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IO-DOMAIN 开发指南

本文档基于瑞芯微官方文档 Rockchip_Developer_Guide_Linux_IO_DOMAIN_CN.pdf（V1.0.1, 2021-05-28）整理，介绍 Rockchip 平台 IO 电源域的配置方法。

适用范围
  • 芯片平台：RK3188 / RK3288 / RK3036 / RK312x / RK322x / RK3368 / RK3366 / RK3399 / RV1108 / RK3228H / RK3328 / RK3326/PX30 / RK3308
  • 内核版本：Linux 3.10 / 4.4
  • 读者对象：技术支持工程师、软件开发工程师

一、概述​

一般 IO 电源的电压有 1.8V、3.3V、2.5V、5.0V 等。有些 IO 同时支持多种电压，io-domain 就是配置 IO 电源域的寄存器，依据真实的硬件电压范围来配置对应的电压寄存器，否则 IO 无法正常工作。

二、驱动文件与 DTS 节点​

2.1 驱动文件​

驱动文件位置：drivers/power/avs/rockchip-io-domain.c

2.2 DTS 节点​

内核 3.10 版本 — DTS 节点合并：

io-domains {
    compatible = "rockchip,rk3368-io-voltage-domain";
    rockchip,grf = <&grf>;
    rockchip,pmugrf = <&pmugrf>;

    /* GRF_IO_VSEL */
    dvp-supply = <&ldo7_reg>;      /* DVPIO_VDD */
    wifi-supply = <&ldo7_reg>;     /* APIO2_VDD */
    audio-supply = <&dcdc2_reg>;   /* APIO3_VDD */
    sdcard-supply = <&ldo1_reg>;   /* SDMMC0_VDD */
    gpio30-supply = <&dcdc2_reg>;  /* APIO1_VDD */
    gpio1830-supply = <&dcdc2_reg>;/* ADIO4_VDD */

    /* PMU_GRF_IO_VSEL */
    pmu-supply = <&ldo5_reg>;      /* PMUIO_VDD */
    vop-supply = <&ldo5_reg>;      /* LCDC_VDD */
};

内核 4.4 版本 — GRF 和 PMUGRF 分开：

&io_domains {
    status = "okay";
    dvp-supply = <&vcc_18>;
    audio-supply = <&vcc_io>;
    gpio30-supply = <&vcc_io>;
    gpio1830-supply = <&vcc_io>;
    sdcard-supply = <&vccio_sd>;
    wifi-supply = <&vccio_wl>;
};

&pmu_io_domains {
    status = "okay";
    pmu-supply = <&vcc_io>;
    vop-supply = <&vcc_io>;
};

三、TRM 中的描述​

在 TRM 的 GRF/PMUGRF 章节搜索 vsel、VSEL 或 volsel 索引可找到 io-domain 相关寄存器。PMUGRF 中的 io-domain 用于控制 PMU IO。

支持配置的两种电压（1.8V / 3.3V）：

  • 寄存器配置为 1：电压范围 1.62V ~ 1.98V（典型值 1.8V）
  • 寄存器配置为 0：电压范围 3.00V ~ 3.60V（典型值 3.3V）
note

具体电压范围以实际芯片 Datasheet 为准。

四、驱动软件流程​

4.1 初始化配置​

在驱动 probe 函数中，根据 supply name 获取 dts 中对应定义的 regulator，再根据 regulator 的电压配置 io-domain 寄存器：

  • 1.8V 档位 → 对应 bit 配置为 1
  • 3.3V 档位 → 对应 bit 配置为 0
开始 → 匹配 Supply_Name → 获取 Regulator 成功? → 配置 io-domain → 继续? → 结束
              ↓否                                    ↓否
           丢弃                                    结束

4.2 动态配置​

初始化过程中会绑定 regulator，通过注册 notify 方式，一旦 regulator 电压发生变化，就会通知 io-domain 驱动更新对应寄存器，实现动态更新。

五、如何配置 io-domain​

不是每个 IO 电源域都需要配置，有些 IO 的电源域是固定的。以下 3 步描述软件配置方法：

5.1 通过 rockchip-io-domain.txt 寻找名称​

需要在软件上通过 dts 配置的 IO 电源域在以下文档中有描述： Documentation/devicetree/bindings/power/rockchip-io-domain.txt

该文档统一描述了 TRM 与硬件原理图上 iodomain 名称的对应关系。

以 RK3399 为例：

Possible supplies for rk3399:
  bt656-supply:    The supply connected to APIO2_VDD.
  audio-supply:    The supply connected to APIO5_VDD.
  sdmmc-supply:    The supply connected to SDMMC0_VDD.
  gpio1830-supply: The supply connected to APIO4_VDD.

Possible supplies for rk3399 pmu-domains:
  pmu1830-supply:  The supply connected to PMUIO2_VDD.

5.2 通过硬件原理图寻找真实电压​

仍以 RK3399-EVB 和 bt656 IO 电源域为例：

  1. 在 rockchip-io-domain.txt 中找到 bt656 对应硬件原理图名称为 APIO2_VDD
  2. 在原理图中搜索 APIO2_VDD，找到其电源由 RK808 的 VCC1V8_DVP 供给
  3. 确认实际电压为 1.8V

5.3 通过 DTS 配置​

得到配置名称和供电源头后，在 DTS 中找到对应的 regulator 并进行配置：

// rk3399-evb.dtsi
&io_domains {
    bt656-supply = <&vcc1v8_dvp>;
    // ...
};

六、通过硬件 Pin 脚控制的电源域​

Rockchip SoC 中部分 IO 电源域在硬件上通过 Pin 脚控制，这种情况下 kernel DTS 一般不去配置，不破坏当前硬件状态。

典型场景

Flash 和 eMMC 等模块的 IO 电源域一般由 Pin 脚控制。

在 TRM 的 io-domain 寄存器描述中可以看到哪些电源域支持通过 Pin 脚控制，以及对应的硬件 Pin 脚配置。也可以通过 GRF 寄存器配置，两种方式二选一。

七、DTS 中无定义 Regulator 情况处理​

如果找不到对应的 regulator（例如项目未使用 PMIC，只是简单拉了一个电源），需要在 dts 中增加 fixed regulator 定义。一般 3.3V 和 1.8V 两个 regulator 即可。

示例（rk3229-evb.dts）：

regulators {
    compatible = "simple-bus";
    #address-cells = <1>;
    #size-cells = <0>;

    vccio_1v8_reg: regulator@0 {
        compatible = "regulator-fixed";
        regulator-name = "vccio_1v8";
        regulator-min-microvolt = <1800000>;
        regulator-max-microvolt = <1800000>;
        regulator-always-on;
    };

    vccio_3v3_reg: regulator@1 {
        compatible = "regulator-fixed";
        regulator-name = "vccio_3v3";
        regulator-min-microvolt = <3300000>;
        regulator-max-microvolt = <3300000>;
        regulator-always-on;
    };
};

&io_domains {
    status = "okay";
    vccio1-supply = <&vccio_3v3_reg>;
    vccio2-supply = <&vccio_1v8_reg>;
    vccio4-supply = <&vccio_3v3_reg>;
};

八、常见问题​

8.1 如何确定 Pin 脚所在电源域寄存器是否配置正确​

现象：某 Pin 脚输出高电平时电压不对，已确认 iomux 配置为 GPIO 且输出高，但量测电压不符。

排查步骤（配置的反向步骤）：

  1. 确定 IO 所在电源域：查看硬件原理图或 Datasheet。例如 GPIO2_B1 在 APIO2_VDD 域，接 VCC1V8_DVP（1.8V）。
  2. 查找对应名称：通过 rockchip-io-domain.txt 找到对应 dts 名称（如 bt656）。
  3. 读取寄存器验证：在 TRM 中找到寄存器地址（GRF 基地址 + 偏移），用 io 命令读取： 
    io -4 0xff77e640
    • bit0 = 1 → 1.8V（配置正确）
    • bit0 = 0 → 3.3V（配置错误，与实际 1.8V 不符）

8.2 io-domain 寄存器不正确​

常见原因：

  1. 所配置的 regulator 电压不对
  2. 未配置 regulator 或 regulator 未使能
  3. Regulator 比 io-domain 驱动加载更慢，获取 regulator 失败

参考资料​

  • 原始文档：Rockchip_Developer_Guide_Linux_IO_DOMAIN_CN.pdf V1.0.1
  • 瑞芯微官网：www.rock-chips.com