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1 RK26XX芯片应用介绍 V0 02006 06 28 2 一 Rock26XXDATASHEET 3 1 Features 128 100pinsLQFPpackageTypicalpowervoltage3 3V IO 1 8V Core Useone24MHzcrystaloscillator32GPIO 8bitsP0 P1 P3 16bitsP2 10 bitlowresolutionADCwith4 channelAnalogInputBuildinStereo24 bitDelta SigmaDACwithon chipheadphoneamplifierBuildinStereo16 bitSigma DeltaADC Line in FMInput Microphonewithanalogmixer 40levelsdigitalvolumecontrolSupportexternalCODECthroughI2DSPinterfaceSupportI2CinterfaceSupportUSB2 0highspeedandfullspeedIntegrated3ChannelDMA 4 EmbeddedDSPCore 4KwordsBootSyncROM128KwordsSyncSRAM2KwordsRegisterSpaceforPeripheralsUpgradablefirmwarethroughUSB Flashinterface 5 Memoryinterface Externalupto2 cs x64M 2GbytesNandtypeFlashaccessedbyDMASupportboth8 bit X8device and16 bit X16device IObusSupportSDRAMSupportSD MMCSupportExternalNOR Flashbootup 6 VideoDriver SupportTFTLCD OLEDInterfacePulseWidthModulatorsforELbacklightsSupportwatchdogtimerDSP basedSoftware MPEG1 2 2 5AudioLayer1 2 3decoding Layer3encodingWMA9decodingG 729basedvoicerecordingandplaybackequalizerMPEG 4 QVGAdecoding 7 CODECPERFORMANCESHeadphonedriveroutput2x9mW 32Ohm TYP SNR 90dB DACTYP LowPowerConsumption 1kOhmforDACpathPSRR 50dB 1kHz 8 2 PinDescription LQFP128 14x14 PIN 9 10 LQFP100 14x14 PIN 11 12 Pin PadDescriptions 13 14 15 16 17 18 19 20 21 3 FunctionDescription BlockDiagram 22 23 4 ElectricalCharacteristics AbsoluteMaximumRatings 24 Recommendedoperationconditions 25 DCCharacteristics operatingconditions VCC 3 0V 0 3V VDD 1 8V 0 2V Tj 40to 120 C 26 ACCharacteristics LineinputtoADC 27 28 Note1 TheFullScaleinputvoltagescaleswithVDDA equalsto0 85 VREF typ Note2 Thespecifiedvalueisextrapolatedbyadding60dBtothemeasuredSNRNote3 With1LSB 55 Vfora16 bitwordandVREF 1 8V 29 MicrophoneinputtoADC 30 Note1 TheFullScaleinputvoltagescaleswithVDDA equalsto0 085 VREF typ Note2 Thespecifiedvalueisextrapolatedbyadding60dBtothemeasuredSNRNote3 With1LSB 55 Vfora16 bitwordandVREF 1 8V 31 DACtoheadphoneoutput 32 33 Note1 TheFullScaleoutputvoltagescaleswithVDDA equalsto0 85 VREF