RK3399 USB DTS 配置说明

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文档标识：RK-SM-YF-101　·　发布版本：V1.3.1　·　发布日期：2020-02-19　·　页数：32　·　语言：中文

原始文档：Rockchip_RK3399_Developer_Guide_USB_DTS_CN.pdf

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章节大纲

RK3399 USB DTS 配置说明（P1）
- Type-C0/1 USB 3.0 DTS（P5）
  - Type-C0 /1 USB Controller DTS（P6）
  - Type-C0 /1 USB PHY DTS（P7）
    - Type-C0 /1 USB 3.0 PHY DTS（P8）
    - Type-C0 /1 USB 2.0 PHY DTS（P10）
  - Type-C1 USB OTG Mode DTS（P11）
- Type-C to Type-A USB 3.0 DTS（P12）
  - Type-C to Type-A USB 3.0 OTG DTS（P12）
  - Type-C to Type-A USB 3.0 Host DTS（P14）
- Type-C to Micro USB 3.0 OTG Mode DTS（P16）
- Type-C to Micro USB 2.0 OTG Mode DTS（P18）
- Type-C to Type-A USB 2.0（P20）
  - Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS（P20）
  - Type-C to Type-A USB 2.0 Host only mode DTS（P21）
  - Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS and Support DP 4 Lane（P22）
- USB 2.0 Host DTS（P24）
  - USB 2.0 Host Controller DTS（P24）
  - USB 2.0 Host PHY DTS（P25）
- USB 3.0 force to USB 2.0（P28）
- OTG 切换命令（P29）
- Linux-4.4 与 4.19 USB 3.0 DTS配置的差异点（P30）
- 关于 USB VBUS 供电的说明（P31）
- 参考文档（P32）

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1. Type-C0/1 USB 3.0 DTS

Type-C 的接口类型如下图 1-1 所示。

图 1-1 Type-C 接口类型示意图

RK3399 SoC 内部 4 个 USB 控制器与 USB PHY 的连接如下图 1-2 所示。

其中，DP 是指 Display Port 控制器，DP 与 USB 3.0 共用 Type-C PHY。如图 1-2 所示，一个完整的 Type- C 功能，是由 Type-C USB 3.0 PHY & DP PHY 和 USB 2.0 OTG PHY 两部分组成的，这两部分 PHY 在芯片内部的硬件模块是独立的，供电也是独立的。

图 1-2 RK3399 USB 控制器&PHY 连接示意图

RK3399 SDK DTS 的默认配置，支持 Type-C0 USB 3.0 OTG 功能，Type-C1 USB 3.0 Host 功能。DTS 的配置主要包括 DWC3 控制器、Type-C USB 3.0 PHY 以及 USB 2.0 PHY。

1.1 Type-C0 /1 USB Controller DTS

Type-C0/1 USB 控制器硬件都支持 USB 3.0 OTG（USB Peripheral 和 USB Host）功能，并且向下兼容USB 2.0/1.1/1.0。但由于当前内核的 USB 框架只支持一个 USB 口作为 Peripheral 功能，所以 SDK 默认配置 Type-C0 支持 OTG mode，而 Type-C1 仅支持 Host mode。如果要配置 Type-C1 支持 OTG mode，请参考：

1.3 Type-C1 USB OTG Mode DTS

以 RK3399 Sapphire Excavator Board 的 Type-C0/C1 USB 3.0 控制器 DTS 配置为例：

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi
usbdrd3_0: usb0 { /* Type-C0 USB3.0 控制器DTS配置*/
compatible = "rockchip,rk3399-dwc3";
clocks = <&cru SCLK_USB3OTG0_REF>, <&cru SCLK_USB3OTG0_SUSPEND>,
<&cru ACLK_USB3OTG0>, <&cru ACLK_USB3_GRF>;
clock-names = "ref_clk", "suspend_clk",
"bus_clk", "grf_clk";
power-domains = <&power RK3399_PD_USB3>;
resets = <&cru SRST_A_USB3_OTG0>;
reset-names = "usb3-otg"; /* USB0 控制器的 reset */
#address-cells = <2>;
#size-cells = <2>;
ranges;
status = "disabled";
usbdrd_dwc3_0: dwc3@fe800000 {
compatible = "snps,dwc3";
reg = <0x0 0xfe800000 0x0 0x100000>;
interrupts = <GIC_SPI 105 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
dr_mode = "otg"; /* 支持OTG mode */
phys = <&u2phy0_otg>, <&tcphy0_usb3>; /* usb3/2 phy属性
*/
phy-names = "usb2-phy", "usb3-phy";
phy_type = "utmi_wide";
snps,dis_enblslpm_quirk;
snps,dis-u2-freeclk-exists-quirk;
snps,dis_u2_susphy_quirk;
snps,dis-del-phy-power-chg-quirk;
snps,tx-ipgap-linecheck-dis-quirk;
snps,xhci-slow-suspend-quirk;
snps,xhci-trb-ent-quirk;
snps,usb3-warm-reset-on-resume-quirk;
status = "disabled";
usbdrd3_1: usb1 { /* Type-C1 USB3.0 控制器DTS配置*/
compatible = "rockchip,rk3399-dwc3";
clocks = <&cru SCLK_USB3OTG1_REF>, <&cru SCLK_USB3OTG1_SUSPEND>,
<&cru ACLK_USB3OTG1>, <&cru ACLK_USB3_GRF>;
clock-names = "ref_clk", "suspend_clk",
"bus_clk", "grf_clk";
power-domains = <&power RK3399_PD_USB3>;
resets = <&cru SRST_A_USB3_OTG1>;
reset-names = "usb3-otg"; /* USB1 控制器的 reset */
#address-cells = <2>;
#size-cells = <2>;
ranges;
status = "disabled";
usbdrd_dwc3_1: dwc3@fe900000 {
compatible = "snps,dwc3";
reg = <0x0 0xfe900000 0x0 0x100000>;
interrupts = <GIC_SPI 110 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
dr_mode = "host"; /* 只支持Host mode */
phys = <&u2phy1_otg>, <&tcphy1_usb3>; /* usb3/2 phy属性
*/
phy-names = "usb2-phy", "usb3-phy";
phy_type = "utmi_wide";
snps,dis_enblslpm_quirk;
snps,dis-u2-freeclk-exists-quirk;
snps,dis_u2_susphy_quirk;
snps,dis-del-phy-power-chg-quirk;
snps,tx-ipgap-linecheck-dis-quirk;
snps,xhci-slow-suspend-quirk;
snps,xhci-trb-ent-quirk;
snps,usb3-warm-reset-on-resume-quirk;
status = "disabled";
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-sapphire.dtsi
&usbdrd3_0 {
extcon = <&fusb0>; /* 配置extcon属性，用于接收fusb302驱动的 UFP/DFP
notifier*/
&usbdrd3_1 {

