RK3588 EVB开发板原理图讲解【四】

2025-2-18 08:04:33

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本章节讲解RK3588 PCIE接口

RK3588 是瑞芯微推出的高性能处理器，其 PCIe 接口相关介绍如下：
接口标准及特性PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）是一种高速串行接口标准，用于连接主板和外部设备。它具备以下特性：

高速传输：提供高速数据传输通道，速度以每秒传输的数据位数表示，如 PCIe x1、x4、x8、x16 等，每个通道带宽可按需扩展。
点对点连接：采用点对点连接架构，设备直接连接到主板上的 PCIe 插槽，不与其他设备共享带宽，有助于减少延迟、提高性能。
热插拔支持：允许用户在计算机运行时添加或移除 PCIe 设备，无需重启计算机。

RK3588 的 PCIe 控制器RK3588 共有 5 个 PCIe 控制器，硬件 IP 相同但配置不同。其中一个为 4Lane DM 模式，可支持作为 EP（Endpoint，端点设备）使用；另外一个 2Lane 和 3 个 1Lane 控制器均只能作为 RC（Root Complex，根复合体）使用。
RK3588 的 PCIe PHY（物理层）
有两种 PCIe PHY：

pcie3.0PHY：含 2 个 Port 共 4 个 Lane，这 4Lane 可根据实际需求拆分使用，拆分后需在 DTS 中合理配置对应的控制器，无需修改驱动。
pcie2.0 PHY：有 3 个，每个都是 2.0 1Lane，跟 SATA 和 USB combo 使用。

接口配置支持 PCIe 3.0 x4/x2/x1 配置，可通过该接口连接各种扩展卡、固态硬盘、网卡等外部设备，实现高速数据传输和系统功能扩展。不过，具体的 PCIe 接口配置可能因不同厂商的设计而有所差异，实际应用中需参考 RK3588 的开发手册或厂商提供的技术文档，以了解具体的接口配置和使用方法。

RK3588 芯片拥有 5 个 PCIe3.0 控制器：（DM 是 Dual Mode 缩写，RC 是 Root Complex 缩写。）
1. Controller 0(4L)，PCIe3.0x4 Controller x4 Lane(DM)
2. Controller 1(2L)，PCIe3.0x2 Controller x2 Lane(Only RC)
3. Controller 2(1L0)，PCIe3.0x1_0 Controller x1 Lane(Only RC)
4. Controller 3(1L1)，PCIe3.0x1_1 Controller x1 Lane(Only RC)
5. Controller 4(1L2)，PCIe3.0x1_2 Controller x1 Lane(Only RC)
2 个 PCIe3.0 PHY，数据位 2Lane，PCIe3.0 PHY0 和 PCIe3.0 PHY1。
3 个 PCIe2.0 Combo PHY，数据位 1Lane，PCIe2.0/SATA3.0 Combo PHY0、PCIe2.0/SATA3.0 Combo
PHY1 和 PCIe2.0/SATA3.0/USB3.0 HOST Combo PHY2。
Controller 和 PHY 之间的映射关系图：

RK3588 可支持多种 PCIe 模式的组合，最多可以 5 种模式同时使用。具体如下图

现在直接来看下RK3588 EVB这个开发板的pcie原理图设计
开发板设计了一个pcie3.0 4lane接口
1、主控输出部分

直接拉出即可，注意加滤波电容在电源端口，

2、设备端接口电路
时钟发生电路

电路基本功能
这个电路的主要功能可能是为某个系统级芯片（SOC）或其他数字电路模块提供稳定、低噪声的时钟信号。通过时钟缓冲器增强时钟信号的驱动能力，并利用阻抗匹配和滤波等措施确保信号的可靠传输，以满足系统正常运行的时序要求。
电源部分

图中可以看到多个标注为“VCCAV3_P14C_05”的电源连接点，这表明电路使用了3.3V的电源。电源通过电容（如C8413、C8412等）进行滤波，这些电容的作用是去除电源中的高频噪声，确保为电路提供稳定、干净的电源。