typ Note2 Thespecifiedvalueisextrapolatedbyadding60dBtothemeasuredSNR 34 二 RK26XX标准电路图 35 整机方框图 36 RK2606主控图 37 38 RK2602主控图 39 40 USB POWER KEY 41 AUDIO 42 MIC 43 LINE IN 44 FM 45 TFTLCD2 0寸 46 TFTLCD1 66 1 8寸 47 NANDFLASH SD 48 SDRAM TFTLCD 2 0 49 扩展电路 NORFLASH 50 锂电池充电管理 51 电源管理 52 双喇叭输出 53 RK2602标准电路图 54 55 RK2606标准电路图 56 57 三 整机的电性能参数 58 RK2602各部分电流 59 60 相关模块的电流 61 RK2602整机功耗 62 RK2606整机功耗 63 MP3音频播放性能测量参数 注 以上参数在 耳机 端口接32 负载测量 64 检验项目 静电放电抗扰度试验依据标准 GB T17626 2 1998 企业技术要求试验条件 温度20 湿度 55 RH 正常大气压 电磁条件保证受试设备正常工作并不影响试验结果 EUT状态 试验前工作正常试验中MP3播放器连结耳机处于放音工作状态 试验等级 a 间接 接触 放电 企业技术要求 试验电压 5kV b 空气放电 等级3 试验电压 8kV 试验过程 a 对EUT可接触的金属外壳 金属按键等金属体进行接触放电 分别选择个以上试验点进行 每点至少50次 正负极性各25次 其中一个试验点承受水平耦合板边缘中心距EUT00 1m处至少50次间接 接触 放电 试验电压 5kV 用尖端接触放电枪头 最大放电重复频率为1次 s 试验电压应从最小值逐渐增加至规定的试验值 以确定故障的临界值 b 对EUT可接触的按键缝隙 耳机 USB孔 TET屏幕进行空气放电 分别选择3个以上试验点 每点进行至少20次单次放电 正负极性各10次 试验电压 8kV 用圆形空气放电枪头 试验电压应从最小值逐渐增加至规定的试验值 以确定故障的临界值 EUT表现 在整个试验过程中没有出现危险或不安全后果 MP3放音正常 符合性能判据A 65 四 硬件后续完善 66 CODEC已经OK 可以不要外接耳机功放 即将提供标准电路图和PCBLAYOUT注意事项 内置1 8VDC DC和3 3V已经OK 可以节约成本和便于PCBLAYOUT 67 完善后的标准电路图 RK2606 68 69 五 RK26XX印制板设计指南 70 1 PCB板层布局 4层板布局 Layer1 Top信号 地层Layer2 Inner信号 电源层Layer3 Inner地层Layer4 Bottom信号 地层6层板布局 Layer1 Top信号 地层Layer2 Inner地层Layer3 Inner信号 地层Layer4 Bottom电源层Layer5 Inner地层Layer6 Inner信号 地层 71 在PCB板的周边创建一个1 27mm宽度 其中外围0 7 0 8mm宽度区域不覆绿油 的地环路 隔1 27 2 52mm的距离放置一个孔径0 254mm的过孔 最好每层都能作同样的处理 使用完整的地平面层 不要把地层分割成数字地和模拟地 而将PCB分区为模拟部分和数字部分 模拟元件 模拟信号在电路板所有层的模拟区内 数字元件 数字信号在数字电路区内 遵循20H的原则 电源层覆铜时 不要覆满整个板层 应比地平面层缩进20H的距离 H指电源层和地层之间的距离 72 73 二 电源布局设计 把RK26XX芯片下方的电源层分割一个VDD区域 面积大致为芯片大小 也可在芯片焊接层 Top层或Bottom层 的地平面上分割一个独立的VDD区域 VDD和VCC的去耦电容尽量靠近电源管脚 电路中的DC DC芯片 提供1 8V的VDD 在设计电路板时 把它的输入旁路电容靠近芯片的电源输入端 输出滤波电容0 1uF 0 01uF 10uF靠近芯片的电源输出端 其它的外围器件也尽量靠近DC DC芯片 用粗 短的走线连接 走线尽量少采用过孔 否则用多过孔方式 可参照相应的DC DC芯片文档 74 电路中的背光DC DC芯片 要求和1 8V的DC DC一致 需要把它的输入旁路电容 输出滤波电容靠近相应的管脚 走线用粗 短的线 可参照相应的背光DC DC芯片文档 电源走线 包括电池的正 负极走线 开关管的电源输入 输出连线 DC DC和LDO的输入 输出线用粗的线连接 避免用过孔 否则采用多过孔方式 75 三 时钟和晶体 复位电路的元件不要放置在印制板的边缘 远离接插件 比如耳机插座 USB插座 按键 走线不要在接插件的管脚间隙穿过 不要和接插元件管脚相连的走线平行布线 复位线走印制板的内层 晶体和它的匹配电容 并联电阻尽量靠近芯片管脚 远离接插器件放置 走线不要在接插件的管脚间隙穿过 不要与接插元件的相连的走线平行布线 在印制板内层走线 包括CLK 靠近时钟线的平面层应该有完整的地平面和时钟线平行 76 四 USB布板设计 为保证USB高速传输的要求 应先于其他走线布线 DM DP的特性阻抗保证在45 10 欧 差分阻抗保证在90 10 欧 DM DP走线尽量不采用拐角和过孔 如果需要有90度的拐角请用两个45度的拐角或圆弧代替 DM DP走线下方要保证有完整的地平面 不要跨越不同的电源 地平面层 尽量缩短芯片DM DP管脚和USB座的距离 DM DP不要在印制板的内层走线 DM DP保持平行走线 保证 等长 等距 线径保持一致 不要在走线上引出线头 DM DP上的下拉电阻靠近芯片 DM和DP走线在合理的范围内尽量靠近 77 其他信号线不要跨越DM DP线 高频线和数据总线不要靠近DM DP走线 覆铜时需注意它们和DM DP的距离保持约4W W指DM和DP的线径 VDDA 第1脚 和VCCA 第六脚 的滤波电容靠近相应的电源脚 78 为消除电源的干扰 FM模组的电源要用RC滤波电路滤波 可考虑采用两级RC电路 收音模组的地用单点接地的方式和大地相连 收音模组应尽量远离RK260X NandFlash DC DC芯片 晶体等元件以及相应的高频线 CLK XOUT XIN 和数据总线 5 FM收音模组 收音模组应靠近耳机座 天线走印制板边缘的外层 尽量和其他走线以及电源 地平面保持距离 天线下方 或上方 不要补铜 保证天线的特性阻抗75 10 欧 79 模拟器件在电路设计时最好放在同一区域 以便它们的电源 地和数字元件的地 电源能分区 独立 避免数字信号的干扰 音频线 比如芯片的AOL AOR 功放的音频线 MIC和LINE IN线 避免和时钟线 数据线平行 芯片的VDDA VDDAO和VCOM的滤波电容尽量靠近相应的电源脚 IREF端和外围电阻的连线尽量短 相应的地线可靠接地 6 音频功放和MIC NCP2809的电源采用RC滤波 电源脚和BYPASS脚的滤波电容靠近管脚 OUT R OUT L 和OUT I用粗的走线连接耳机座 REF I在靠近耳机座的位置和OUT I短接 音频线不要和数据线 时钟线平行走线 80 外响功放的电源应和DC DC芯片 特别是背光驱动的DC DC芯片 以及LDO的电源独立开布线 功放电源最好单独从场效应管的源端 VB 引入 也需采用RC滤波 相关电容靠近对应管脚 咪头和它的滤波电容尽量靠近 81 六 主要外围器件及典型电路 82 1 降压型DC DC 型号及主要特性 83 典型应用图 LT3406两种不同型号的应用 84 XC9216的应用 85 2 升压型DC DC 相关型号及主要特性 86 典型应用图 DC DC芯片不带过压保护端的应用 87 背光DC DC芯片带过压保护端的应用 88 不带过压保护的DC DC芯片在使用时要特别注意 需要在输出端 LED 加电阻或者在LED 和LED 加稳压管 否则DC DC容易损坏 不同的背光DC DC芯片其反馈端的基准电压有可能不一致 所以反馈电阻要注意调整参数 DC DC外围的功率电感 滤波电容 肖特基二极管对性能的影响比较大 要注意合理选用 89 3 屏的选择 1 8寸现在主要推荐凌达和统宝的二款 他们二家是PINTOPIN兼容的 型号分别为 凌达KGM280A0统宝TD018THEJ6 1 8寸屏还可以考虑使用TRULY 宇顺和川马三家公司的 1 66寸主要推荐三星的LTS166QQ 2 0寸主要推荐凌达的KGM265A1 久正的TE 176220 06018 宇顺的S95012 2 2寸主要推荐宇顺S95034 90 七 常见故障分析 检修 91 用电源给机器供电 按开机按钮后有开机电流 但是放开按钮后电流就下降为零 实际是接近于零大约为几十微安 该故障一般是开 关机电路的三极管电流放大倍数太小或者三极管损坏 当按开机键时 PLAY ON应该为接近电池电压 PWR ON应该为高电平 3 3V 如果该两点电压异常通常是三极管损坏 在则就是场效应管 IS2305 损坏或是3 3V稳压的LDO以及1 8V的DC DC损坏 92 用电源给机器供电后 不需按键直接开机 该故障一般是开 关机电路的三极管损坏 或者场效应管的型号不对 93 固件升级成功后 开机后总处于充电状态 该故障一般是由于于USB DET脚的检测出现了异常 重点检查USB到电池充电的二极管是否击穿或漏电造成电池供电时USB DET的检测电压达到门限值 一般为1 5V以上 主控芯片的USB DET脚被击穿 94 录音有杂音 检查MIC的偏置电路是否异常 经过一级RC滤波后的MIC电压为2V左右 MIC损坏或是与MIC并联的高频旁路电容误配 耦合电容漏电以及一级RC滤波电路参数异常特别是滤波电容容量失效 如果以上检查未发现异常并且排除软件上的相关设置无误后 可以将主控的MIC引脚交流对地短接 用10uF左右的电容 再录音 如果还存在噪音 可能为主控被损坏 95 插入耳机后外放有声音 此故障一般是耳机检测电路错误 检查耳机检测脚的电压是否在插拔耳机的时候有电压变化 插耳机时大约为电池电压的一半 拔耳机时应该为3 3V 确认外功放的静音控制是否确实有效 AD参考电阻 连接在引脚名REXT100K引脚的100K电阻是否正常 该电阻阻值异常将引起四路的ADC LRADC0 LRADC3 转换错误 96 播放音频 视频 收音机时无声音 主控有音频输出 检查功放是否有供电 主控有音频输出 检查静音控制电路是否异常 以及软件控制方式是否和电路的控制方式一致 在以上判断未发现异常时 检查功放的交流旁路电容是否击穿或容量变值 功放是否有损坏 主控无音频输出 检查CODEC的外围器件 音频输出管脚有无对地短路 97 电池电压检测错误 电池电压检测电路的分压电阻 两个100K 不正常 参考电阻 连接在引脚名REXT100K引脚的100K电阻是否正常 该电阻阻值异常将引起四路的ADC LRADC0 LRADC3 转换错误 98 插入耳机后外放有声音 此故障一般是耳机检测电路错误 检查耳机检测脚的电压是否在插拔耳机的时候有电压变化 插耳机时大约为电池电压的一半 拔耳机时应该为3 3V 确认外功放的静音控制是否确实有效 AD参考电阻 连接在引脚名REXT100K引脚的100K电阻是否正常 该电阻阻值异常将引起四路的ADC LRADC0 LRADC3 转换错误 99 插入USB后计算机未能识别到该USB设备 首先检查1 8V 3 3V供电是否正常 如果未测到该两组电压 应重点检查USB供电电路 USB的通信线DP DM是否与芯片连接 是否虚焊或短路 如果以上都正常 再检查芯片的复位电路是否正常 如果以上项目检查都未发现异常 再考虑芯片的USB接口与计算机的通信是否异常 USB线 计算机的USB接口是否损坏 100 升级固件时提示 NANDFlash厂商暂不被支持 固件升级失败 NANDFlash的8根数据总线 D0 D7 开路或者短路 当数据线D0 D7有被短路时会在每次插入USB接口时计算机只会认到 rockusbDevice 硬件 烧入固件的时候还会出现NANDFlash厂商识别出错 1 8V 3 3V供电电压偏低 或是电源纹波过大造成 USB线阻抗特性比较差 造成机器与计算机的通信不可靠 101 升级固件时NANDFlash识别对了 但是最后出现 据写入失败 提示 原因通常是由于NANDFlash的写入 片选 忙检测 FCE0 FCLE A2 FALE RS A1 FWEN FWP RD BY 等控制线与CPU的连接出现开 短路造成 NANDFlash的控制总线FREN FCE0 FCLE A2 FALE RS A1与芯片的连接开 短路时也会引起NANDFlash读信息错误从而出现NANDFlash厂商识别出错 3 3V供电电压偏低 或是电源纹波过大造成 NANDFlash本身损坏 102 升级固件时长时间停留在 等待USB重新枚举 请等待 提示 24MHz晶振已经起振但是振荡频率正负偏移过大 一般用示波器实测频率在24MHz 2MHz 造成通信异常 1 8V 3 3V供电电压偏低 或是电源纹波过大造成 103 播放视频时马赛克花屏 该故障通常是SDRAM的地址线与CPU的连接出现了开 短路 根据马赛克的块的大小可以大致确定地址线异常的部位 高位地址线或地位地址线 一般越向高位地址线出现开 短路它的马赛克的块越大 该原因引起的马赛克不会影响其它功能 包括在播放视频的时候音频仍然是正常的 LCD屏损坏 104 播放视频时横条花屏 该故障通常是由LCD屏的读写不可靠造成 一般是LCD屏的读写速度太慢 可以考虑更换LCD屏 或者软件上调整LCD的读写时序 LCD屏损坏 105 播放视频时 偶尔出现马赛克花屏同时音频也出现异常 通常该故障多表现为 播放音乐时正常 但是播放视频时经常出现或是播放到同一片断时出现视频播放马赛克 同时视频伴音也出现异常声音 该故障多出现再NANDFlash个别存储单元损坏造成的 一般更换NANDFlash即可恢复正常 106 每次升级成功后重新插入USB 在计算机端总是被识别为 rockusbDevice 硬件 检查各个按钮是否有对地短路 如果是软件上定义的固件升级按钮对地短路了 就会出现此故障 每次联机都会识别成 rockusbDevice 硬件 检查NANDFLASH是否损坏 107 固件可以正常升级 但升级后LCD屏未能正常显示 检查LCD的引脚定义是否与PCB上的接法一致 如果数据总线 控制总线 电源线中任意一根线出错都会造成LCD显示异常 LCD的数据总线 控制总线是否开短路 检查固件中的LCD驱动程序是否为该LCD屏的驱动程序 108 FM不能正常收听 如果在自动搜台时 频率变化很慢 说明FM模块和主控芯片通讯有问题 检查I2C线是否连接正常 上拉电阻是否正确 如果通讯正常但无声 检查FM模块是否有音频输出