/* USB1 为Type-A接口，只支持USB Host，不用配置extcon属性 */

&usbdrd_dwc3_0 {
&usbdrd_dwc3_1 {
dr_mode = "host"; /* 配置USB1 为Host only mode */

1.2 Type-C0 /1 USB PHY DTS

Type-C0/1 USB PHY 的硬件由 USB 3.0 PHY（只支持 Super-speed）和 USB 2.0 PHY（支持 High- speed/Full-speed/Low-speed）两部分组成。所以，对应的 USB PHY DTS 也包括 USB 3.0 PHY 和 USB 2.0 PHY 两部分。

1.2.1 Type-C0 /1 USB 3.0 PHY DTS

以 RK3399 Sapphire Excavator Board Type-C0 /1 USB 3.0 PHY DTS 配置为例：

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi
tcphy0: phy@ff7c0000 {
compatible = "rockchip,rk3399-typec-phy";
reg = <0x0 0xff7c0000 0x0 0x40000>;
#phy-cells = <1>;
clocks = <&cru SCLK_UPHY0_TCPDCORE>,
<&cru SCLK_UPHY0_TCPDPHY_REF>;
clock-names = "tcpdcore", "tcpdphy-ref";
assigned-clocks = <&cru SCLK_UPHY0_TCPDCORE>;
assigned-clock-rates = <50000000>;
power-domains = <&power RK3399_PD_TCPD0>;
resets = <&cru SRST_UPHY0>,
<&cru SRST_UPHY0_PIPE_L00>,
<&cru SRST_P_UPHY0_TCPHY>;
reset-names = "uphy", "uphy-pipe", "uphy-tcphy";
rockchip,grf = <&grf>;
rockchip,typec-conn-dir = <0xe580 0 16>;
rockchip,usb3tousb2-en = <0xe580 3 19>;
rockchip,usb3-host-disable = <0x2434 0 16>;
rockchip,usb3-host-port = <0x2434 12 28>;
rockchip,external-psm = <0xe588 14 30>;
rockchip,pipe-status = <0xe5c0 0 0>;
rockchip,uphy-dp-sel = <0x6268 19 19>;
status = "disabled";
tcphy0_dp: dp-port {
#phy-cells = <0>;
tcphy0_usb3: usb3-port { /* Type-C0 USB3.0 port */
#phy-cells = <0>;
tcphy1: phy@ff800000 {
compatible = "rockchip,rk3399-typec-phy";
reg = <0x0 0xff800000 0x0 0x40000>;
#phy-cells = <1>;
clocks = <&cru SCLK_UPHY1_TCPDCORE>,
<&cru SCLK_UPHY1_TCPDPHY_REF>;
clock-names = "tcpdcore", "tcpdphy-ref";
assigned-clocks = <&cru SCLK_UPHY1_TCPDCORE>;
assigned-clock-rates = <50000000>;
power-domains = <&power RK3399_PD_TCPD1>;
resets = <&cru SRST_UPHY1>,
<&cru SRST_UPHY1_PIPE_L00>,
<&cru SRST_P_UPHY1_TCPHY>;
reset-names = "uphy", "uphy-pipe", "uphy-tcphy";
rockchip,grf = <&grf>;
rockchip,typec-conn-dir = <0xe58c 0 16>;
rockchip,usb3tousb2-en = <0xe58c 3 19>;
rockchip,usb3-host-disable = <0x2444 0 16>;
rockchip,usb3-host-port = <0x2444 12 28>;
rockchip,external-psm = <0xe594 14 30>;
rockchip,pipe-status = <0xe5c0 16 16>;
rockchip,uphy-dp-sel = <0x6268 3 19>;
status = "disabled";
tcphy1_dp: dp-port {
#phy-cells = <0>;
tcphy1_usb3: usb3-port { /* Type-C1 USB3.0 port */
#phy-cells = <0>;
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-sapphire.dtsi
&tcphy0 {
extcon = <&fusb0>;
&tcphy1 {

/* Type-C1 使用的是Type-A USB接口，不用配置extcon属性 */

&pinctrl {
fusb30x {
fusb0_int: fusb0-int { /* 配置TypeC0 fusb302 中断 */
rockchip,pins = <1 2 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_up>;
&i2c4 { /* 配置fusb302芯片的i2c */
i2c-scl-rising-time-ns = <475>;
i2c-scl-falling-time-ns = <26>;
fusb0: fusb30x@22 {
compatible = "fairchild,fusb302";
reg = <0x22>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&fusb0_int>;
int-n-gpios = <&gpio1 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
vbus-5v-gpios = <&gpio2 0 GPIO_ACTIVE_HIGH>;

