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1、 福州瑞芯微电子有限公司 1 RK31XX 硬件设计指南硬件设计指南 福州瑞芯微电子有限公司 Fuzhou Rockchips Semiconductor Co Ltd 版权所有 翻版必究 版本 V1 0 作者 瑞芯硬件组 完成日期 2013 02 23 福州瑞芯微电子有限公司 2 目录目录 一硬件设计指南说明 4 二指南内容 4 三核心部分介绍 4 1 时钟电路部分 4 24M 晶体设计 4 32 768K 输入设计 6 2 USB 接口电路设计 7 3 温感电路设计说明 8 4 DDR 设计说明 9 5 存储卡电路设计说明 9 6 FLASH 电路设计说明 9 NAND 电路设计 9 IN
2、AND 电路设计 10 升级 LORADER 电路设计 11 7 DEBUG 接口电路设计说明 12 8 MASKROM 及 RECOVER 模式说明 12 MASKROM 模式 13 RECOVER 模式 13 四核心部分 PCB 设计指南 13 1 堆叠结构 14 2 屏蔽处理 15 3 晶体部分 PCB 设计指南 16 4 USB 走线 17 5 DDR3 PCB 设计指南 17 走线宽度及安全间距 18 信号分组 18 两片 16bits DDR3 同面贴片 19 4 片 8bits DDR3 同面贴片 19 4 片 8bits DDR3 双面贴片 20 布线长度控制 建议 20 其它
3、走线注意点 21 VREF 的处理 22 阻抗要求 22 五外围电路部分及 PCB Layout 介绍 24 1 充电及 POWER PATH 部分 26 OZ8556 27 MP2617 32 2 PMU 部分 34 原理图介绍 36 LAYOUT 注意事项 38 3 AUDIO 部分 43 ALC5616 43 福州瑞芯微电子有限公司 3 ES8323 45 功放部分 46 4 显示部分 46 LVDS 屏部分 48 LAYOUT 建议 48 MIPI 部分 50 HDMI 部分 51 5 CAMERA 电路设计说明 54 6 WIFI BT GPS 部分 55 电路说明 55 LAYOU
4、T 建议 56 7 3G 部分 57 电路说明 57 LAYOUT 注意事项 58 附件一 DDR 在芯片内部走线长度 60 福州瑞芯微电子有限公司 4 一硬件设计指南说明一硬件设计指南说明 为了缩短 RK 客户的产品设计周期 保证产品的设计质量 特编写针对 RK31XX 方 案的硬件设计指南 建议用户严格按本指南的要求进行硬件设计 二指南内容二指南内容 本指南基于参考图 RK3188 IT66121 REF V1 0 20130131 DSN 编写 内容大致 分为两个部分 一是包含主控 晶体 DDR FLASH 等在内的核心部分 二是充电 电源 显示 音频 RF 模块等在内的外围模块部分 三
5、核心部分介绍三核心部分介绍 1 时钟电路部分时钟电路部分 RK31XX 在同一时间只需一个时钟 但有两个时钟源 一个是外接 24MHz 晶体 振荡器产生的 24M 工作时钟 一个是由 RTC CLK 输入的 32 768K 休眠时钟 RTC CLK 输输入时钟在系统深度睡眠时使用 其他时候都使用 24M 时钟 另外 24M 晶体在开机时需要 RTC CLK 时钟去使能 24M 晶体设计晶体设计 相关原理图如下 图中晶体 C75 的值 效电容 C R59 取值 为了降低 休眠时 体 Y2 需要 需要根据 oss 后取值 1M 电 低休眠功耗 可降低待 要采用频偏 据晶体的实 值 使其满 C 电阻