晶体振荡器（X8400）

电路左侧有一个晶体振荡器（X8400），其频率为25MHz（从标注“25.000M”可知）。晶体振荡器产生一个稳定的时钟信号，这是许多数字电路正常工作的基础。它通过一些电阻（如R8414）和电容（如C8401、C8402）与其他电路元件相连，这些元件共同构成了振荡器的外围电路，用于起振和稳定振荡频率。

时钟缓冲器/驱动器（U8400，型号为PI6C557-05BLE）

晶体振荡器产生的时钟信号输入到U8400芯片。这是一款时钟缓冲器/驱动器芯片，其主要功能是对输入的时钟信号进行缓冲和驱动，增强信号的驱动能力，以便能够同时为多个负载提供稳定的时钟信号。它有多个输出引脚（如P14C_CLKOUT0 - P14C_CLKOUT3），分别连接到不同的后续电路模块。

信号传输与匹配电阻

从时钟缓冲器输出的信号线路上可以看到多个串联和并联的电阻（如R8406 - R8409、R8415 - R8418等）。这些电阻主要用于信号的阻抗匹配，减少信号在传输过程中的反射和损耗，确保信号能够准确、稳定地传输到目标电路（如标注为“TO_SOC_RCCSL”等的模块）。

滤波电容

在各个电源引脚和信号线路上还分布着许多小电容（如C8418、C8419等），它们进一步对电源和信号进行高频滤波，提高电路的抗干扰能力和稳定性。

时钟输出配置电路

主要功能是将输入电源转换为适合 PCIe3.0 设备的 3.3V 电源，并对电路进行控制与滤波等处理。
电源输入与转换

输入电源：图中 “VCC12V_DCIN” 为 12V 直流输入电源。它先经过电容 C8432（10μF，耐压 25V）和 C8433（100nF，耐压 50V）进行滤波，去除电源中的高频和低频噪声，确保输入电源的纯净。
电源转换芯片：U8402（型号为 SY8113B/SM8103ADC，封装 SOT_23_6 ）是电源转换芯片。其引脚 5（VIN）连接输入电源，在 4.5V - 18V 输入电压范围内工作。芯片通过内部电路将输入电压转换，引脚 3（FB/OUT）为反馈与输出引脚，通过连接外围电阻 R8430（232KΩ，精度 1%）和 R8433（49.9KΩ，精度 1%）来设定输出电压。根据公式计算（假设反馈电压 FB = 0.6V ），输出电压 Vout = 0.6V×(1 + R8430/R8433)≈3.3V，即转换为 VCC3V3_PCIE30 的 3.3V 输出，为 PCIe3.0 设备供电。引脚 6（LX）通过连接电感 L8400（4.7μH）和电容 C8428（100nF，耐压 25V）等组成的 LC 滤波电路，进一步稳定输出电压。

控制电路

使能控制：芯片 U8402 的引脚 4（EN）为使能引脚，受 “PCIE30x4_PWREN_H_GPIO3_D5” 信号控制。当该信号为高电平时，使能芯片工作，允许进行电源转换；为低电平时，芯片停止工作。
开关控制电路：由 Q8400（PMOS 管，型号 WPM3407 - 3/TR，封装 SOT_23 ）和 Q8401（NPN 三极管，型号 S8050，封装 SOT_23 ）组成。当 “PCIE30x4_PWREN_H_GPIO3_D5” 为高电平时，Q8401 导通，使得 Q8400 的栅极电压降低，Q8400 导通，从而使 12V 电源（VCC12V_PCIE30）能够为后续电路供电；当该信号为低电平时，Q8401 和 Q8400 截止，切断电源供应。

滤波电路

输出滤波：在输出端，VCC3V3_PCIE30 连接多个电容，如 C8434（22pF，耐压 50V）、C8435（120μF，耐压 20V）、C8436（10μF，耐压 6.3V）和 C8437（100nF，耐压 10V）。这些电容进一步滤除输出电源中的高频和低频噪声，保证输出电压的稳定和纯净，为 PCIe3.0 设备提供稳定可靠的电源。