1.2.2 Type-C0 /1 USB 2.0 PHY DTS

RK3399 有两个 USB 2.0 combphy（一个 PHY 支持两个 port，一个 port 连接 OTG，连接 port 连接Host），本文档称之为 USB 2.0 PHY0 和 PHY1（参考图 1-2）。其中，PHY0 的 port0 作为 Type-C0 USB的 USB 2.0 PHY，PHY1 的 port0 作为 Type-C1 USB 的 USB 2.0 PHY。

以 RK3399 Sapphire Excavator Board Type-C0 /1 USB2.0 PHY DTS 配置为例：

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi
grf: syscon@ff770000 {
compatible = "rockchip,rk3399-grf", "syscon", "simple-mfd";
u2phy0: usb2-phy@e450 {
compatible = "rockchip,rk3399-usb2phy";
reg = <0xe450 0x10>;
clocks = <&cru SCLK_USB2PHY0_REF>;
clock-names = "phyclk";
#clock-cells = <0>;
clock-output-names = "clk_usbphy0_480m";
status = "disabled";
u2phy0_otg: otg-port { /* 配置Type-C0 USB2.0 PHY0 port0
*/
#phy-cells = <0>;
interrupts = <GIC_SPI 103 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>,
<GIC_SPI 104 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>,
<GIC_SPI 106 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
interrupt-names = "otg-bvalid", "otg-id",
"linestate";
status = "disabled";
u2phy1: usb2-phy@e460 { /* 配置Type-C1 USB2.0 PHY1 port0 */
compatible = "rockchip,rk3399-usb2phy";
reg = <0xe460 0x10>;
clocks = <&cru SCLK_USB2PHY1_REF>;
clock-names = "phyclk";
#clock-cells = <0>;
clock-output-names = "clk_usbphy1_480m";
status = "disabled";
u2phy1_otg: otg-port { /* Type-C1 USB2.0 PHY1 port0*/
#phy-cells = <0>;
interrupts = <GIC_SPI 108 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>,
<GIC_SPI 109 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>,
<GIC_SPI 111 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
interrupt-names = "otg-bvalid", "otg-id",
"linestate";
status = "disabled";
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-sapphire.dtsi
&u2phy0 {
extcon = <&fusb0>; /* extcon 属性*/
u2phy0_otg: otg-port {
&u2phy1 {
/* u2phy1 只支持USB Host，不用配置 extcon 属性 */
u2phy1_otg: otg-port {

1.3 Type-C1 USB OTG Mode DTS

在1.1 Type-C0 /1 USB Controller DTS中已经提到，由于当前的内核 USB 框架只能支持一个 USB 口作为Peripheral 功能，所以 RK3399 SDK 默认配置 Type-C0 作为 OTG mode 支持 USB Peripheral 功能，而Type-C1 只支持 Host mode。实际产品中，可以根据应用需求，配置 Type-C1 为 OTG mode，支持 USB Peripheral 功能，需要修改的地方有两个：

DTS 的“dr_mode”属性

&usbdrd_dwc3_1 {
dr_mode = "otg";  /* 配置Type-C1 USB控制器为OTG mode */

extcon ``= <&``fusb1``>``; ``/* 注意：extcon 属性要根据实际的硬件电路设计来配置 */

init.rk30board.usb.rc 的 USB 控制器地址（适用于 Android 平台）

设置 USB 控制器的地址为 Type-C1 USB 控制器的基地址：

setprop sys.usb.controller "fe900000.dwc3"

2. Type-C to Type-A USB 3.0 DTS

Type-C to Type-A USB 3.0 的硬件设计方案，可以细化为两种不同的实现形式，分别是：

Type-C to Type-A USB 3.0 OTG DTS 2. Type-C to Type-A USB 3.0 Host DTS

Type-A USB 3.0 的接口类型如下图 2-1 所示。

图 2-1 Type-A USB3.0 接口类型示意图

2.1 Type-C to Type-A USB 3.0 OTG DTS

Type-C to Type-A USB 3.0 OTG的方案，通常应用于 RK3399 平台的 Type-C0 USB，支持 USB 3.0 OTG 功能。系统启功后，USB 控制器默认作为 OTG mode，并且无法自动切换 Device/Host mode。如果方案设计中，要求开机后 USB 默认作 Host 功能，则需要应用层通过内核提供的接口，主动设置 USB 控制器工作于 Host mode，切换命令请参考章节8 OTG 切换命令。

硬件设计时，Vbus可以设计为常供电或者通过 GPIO/PMIC 进行控制，并且Type-C 的三路供电需要正常开启，如下图 2-2 所示，才能支持 USB 3.0 Super-speed。

图 2-2 Type-C 供电电路

Type-A USB3.0 OTG DTS 配置的注意点如下：

对应的 fusb 节点不要配置，因为 Type-A USB3.0 不需要 fusb302 芯片

对应的 USB PHY 节点（tcphy 和 u2phy）都要删除 extcon 属性

对应的 USB 控制器父节点（usbdrd3）中，删除 extcon 属性

对应的 USB 控制器子节点（usbdrd_dwc3）的 dr_mode 属性要配置为"otg"

（Note：4.19内核，还需要在USB 控制器子节点中增加 extcon 属性的配置，才能支持软件切换OTG模式。详见9 Linux-4.4 与 4.19 USB 3.0 DTS配置的差异点）

对应的 USB2 PHY 节点（u2phy）中，配置 Vbus regulator（假如需要控制Vbus）以 Type-C0 USB 配置为 Type-C to Type-A USB 3.0 OTG mode 为例，其中，Vbus 通过 GPIO3_PC6 控制

/* Enable Type-C0 USB 3.0 PHY */
&tcphy0 {
/* Type-C0使用的是Type-A USB 3.0接口，不用配置extcon属性 */
/* 配置Vbus regulator属性 */
vcc_otg_vbus: otg-vbus-regulator {
compatible = "regulator-fixed";
gpio = <&gpio3 RK_PC6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&otg_vbus_drv>;
regulator-name = "vcc_otg_vbus";
regulator-min-microvolt = <5000000>;
regulator-max-microvolt = <5000000>;
enable-active-high;
&pinctrl {
usb {
otg_vbus_drv: otg-vbus-drv {
rockchip,pins = <3 RK_PC6 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
/* Enable Type-C0 USB 2.0 PHY */
&u2phy0 {
/* USB 2.0 PHY 不用配置extcon属性 */
u2phy0_otg: otg-port {
vbus-supply = <&vcc_otg_vbus>; /* 配置Vbus regulator属性，见Note1
*/
/* Configurate and Enable Type-C0 USB 3.0 Controller */
&usbdrd3_0 {

/* 4.4 内核中，USB控制器不用配置extcon属性，通过内核节点来切换Peripheral mode和

Host mode，见Note2 */
&usbdrd_dwc3_0 {
dr_mode = "otg"; /* USB控制器的dr_mode配置为otg */

/* 4.19内核，还需要在这里增加extcon属性的配置，即 extcon = <&u2phy0>，才能支持软件切换OTG 模式 */

Note1假如 Vbus 为常供电（也即系统开机后，Vbus 一直为高），则不需要配置“vbus-supply”属性，但需要增加如下的 DTS 属性，否则，会出现 USB ADB 无法正常连接的情况。

以 Type-C0 USB 为例，DTS配置如下（如果是 Type-C1 USB，应修改对应的 u2phy1_otg 节点）：

&u2phy0_otg {
rockchip,vbus-always-on;

Note2

切换 USB 控制器工作在 Peripheral mode 或 Host mode 的命令，请参考章节8 OTG 切换命令

2.2 Type-C to Type-A USB 3.0 Host DTS

Type-C to Type-A USB 3.0 Host 的方案，在 RK3399 平台的 Type-C1 USB 上广泛应用。比如，RK3399 Sapphire Excavator Board 平台的 Type-C1 USB 默认设计为 Type-A USB 3.0 Host。这种设计，USB Vbus 5V 一般为常供电，不需要单独的 GPIO 控制，也不需要 fusb302 芯片，但 Type-C 的三路供电需要正常开启，如2.1章节的图 2-2 所示，才能支持 USB 3.0 Super-speed。

Type-A USB3.0 Host DTS 配置的注意点如下：

对应的 fusb 节点不要配置，因为 Type-A USB3.0 不需要 fusb302 芯片对应的 USB 控制器父节点（usbdrd3）和 PHY 的节点（tcphy 和 u2phy）都要删除 extcon 属性对应的 USB 控制器子节点（usbdrd_dwc3）的 dr_mode 属性要配置为"host"

以 RK3399 Sapphire Excavator Board 平台为例（Type-C1 配置为 Type-A USB 3.0 接口），Type-A USB 3.0 Host DTS 对应的配置方法如下：

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-sapphire.dtsi
/* Enable Type-C1 USB 3.0 PHY */
&tcphy1 {

/* Type-C1 使用的是Type-A USB接口，不用配置extcon属性 */

/* Enable Type-C1 USB 2.0 PHY */
&u2phy1 {
/* u2phy1 只支持USB Host，不用配置 extcon 属性 */
u2phy1_otg: otg-port {
/* Configurate and Enable Type-C1 USB 3.0 Controller */
&usbdrd3_1 {
&usbdrd_dwc3_1 {

/* 配置dr_mode为host，表示只支持Host only mode，并且不用配置extcon属性 */

dr_mode = "host";

3. Type-C to Micro USB 3.0 OTG Mode DTS

Micro USB 3.0 OTG 的接口类型如下图 3-1 所示。

图 3-1 Micro USB3.0 OTG 接口类型示意图

为了节省硬件成本，Type-C USB 可以配置为 Micro USB 3.0 OTG 使用。这种设计，硬件上不需要fusb302 芯片，USB Vbus 5V 一般由 GPIO 控制，Type-C 的三路供电与2 Type-C to Type-A USB 3.0 Host DTS的硬件电路一样，需要正常开启。

Micro USB3.0 OTG DTS 配置的注意点如下：

对应的 fusb 节点不要配置，因为 Micro USB3.0 不需要 fusb302 芯片对应的 USB PHY 节点（tcphy 和 u2phy）都要删除 extcon 属性对应的 USB 控制器父节点（usbdrd3）中，extcon 属性引用为 u2phy 的节点对应的 USB 控制器子节点（usbdrd_dwc3）的 dr_mode 属性要配置为"otg"对应的 USB2 PHY 节点（u2phy）中，配置 Vbus regulator Micro USB 3.0 OTG 是根据 ID 脚的电平变化（与 Micro USB 2.0 OTG 相同）来切换 Peripheral mode和 Host mode

以 Type-C0 USB 配置为 Micro USB 3.0 OTG 为例：

/* Enable Type-C0 USB 3.0 PHY */
&tcphy0 {
/* Type-C0 使用的是Micro USB 3.0接口，不用配置extcon属性 */
/* Enable Type-C0 USB 2.0 PHY */
&u2phy0 {
/* USB 2.0 PHY 不用配置extcon属性 */
otg-vbus-gpios = <&gpio3 RK_PC6 GPIO_ACTIVE_HIGH>; /* Vbus GPIO配置，见
Note1 */
u2phy1_otg: otg-port {
/* Configurate and Enable Type-C0 USB 3.0 Controller */
&usbdrd3_0 {
/* USB控制器的extcon属性必须引用u2phy0，才能支持Peripheral mode和Host mode切换
*/
extcon = <&u2phy0>;
&usbdrd_dwc3_0 {

/* USB控制器的dr_mode必须配置为otg */

dr_mode = "otg";

Note1.

Kernel 4.4 最新的代码，已经将 OTG USB Vbus 的控制改为 regulator 的方式，对应的提交信息如下：

commit a1ca1be8f6ed “phy: rockchip-inno-usb2: use fixed-regulator for vbus power”

参考文档：

Documentation/devicetree/bindings/phy/phy-rockchip-inno-usb2.txt

DTS 中对 USB Vbus 的控制，应该改为：

vcc_otg_vbus: otg-vbus-regulator {
compatible = "regulator-fixed";
gpio = <&gpio3 RK_PC6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&otg_vbus_drv>;
regulator-name = "vcc_otg_vbus";
regulator-min-microvolt = <5000000>;
regulator-max-microvolt = <5000000>;
enable-active-high;
&pinctrl {
usb {
otg_vbus_drv: otg-vbus-drv {
rockchip,pins = <3 RK_PC6 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
&u2phy0 {
u2phy0_otg: otg-port {
vbus-supply = <&vcc_otg_vbus>; /*配置Vbus regulator属性 */

4. Type-C to Micro USB 2.0 OTG Mode DTS

Micro USB 2.0 OTG 的接口类型如下图 4-1 所示。

图 4-1 Micro USB2.0 OTG 接口类型示意图

为了节省硬件成本，Type-C USB 可以配置为 Micro USB 2.0 OTG 使用。这种设计，硬件上不需要fusb302 芯片，USB Vbus 5V 一般由 GPIO 控制，因为不需要支持 USB3.0，所以对应的 Type-C 三路供电（USB_AVDD_0V9，USB_AVDD_1V8，USB_AVDD_3V3）可以关闭。

Micro USB2.0 OTG DTS 配置的注意点如下:

对应的 fusb 节点不要配置，因为 Micro USB2.0 不需要 fusb302 芯片Disable 对应的 USB3 PHY 节点（tcphy）对应的 USB2 PHY 节点（u2phy）要删除 extcon 属性，并且配置 Vbus regulator对应的 USB 控制器父节点（usbdrd3）中，extcon 属性引用为 u2phy对应的 USB 控制器子节点（usbdrd_dwc3）的 dr_mode 属性要配置为"otg"，maximum-speed 属性配置为 high-speed，phys 属性只引用 USB2 PHY 节点

以 Type-C0 USB 配置为 Micro USB2.0 OTG 为例：

/* Disable Type-C0 USB 3.0 PHY */
&tcphy0 {
status = "disabled";
/* Enable Type-C0 USB 2.0 PHY */
&u2phy0 {
/* USB 2.0 PHY 不用配置extcon属性 */
otg-vbus-gpios = <&gpio3 RK_PC6 GPIO_ACTIVE_HIGH>; /* Vbus GPIO配置，见
Note1 */
u2phy1_otg: otg-port {
/* Configurate and Enable Type-C0 USB 3.0 Controller */
&usbdrd3_0 {
/* USB控制器的extcon属性必须引用u2phy0，才能支持Peripheral mode和Host mode切换
*/
extcon = <&u2phy0>;
&usbdrd_dwc3_0 {
dr_mode = "otg"; /* USB控制器的dr_mode配置为otg */
maximum-speed = “high-speed”; /* maximum-speed 属性配置为high-speed */
phys = <&u2phy0_otg>; /* phys 属性只引用USB2 PHY节点 */
phy-names = "usb2-phy";

Note1.

Kernel 4.4 最新的代码，已经将 OTG USB Vbus 的控制改为 regulator 的方式（commit a1ca1be8f6ed “phy: rockchip-inno-usb2: use fixed-regulator for vbus power”），参考文档：

Documentation/devicetree/bindings/phy/phy-rockchip-inno-usb2.txt

所以，DTS 中对 OTG USB Vbus 的控制，请参考3 Type-C to Micro USB 3.0 OTG Mode DTS中 Vbus regulator 的配置方法。

5. Type-C to Type-A USB 2.0

Type-C to Type-A USB 2.0 的硬件设计方案（ ID 脚悬空），可以细化为三种不同的实现形式，分别是：

Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS 2. Type-C to Type-A USB 2.0 Host only mode DTS 3. Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS and Support DP 4 Lane

以下章节详细说明上述三种 Type-C to Type-A USB 2.0 方案的 DTS 配置。

5.1 Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS

该方案的特点是，支持 USB 2.0 OTG 功能。在系统启功后，USB 控制器默认作为 OTG mode，并且无法自动切换 Device/Host mode。如果方案设计中，要求开机后 USB 默认作 Host 功能，则需要应用层通过内核提供的接口，主动设置 USB 控制器工作于 Host mode，切换命令请参考章节8 OTG 切换命令。

硬件设计时，Vbus 为常供电或者通过 GPIO/PMIC 控制。Type-C 的三路供电（见章节2.1 图 2-2）可以关闭。

以 Type-C0 USB 配置为 Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode 为例，其中，Vbus 通过 GPIO3_PC6 控制