6、 R58 取 耗 增加下 待机功耗 偏 20ppm 实际标称负 满足以下 L C C C 7 L C是晶 一般取 取值 22 下图中 Q1 5 温度频差 负载电容值 下等式 CC C 7475 7475 晶体标称电 取CC 775 16 来开关 差 30ppm 值选择 C oss oss C C 4 4 电容值 oss C 4 关 24M 晶体 福州瑞芯 m 的石英 C74 的值需 体电路的 芯微电子有限公 晶体谐振 需要考虑 电路 在 公司 振器 电容 Q16 的等 在主控进入 容 等 入 上图中上图中的的 要求结电 2SK3018 32 768K RK31XX 在 的的 MOS 管管 电容
7、 不单 的规格 输入设输入设计计 在进入低功 建议按建议按 单是等效输 计计 功耗模式 RK 参考参考图图 输出电容 时 将自 6 图图选择 选择 不不 容 Coss 不 动把时钟 不不要随意要随意 不能大于 钟切换到外 福州瑞芯 更改 更改 如 20pF 下 外接 32KH 芯微电子有限公 果选其他 下图为我 Hz 的信号 公司 他型号 需 们选用的 号上 此信 需 的 信 号可以从 电阻取值 平高于 0 2 USB RK31XX 有 不要修改 如机器只 这个网络 一个 USB 从外部 RTC 值为 4 7K 并 8VCC 低 B接口接口 有 USB2 0 改阻值 只留一个 M 络连接到U
8、B 接口可以 C 时钟源获 并且保证主 低电平小于 口口电路电路设设 OTG 和 U MINI USB USB插座的 以实现 US 获取 在靠 主控端的 于 0 2VCC 设计设计 USB2 0 HO 接口 此时 的第四脚 B DEVICE 7 靠近主控端 CLKIN 32 OST 两个接 时只需接芯 通过USB 和 USB H 端的引脚 2K AB5 接口 见下 芯片的 US B PHY检测 HOST 功能 福州瑞芯 需要串接 端的获取 下图 图中 SB2 0 OTG 测OTG ID或 能 如下图 芯微电子有限公 接一电阻 R 取的 32K 中的 R48 G 同时把 或通过软 图 USB2
9、0 公司 R57 推荐 信号高电 R50 建议 把 OTG ID 软件操作 0 HOST 接 荐 电 议 D 接 口预留给 注 注 USB 如果机器 USB2 0 H PC 下载文 如果机器 USB HUB 功耗模式 HOST 设备 3 温温感感 为了保证 实时调整 真实的检 给内置 3G 差分信差分信号号 器有预留 U OST 作 US 文件到本机 器有预留两 HUB IC 式 才能降 备同时使用 感感电电路路 证机器的可 整的目的 检测到主控 模组或其 号号线上的线上的E USBDEVIC SB HOST 接 机外接 US 两个 USB 插 的功耗比 降低它的功 用 可以 路路设设计说计说
10、 可靠运行 温敏电阻 控的温度 其它 USB 接 ESD必需必需使使 和 USB H 接口 US SB 存储设 插座 又有 比较大 在 功耗 如果 考虑需要 说明说明 建议预留 阻 TR2 在 P 推荐热敏 8 接口模组使 使使用低用低结结 HOST 接口 SB2 0 OTG 设备上 这 有内置 US 在 HUB 没有 果在乎 H 要使用 USB 留温感检测 PCB 设计中 敏电阻型号 使用 结结电容电容的的 口 在无内 G 还是作为 这两个口可 SB 接口模 有使用时 UB 成本 B 开关 IC 测电路 以 中 需要摆 号为 F02 福州瑞芯 结电容结电容要要 内置 USB 接 为 OTG
11、功 可以同时使 模组 推荐 软件需周 同时机器 以监控主 摆放在主 104J4A 芯微电子有限公 要要小于小于5pF 接口模组 能 可实 使用 荐在 HOST 周期性让 器不要求 控实时温 主控的背面 公司 F 组时 使用 实现本机从 接口使用 让它进入低 求内外部的 温度 达到 面 才能较 用 从 用 低 的 到 较 此电路部此电路部分分 4 DDR 如果使用 址及控制 如果使用 5存储存储 RK 发布的 封装和脚 6 FLA RK31XX 支 NAND 电电 如果使用 分分为可选为可选项项 R设设计计 用 DDR3 制信号线 用 LPDDR2 储储卡卡电路电路 的参考图采 脚位定义需 SH
12、电电 支持 NAND 电电路设计路设计 用 NAND 项项 计计说说明明 每组 8 位 则数据 电路电路设设计计 采用的存储 需要修改 电电路设路设计计 D INAND 如下图所 位数据线可 线 地址 计计说说明明 储卡是 TF 计计说说明明 D 等 FLASH 所示 9 可根据实际 址及控制信 明明 F card 如 明明 H 存储设 际需要组内 信号线都不 如果要更换 备 福州瑞芯 内任意调换 不能调换 换成 SD ca 芯微电子有限公 换 但不 ard 请注 公司 不得调换地 注意卡座的 地 的 当使用 to 需注意 FL INAND 电电 INAND 电 INAND对 对大于 10 建
13、议在设 式切换 如果在设 际测试后 RK 实际测 在传送的 oshiba 和 LASH 电源 电电路设计路设计 电路按下图 对电源要求 0us 的电压 设计时要保 外围模块 设计初期不 后再选择最 测试发现 的数据出错 sandisk 的 源纹波要求 图所示设计 求比较高 推 压塌陷都有 保证每个 I 块的上电 不能准确评 最好的供电 电源有塌 错 SANDI 的 DDR 模式 求 推荐纹 计 推荐纹波 有明显的 NAND 电源 走线引入 评估到电源 电方案 塌陷 达到 ISK 19nm 10 式 NAND 纹波不超过 波不超过电 的反应 源引脚有 入的噪声对 源情况 建 到 1V 时 m 4
14、 41 版 FLASH R 过电源的 电源2 21 有滤波电容 对电源的 建议预留 时间大于 版本有概率 福州瑞芯 R95 和 R9 3 1nm及以 容 同时需 影响 LDO 给 I 10us 会 率会出现 I 芯微电子有限公 6 要贴 0R 下制程的 需考虑到 P INAND 供 会造成 IN INAND 不 公司 R 的INAND PMU 的模 供电 等实 NAND 正 不能用了 模 实 正 需要断电 输出给主 然后重新 电源加 LD 升级升级 LOR 为了方便 INAND 时 电后再上电 主控的数据 新读写数据 DO 的电路 RADER 电电 便在开发阶 时 使用 E 电才能恢复 据是错
15、误的 据 路如下 电电路设计路设计 阶段升级L EMMC CLK 复 SAND 的 其他 LOADER 最 KO 11 DISK 19nm INAND 最好能预留 m 4 5 版本 传输出错 留接地点 福州瑞芯 本的 INA 错后 软件 NAND时 芯微电子有限公 AND 有概 件可以重新 时 使用FL 公司 概率会出现 新初始化 ASH CLE 现 7 DEB 为了方便 在实际产 预留调试 8 MAS 关于 RKU 参考 RK 针 BUG接接 便软件在线 产品应用中 试接口 方 SKROM USB 驱动的 针对上述 接接口口电路电路 线调试 RK 中 不要使 方便产品的 M及及R 的安装 升
16、 问题的相 电路电路设设计计 K31XX 专门 使用该功能 的调试 RECOV 升级工具的 关说明文 12 计计说说明明 门预留一个 能接口作其 VER模模 的使用 升 文档 明明 个用来作 其它功能使 模模式说式说明明 升级过程 福州瑞芯 Debug 的 使用 并按 明明 中的问题 芯微电子有限公 Uart 接口 按如下图所 题等方面的 公司 口 UART2 所示设计 的说明 请 请 福州瑞芯微电子有限公司 13 在开发阶段及产品固件升级时需要有方便的烧录固件方法 为此 RK31XX 参考提 供此两种方式的电路设计 MASKROM 模式 模式 1 采用 NAND 的存储器 在更新 LOADER 时 需要在机器上电前对地短接 NAND FLASH 的 CLE 控制脚然后开机 USB 线连接到 PC 后 当 PC 识别到 USB 设备时 释放短接控制 RK31XX才能快速进入MASKROM模式 进行LOADER下载及升级 2 采用INAND存储器时 需要在机器上电前对地短接INAND FLASH的EMMC CLKO 的时钟线然后开机 通过 USB 线连接到 PC 后 当 PC 识别到 U
