RK3588 学习笔记五高速接口设计——PCIe/USB3.0/TypeC/SATA/RGMII一张表理清所有复用RK3588 的高速接口是它接口多的底气5 个 PCIe 控制器、USB3.0、SATA、DP 全都能接但它们大量复用 Combo PHY——PCIe 用着 SATA 就没、USB3.0 可能和 DP 打架。这篇基于《RK3588硬件设计指南 V1.3》整理先把谁和谁复用理清这是原理图设计第一关再逐个接口讲电路要点。这是《RK3588学习笔记》系列第5篇。先讲高速接口设计的三个基本问题谁和谁打架RK3588 的 PCIe/SATA/USB3.0/DP 共用 Combo PHY——选型时必须先定复用矩阵否则画到一半发现冲突电路怎么配高速信号要 AC 耦合电容、ESD 保护、电平匹配——每个接口细节不同怎么布得稳100Ω 差分、等长、包地——高速 PCB 的通用法则1、复用矩阵谁和谁共用 PHY原理图第一关RK3588 的高速接口复用非常复杂画原理图前必须理清1.1 USB3.0 与 DP1.4 的 ComboUSB3.0 OTG 的 SS 信号5Gbps与 DP1.4 共用 Combo PHY一个 TypeC 口可以有 5 种配置配置组合说明一Type-C 4Lane DP纯显示扩展二/三USB2.0 OTG DP 4LaneSwap OFF/ON四/五USB3.0 OTG DP 2LaneSwap OFF/ON关键规则USB3.0 和 USB2.0 的 OTG 是同一个控制器——只能同时做 Device 或 HOST不能一个做 Device 一个做 HOSTUSB3.0 HOST 没内嵌 USB2.0——要组标准 USB3.0 HOST 口必须配一个 USB2.0 HOSTHOST2HOST1 或 HOST2HOST01.2 PCIe / SATA / USB3.0 的 PIPE PHY 复用RK3588 有5 个 PCIe3.0 控制器和3 个 SATA3.0 控制器它们和 USB3.0 HOST2 一起复用 PIPE PHYPHY复用的控制器冲突关系PIPE_PHY0PCIe2.0x1_2 / SATA0二选一PIPE_PHY1PCIe2.0x1_0 / SATA1二选一PIPE_PHY2PCIe2.0x1_1 / SATA2 / USB3.0 HOST2三选一一句话PCIe 用了 SATA 就没SATA 用了 PCIe 就没——选型表上就要定死别等 Layout 才发现。2、PCIe5 个控制器怎么用2.1 控制器资源控制器Lane模式PHYController 0x4PCIe3.0 Dual ModePCIe3.0 PHYController 1x2PCIe3.0PCIe3.0 PHYController 2/3x1PCIe3.0PCIe3.0 PHY Lane复用口x1PCIe2.0Combo PHY与SATA/USB3冲突PCIe2.0/3.0 组合模式很灵活——x4/x2/x1 按需组合但每种组合会占用不同 PHY选型时对着图2-96 查。2.2 PCIe 电路要点项目要求AC 耦合电容TXP/N 串100nF建议 0201低 ESR/ESLCLKREQn / WAKEn必须用功能脚不能用 GPIO 替代且必须同组 _M0/_M1/_M2不能混PERSTn可用功能脚或 GPIO用功能脚时与 CLKREQn/WAKEn 同组Slot 电平标准 PCIe SlotCLKREQn/WAKEn/PERSTn 为3.3VPRSNT插卡检测脚可用 GPIO参考时钟PCIE20_REFCLKP/N 默认输出给 EP 设备PCIe 最大的坑是复用用了 PCIe2.0 功能复用的 SATA/USB3.0 就没了——设计前对好型号。3、USB / TypeC固件烧写口的执念3.1 必须先说TYPEC0 是固件烧写口TYPEC0_USB20_OTG_DP/DM 支持 Download Firmware烧固件——硬件设计指南原话如果产品不用这个接口在调试与生产过程中必须预留此接口不然会无法调试及生产烧写固件。这是 RK3588 产品最容易翻车的点——省一个 TypeC 口结果量产没法烧固件。3.2 USB 电路要点信号匹配TYPEC0_OTG_DP/DMUSB2.0串2.2ΩTYPEC_SSTXP/NUSB3.0 TX串100nFAC 耦合0201TYPEC_SSRXP/NUSB3.0 RX串0ΩOTG_ID串100Ω 上拉上拉电源与 USB20_AVDD_1V8 同源其他要点VBUSDETOTG/Device 模式检测脚高为 Device2.7-3.3VTYP 3.0V管脚放 100nF 电容ID 脚内部约 200KΩ 上拉到 USB20_AVDD_1V8ID 高device、拉低HOST5V 电源HOST 功能建议加限流开关3.3V GPIO 控制5V 加 22uF100nF 滤波接移动硬盘加到 100uFESDTypeC 座所有信号加 ESD靠近连接器SS 信号 ESD 寄生电容 0.3pF共模电感为抑制辐射可预留共模电感位置调试时按需选 2.2Ω 或共模电感4、SATA3 个口都和 PCIe 抢 PHYRK3588 有 3 个 SATA3.0 控制器复用 PIPE PHY0/1/2支持 SATA 1.5/3/6Gbps、PM每 port 5 设备、eSATA。SATA 电路要点项目要求AC 耦合TXP/N、RXP/N 串10nF0201ESDeSATA 座子所有信号加 ESD靠近座子寄生电容 0.4pF控制 IOSATA0/1/2_ACT_LED数据灯、CP_DET/MP_SWITCH/CP_POD热插拔共用去耦0.85V 三路合并供1×10uF1×1uF1×100nF1.8V 三路合并2×1uF1×100nF都靠近管脚SATA 相比 PCIe 简单——固定 10nF AC 耦合 ESD难点全在复用选择用 SATA 就别想用那路 PCIe。5、RGMII千兆以太网RK3588 有 2 个 GMACGMAC0/GMAC1支持 RGMII10/100/1000M和 RMII10/100M。5.1 电源域与电平接口电源域电平GMAC0VCCIO3仅 1.8VGMAC1VCCIO51.8V 或 3.3VPin W26 决定建议 RGMII/RMII 用 1.8V 电平——信号质量更好。5.2 RGMII 电路要点信号匹配TXD0-3/TXCLK/TXENRK3588 端预留串0ΩRXD0-3/RXCLK/RXDVPHY 端串 22ΩETH0/1_REFCLKO_25MRK3588 端预留串 0Ω可给 PHY 做工作时钟PHY 相关参考图默认TX 时序由 MAC 控制、RX 由 PHY 控制RTL8211F/FI 默认 RXCLK 开 2nS delayPHY Reset 用 GPIO 控制电平与 PHY IO 匹配管脚加 100nF 电容RTL8211F/FI 复位只支持 3.3VRTL8211F/FI 的 INTB/PMEB 开漏输出外部必须加上拉PHY 外置晶体时按实际 CL 选负载电容6、小结复用矩阵是灵魂USB3.0/DP Combo5 种 TypeC 配置、PCIe/SATA/USB3 共用 PIPE PHY三选一——选型先定复用别画到一半发现冲突TYPEC0 必须预留它是固件烧写口省了就无法量产烧录AC 耦合是标配PCIe 100nF、SATA 10nF、USB3.0 TX 100nF——都建议 0201ESD 是红线USB SS 0.3pF、eSATA 0.4pF靠近连接器RGMII 用 1.8V信号质量更好PHY 端串 22Ω下一篇笔记RK3588 显示/摄像头接口设计——HDMI/DP/MIPI-DSI/CSI/eDP/Camera 的原理图 PCB。7、系列进度《RK3588学习笔记》系列全景篇主题内容状态第1篇芯片特性叠层阻抗芯片规格/封装/电气参数 8层板叠层/阻抗✅ 已发第2篇电源系统设计电源架构/峰值电流/时序/RK806/远端反馈✅ 已发第3篇点亮RK3588系统基础时钟/复位/引导/调试口 低速接口 ESD/EMI✅ 已发第4篇存储系统设计DDRLPDDR4/4x/5 eMMC 原理图与PCB✅ 已发第5篇高速接口设计PCIe/USB3.0/SATA/TypeC/RGMII 原理图与PCB✅ 本篇第6篇显示/摄像头接口HDMI/DP/MIPI-DSI/CSI/eDP/Camera 原理图与PCB⏳ 待写下一篇笔记RK3588 显示/摄像头接口设计——HDMI/DP/MIPI-DSI/CSI/eDP/Camera 的原理图 PCB。❤️文末福利❤️1、关注擎天柱工坊领取原理图、PCB、学习视频2、私信发送消息汽车电子硬件设计或者RK3576硬件设计或者RK3568硬件设计或者RK3588硬件设计