/* Disable Type-C0 USB 3.0 PHY */
&tcphy0 {
status = "disabled";
/* 配置Vbus regulator属性 */
vcc_otg_vbus: otg-vbus-regulator {
compatible = "regulator-fixed";
gpio = <&gpio3 RK_PC6 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&otg_vbus_drv>;
regulator-name = "vcc_otg_vbus";
regulator-min-microvolt = <5000000>;
regulator-max-microvolt = <5000000>;
enable-active-high;
&pinctrl {
usb {
otg_vbus_drv: otg-vbus-drv {
rockchip,pins = <3 RK_PC6 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
/* Enable Type-C0 USB 2.0 PHY */
&u2phy0 {
u2phy0_otg: otg-port {
vbus-supply = <&vcc_otg_vbus>; /* 配置Vbus regulator属性，见Note1
*/
/* Configurate and Enable Type-C0 USB 3.0 Controller */
&usbdrd3_0 {

/* USB控制器不用配置extcon属性，通过内核节点来切换Peripheral mode和Host mode，

见Note2 */
&usbdrd_dwc3_0 {
dr_mode = "otg"; /* USB控制器的dr_mode配置为otg */
maximum-speed = “high-speed”; /* maximum-speed 属性配置为high-speed */
phys = <&u2phy0_otg>; /* phys 属性只引用USB2 PHY节点 */
phy-names = "usb2-phy";

Note1

假如 Vbus 为常供电（也即系统开机后，Vbus 一直为高），则不需要配置“vbus-supply”属性，但需要增加如下的 DTS 属性，否则，会出现 USB ADB 无法正常连接的情况。

&u2phy0_otg {
rockchip,vbus-always-on;

Note2

切换 USB 控制器工作在 Peripheral mode 或 Host mode 的命令，请参考章节8 OTG 切换命令

5.2 Type-C to Type-A USB 2.0 Host only mode DTS

该方案的特点是，只支持 Host 功能，Vbus 为常供电，进系统后不需要 Device 功能，但可以支持固件烧录。Type-C 的三路供电（见图 2-2）可以关闭。

以 Type-C0 USB 配置为 Type-C to Type-A USB 2.0 Host mode 为例，其中，Vbus 为常供电，不需要软件控制

/* Disable Type-C0 USB 3.0 PHY */
&tcphy0 {
status = "disabled";
/* Enable Type-C0 USB 2.0 PHY */
&u2phy0 {
u2phy0_otg: otg-port {
/* 不需要配置Vbus regulator属性 */
/* Configurate and Enable Type-C0 USB 3.0 Controller */
&usbdrd3_0 {

/* USB控制器不用配置extcon属性，通过内核节点来切换Peripheral mode和Host mode */

&usbdrd_dwc3_0 {
dr_mode = "host"; /* USB控制器的dr_mode配置为host only mode */
maximum-speed = “high-speed”; /* maximum-speed 属性配置为high-speed */
phys = <&u2phy0_otg>; /* phys 属性只引用USB2 PHY节点 */
phy-names = "usb2-phy";

5.3 Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS and Support DP 4

Lane

该方案的特点是，支持 USB 2.0 OTG 功能，同时 USB 3.0 的 Tx 和 Rx 配置给 DP 使用，以支持 DP 4 lanes 的功能。Type-C 的三路供电（见图 2-2）需要正常开启。Rockchip SDK Kernel 默认没有支持该方案，如果要支持该方案，需要正确配置 DTS，同时，还要增加新的驱动 drivers/extcon/extcon-pd- virtual.c ，该驱动的作用是替代 fusb302 驱动，发通知给 Type-C PHY 驱动和 DP 驱动，以配置 DP 4 lanes。如果有该功能需求，请提交 Issue 到 Rockchip 的 Redmine 平台，或者发邮件给本文档的作者wulf @rock-chips.com

DTS 配置参考如下：

/* 配置VPD驱动，用于发送通知给Type-C PHY驱动和DP驱动，以配置DP 4 lanes */

vpd0:virtual-pd0{
compatible = "linux,extcon-pd-virtual";
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&vpd0_int>;
dp-det-gpios = <&gpio4 25 GPIO_ACTIVE_LOW>;
hdmi-5v-gpios = <&gpio4 29 GPIO_ACTIVE_LOW>;
/* 0: positive, 1: negative*/
vpd,init-flip = <0>;
/* 0: u2, 1: u3*/
vpd,init-ss = <0>;
/* 0: dfp, 1: ufp, 2: dp 3: dp/ufp */
vpd,init-mode = <2>;
&pinctrl {
vpd {
vpd0_int: vpd0-int {
rockchip,pins =
<4 25 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_up>;
/* 配置DP */
&cdn_dp {
extcon = <&vpd0>;
dp_vop_sel = <1>;
/* 配置Type-C0 PHY */
&tcphy0 {
extcon = <&vpd0>;
/* 配置USB2 PHY */
&u2phy0 {

/* 这里不需要配置extcon属性 */

u2phy0_otg: otg-port {
u2phy0_host: host-port {
phy-supply = <&vcc5v0_host>;

/* 配置USB控制器 */

&usbdrd3_0 {

/* extcon不是必要的。如果用micro OTG接口，需要配置。如果用Type-A接口，不用配置，

见Note1 */
extcon = <&u2phy0>;
&usbdrd_dwc3_0 {
dr_mode = "otg"; /* 配置为otg mode，支持peripheral和host切换 */
maximum-speed = "high-speed"; /* 配置最高支持 high-speed */
phys = <&u2phy0_otg>, <&tcphy0_usb3>; /* 必须要配置U2和U3 PHY */
phy-names = "usb2-phy", "usb3-phy";

Note1

如果用 Type-A 接口，系统启动后，需要应用层通过内核提供的 OTG mode 切换节点，配置 USB 控制器工作 Peripheral mode 或者 Host mode。配置方法参考5.1 Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS

6. USB 2.0 Host DTS

RK3399 支持两个 USB2.0 Host 接口，对应的 USB 控制器为 EHCI&OHCI，相比 Type-C 接口的多种硬件设计方案，USB2.0 Host 的接口一般只有一种设计方案，即 Type-A USB2.0 Host 接口，对应的 DTS 配置，包括控制器 DTS 配置和 PHY DTS 配置。

实际方案中，用户一般不用重新配置 Host Controller DTS，只需要根据实际硬件电路的 USB VBUS 设计，修改 Host PHY DTS 的 “phy-supply ” 属性。

6.1 USB 2.0 Host Controller DTS

以 RK3399 Sapphire Excavator Board USB2.0 Host 控制器 DTS 配置为例:

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi
usb_host0_ehci: usb@fe380000 {
compatible = "generic-ehci";
reg = <0x0 0xfe380000 0x0 0x20000>;
interrupts = <GIC_SPI 26 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
clocks = <&cru HCLK_HOST0>, <&cru HCLK_HOST0_ARB>,
<&cru SCLK_USBPHY0_480M_SRC>;
clock-names = "hclk_host0", "hclk_host0_arb", "usbphy0_480m";
phys = <&u2phy0_host>;
phy-names = "usb";
power-domains = <&power RK3399_PD_PERIHP>;
status = "disabled";
usb_host0_ohci: usb@fe3a0000 {
compatible = "generic-ohci";
reg = <0x0 0xfe3a0000 0x0 0x20000>;
interrupts = <GIC_SPI 28 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
clocks = <&cru HCLK_HOST0>, <&cru HCLK_HOST0_ARB>,
<&cru SCLK_USBPHY0_480M_SRC>;
clock-names = "hclk_host0", "hclk_host0_arb", "usbphy0_480m";
phys = <&u2phy0_host>;
phy-names = "usb";
power-domains = <&power RK3399_PD_PERIHP>;
status = "disabled";
usb_host1_ehci: usb@fe3c0000 {
compatible = "generic-ehci";
reg = <0x0 0xfe3c0000 0x0 0x20000>;
interrupts = <GIC_SPI 30 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
clocks = <&cru HCLK_HOST1>, <&cru HCLK_HOST1_ARB>,
<&cru SCLK_USBPHY1_480M_SRC>;
clock-names = "hclk_host1", "hclk_host1_arb", "usbphy1_480m";
phys = <&u2phy1_host>;
phy-names = "usb";
power-domains = <&power RK3399_PD_PERIHP>;
status = "disabled";
usb_host1_ohci: usb@fe3e0000 {
compatible = "generic-ohci";
reg = <0x0 0xfe3e0000 0x0 0x20000>;
interrupts = <GIC_SPI 32 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
clocks = <&cru HCLK_HOST1>, <&cru HCLK_HOST1_ARB>,
<&cru SCLK_USBPHY1_480M_SRC>;
clock-names = "hclk_host1", "hclk_host1_arb", "usbphy1_480m";
phys = <&u2phy1_host>;
phy-names = "usb";
power-domains = <&power RK3399_PD_PERIHP>;
status = "disabled";
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-sapphire.dtsi
&usb_host0_ehci {
&usb_host0_ohci {
&usb_host1_ehci {
&usb_host1_ohci {

6.2 USB 2.0 Host PHY DTS

以 RK3399 Sapphire Excavator Board USB2.0 Host PHY DTS 配置为例:

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399.dtsi
grf: syscon@ff770000 {
compatible = "rockchip,rk3399-grf", "syscon", "simple-mfd";
reg = <0x0 0xff770000 0x0 0x10000>;
#address-cells = <1>;
#size-cells = <1>;
u2phy0: usb2-phy@e450 {
compatible = "rockchip,rk3399-usb2phy";
reg = <0xe450 0x10>;
clocks = <&cru SCLK_USB2PHY0_REF>;
clock-names = "phyclk";
#clock-cells = <0>;
clock-output-names = "clk_usbphy0_480m";
status = "disabled";
u2phy0_host: host-port { /* 配置USB2.0 Host0 PHY节点 */
#phy-cells = <0>;
interrupts = <GIC_SPI 27 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
interrupt-names = "linestate";
status = "disabled";
u2phy1: usb2-phy@e460 {
compatible = "rockchip,rk3399-usb2phy";
reg = <0xe460 0x10>;
clocks = <&cru SCLK_USB2PHY1_REF>;
clock-names = "phyclk";
#clock-cells = <0>;
clock-output-names = "clk_usbphy1_480m";
status = "disabled";
u2phy1_host: host-port { /* 配置USB2.0 Host1 PHY节点 */
#phy-cells = <0>;
interrupts = <GIC_SPI 31 IRQ_TYPE_LEVEL_HIGH 0>;
interrupt-names = "linestate";
status = "disabled";
arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3399-sapphire.dtsi
/* 配置USB2.0 Host Vbus regulator */
vcc5v0_host: vcc5v0-host-regulator {
compatible = "regulator-fixed";
enable-active-high;
gpio = <&gpio4 25 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
pinctrl-names = "default";
pinctrl-0 = <&host_vbus_drv>;
regulator-name = "vcc5v0_host";
regulator-always-on;
&pinctrl {
usb2 {
host_vbus_drv: host-vbus-drv {
rockchip,pins =
<4 25 RK_FUNC_GPIO &pcfg_pull_none>;
&u2phy0 {
...
u2phy0_host: host-port {
/* 配置USB2.0 Host0 phy-supply属性，用于控制Vbus */
phy-supply = <&vcc5v0_host>;
&u2phy1 {
...
u2phy1_host: host-port {
/* 配置USB2.0 Host1 phy-supply属性，用于控制Vbus */
phy-supply = <&vcc5v0_host>;

7. USB 3.0 force to USB 2.0

该功能是指在 USB 3.0 Tx/Rx 连接的情况下，要强制让 USB 运行在 USB 2.0 的速率。这种应用场景，一般用于硬件设计问题导致 USB 3.0 工作异常或者某些特殊的场景需求，需要去掉 USB 3.0 功能，只要支持 USB 2.0。由于这不是常规功能，所以 SDK 驱动默认没有支持该功能。Rockchip 以独立的补丁形式，发布给有这类需求的客户。如果有该功能需求，请提交 Issue 到 Rockchip 的 Redmine 平台，或者发邮件给本文档的作者 wulf@rock-chips.com

8. OTG 切换命令

Linux-4.4 内核切换 USB 控制器工作在 Peripheral mode 或 Host mode 的方法

旧的接口使用方法(用于Type-C0)：

1.Force host mode
echo host > sys/kernel/debug/usb@fe800000/rk_usb_force_mode
2.Force peripheral mode
echo peripheral > sys/kernel/debug/usb@fe800000/rk_usb_force_mode

新的接口使用方法(用于Type-C0)：

1.Force host mode
echo host > sys/devices/platform/usb0/dwc3_mode
2.Force peripheral mode
echo peripheral > sys/devices/platform/usb0/dwc3_mode

Linux-4.19 内核切换 USB 控制器工作在 Peripheral mode 或 Host mode 的方法

1.Force host mode
echo host > sys/devices/platform/ff770000.syscon/ff770000.syscon:usb2-
phy@e450/otg_mode
2.Force peripheral mode
echo peripheral >
sys/devices/platform/ff770000.syscon/ff770000.syscon:usb2-phy@e450/otg_mode

上述切换命令，都只适用于 RK3399 Type-C0 USB 控制器。假如用户需要使用 Type-C1 作为OTG（不建议这么使用），只需要修改切换命令中 Type-C1 对应的 USB 节点路径即可。

9. Linux-4.4 与 4.19 USB 3.0 DTS配置的差异点

Linux-4.19 USB DWC3 控制器驱动相比 Linux-4.4 进行了较大的升级，所以，USB DWC3 对应的 DTS 配置也有所改动。Linux-4.4 和 Linux-4.19 之间 DWC3 DTS 存在差异点，主要如下：

DWC3 的power-domains属性，resets 属性，extcon 属性引用位置不同。在Linux-4.4内核，这三个属性是放在 DWC3 控制器的父节点（usbdrd3），而在Linux-4.19内核，这三个属性移到了 DWC3 控制器的子节点（usbdrd_dwc3）。2. 在配置 Type-C to Type-A USB 2.0/3.0 OTG DTS 时，Linux-4.19内核需要在USB 控制器子节点（usbdrd_dwc3）中增加 extcon 属性的配置，才能支持软件切换OTG 模式，而Linux-4.4 内核无此要求。

10. 关于 USB VBUS 供电的说明

RK3399 平台的 USB Vbus 供电硬件电路设计，主要有三种方案：

使用 GPIO 控制电源稳压芯片输出 Vbus 5V 供电电压；

方案 1 是 Rockchip 平台常用的方案，可以用于 Type-C USB 接口，Type-A USB 接口，Micro USB接口等，不同接口，对应的 DTS 配置方案不同，具体如下：

（1）Type-C USB 接口的 Vbus GPIO 配置，参考1.2.1 Type-C0 /1 USB 3.0 PHY DTS中“vbus-5v- gpios”属性的配置；

（2）Type-A USB 接口的 Vbus GPIO 配置，参考6.2 USB 2.0 Host PHY DTS

（3）Micro USB 的 Vbus GPIO 配置，参考3 Type-C to Micro USB 3.0 OTG Mode DTS

使用 PMIC（如 RK817/RK818）输出 Vbus 5V 供电电压；

（1）如果 PMIC 使用的是 RK8xx（RK809 除外），DTS 不用配置 Vbus 的属性，如果配置，反而可能会导致 Vbus 供电异常。这种方案，驱动会通过发送 EXTCON_USB_VBUS_EN 的通知给 PMIC驱动，以控制 Vbus 的供电。

（2）如果 PMIC 使用的是其他 Vendor 的芯片，请参考驱动 drivers/power/rk818_charger.c 实现接收EXTCON_USB_VBUS_EN 通知的逻辑。

（3）如果 PMIC 使用的是 RK809，由于该 PMIC 只有 Vbus 输出 5V 的供电功能，没有充电功能，所以不适用于使用发送 EXTCON_USB_VBUS_EN 的通知的方法。可参考：

arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3326-evb-ai-va-v11.dts
rk809: pmic@20 {
regulators {
vcc5v0_host: SWITCH_REG1 {
regulator-name = "vcc5v0_host";
}；

}；

&u2phy {
u2phy_host: host-port {
u2phy_otg: otg-port {
vbus-supply = <&vcc5v0_host>;

开机后，硬件直接输出 Vbus 5V 供电电压，不需要软件控制，一般用于 USB Host 接口；

11. 参考文档

Documentation/devicetree/bindings/usb/generic.txt 2. Documentation/devicetree/bindings/usb/dwc3.txt 3. Documentation/devicetree/bindings/usb/rockchip,dwc3.txt 4. Documentation/devicetree/bindings/usb/usb-ehci.txt 5. