
② TF 卡供電電源需要受控，參考開(kāi)發(fā)板電路；
③ TF 屬于可熱插拔設(shè)備，請(qǐng)做ESD 防護(hù)；
④ CD 腳為插拔卡檢測(cè)腳，建議并聯(lián)100nF 電容，消除波形抖動(dòng)；
⑤ SD 信號(hào)需要做等長(zhǎng)，阻抗要求： 單端50ohm。
二、接口設(shè)計(jì)
本文中所描述的接口數(shù)量為CPU最大數(shù)量，由于RK3576各接口間存在復(fù)用關(guān)系，具體方案確認(rèn)可以參考飛凌嵌入式提供的《RK3576引腳復(fù)用對(duì)照表》。 點(diǎn)擊獲取資料
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) 標(biāo)準(zhǔn)模式數(shù)據(jù)傳輸速率100k bits/s，在快速模式下400k bits/s
3) I2C 是OD 接口必須要有上拉電阻
4) 一條總線上的多個(gè)設(shè)備，I2C 地址不要沖突
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（可復(fù)用為DP顯示）
2) 支持SS（5Gbit/s），HS（480Mbit/s）、FS（12Mbit/s）、LS（1.5Mbit/s）
3) OK3576-C 開(kāi)發(fā)板上使用一顆USB HUB 芯片將1 組USB3.0_HSOT 轉(zhuǎn)為4 路USB3.0_HOST，其中三路USB3.0_HOST 分別接到3 個(gè)TYPE-A 接口，每一路可提供最大1A 電流輸出并具有限流開(kāi)關(guān)保護(hù)功能，剩余一路USB3.0_HOST 提供給4G&5G 模塊使用
4) OK3576-C 開(kāi)發(fā)板上將另外1 組USB3.0_OTG 接口設(shè)計(jì)為T(mén)ype_C_OTG USB3.0 全功能接口，可支持DP 顯示。
4、 SD(SDIO)
1) FET3576-C 核心板支持兩組SDIO（SDO0 和SDIO1）接口,其中SDIO0 默認(rèn)設(shè)計(jì)為SD(TF)卡接口，4-bit，TF 卡供電電壓為3.3V，信號(hào)電平會(huì)根據(jù)TF 卡速率從3.3V 變?yōu)?.8V，參考開(kāi)發(fā)板電路
2) SDIO1 在OK3576-C 開(kāi)發(fā)板上外接WIFI 模塊使用，用戶可以根據(jù)需求做出調(diào)整。
3) SDIO 信號(hào)不可以通過(guò)電平轉(zhuǎn)換芯片改變引腳電平
5、 DSI、CSI、HDMI/eDP、DP
1) FET3576-C 核心板DSI 支持1 個(gè)時(shí)鐘通道+最多可拓展4 個(gè)數(shù)據(jù)通道（即支持1 組CLK+2 組Data、1 組CLK+4 組Data 模式）最高支持2560 x 1600@60Hz
2) FET3576-C 核心板CSI 接口在OK3576-C 開(kāi)發(fā)板上默認(rèn)配置為5 個(gè)Camera 接口，分別是：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?jǐn)?shù)據(jù)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，引腳上與USB3.0_OTG 信號(hào)復(fù)用，在OK3576-C開(kāi)發(fā)板上設(shè)計(jì)為T(mén)ype_C_OTG USB3.0 全功能接口，可支持DP 顯示。
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 開(kāi)發(fā)板支持雙路1000/100/10M 以太網(wǎng)接口，通過(guò)RJ45 引出，建議參考此設(shè)計(jì)
3) 注意注意PHY 芯片RGMII 信號(hào)電源域供電電壓是否和GMACx 接口電平匹配
4) 注意MDC 和MDIO 信號(hào)上需要添加上拉電阻
7、CAN
1) FET3576-C 核心板最多可支持2 路CAN
2) 遵循CAN 和CAN FD 規(guī)范、支持CAN 標(biāo)準(zhǔn)幀和擴(kuò)展幀收發(fā)、支持8192-bit receive FIFO
3) OK3576-C 開(kāi)發(fā)板支持兩路CAN 接口，使用隔離CAN 收發(fā)器
8、UART、485
1) FET3576-C 核心板最多可支持12 路UART，最大波特率為4Mbp
2) OK3576-C 開(kāi)發(fā)板默認(rèn)將5 路串口分別用作以下功能：UART0 作為核心板的調(diào)試串口，UART4 連接WIFI/BT 模組，UART5 和UART6 作為RS485 接口，UART8 作為對(duì)外的預(yù)留接口
3) 為較小工模干擾，不同485 設(shè)備可以將地信號(hào)進(jìn)行連接
9、 AUDIO
1) FET3576-C 核心板默認(rèn)使用I2S 接口連接codec 芯片
10、PCIE
1) FET3576-C 核心板最多支持2 個(gè)PCle2.0 x1 接口和2 個(gè)PCle2.0 控制器
2) 在OK3576-C 開(kāi)發(fā)板上一個(gè)PCIe0 通道連接PCIe x1 插槽支持PCIe2.0×1Lane 模式，另一個(gè)PCIe1通過(guò)combo 復(fù)用為USB3.0 功能
3) PCIE 接口設(shè)計(jì)電路建議參考OK3576-C 開(kāi)發(fā)板
11、GPIO
1) 使用時(shí)需要注意GPIO 引腳電平，可參考硬件手冊(cè)
1.2.12 其他功能
1) FET3576-C 核心板最多可支持16 片上PWM，具有基于中斷的操作，支持捕獲模式
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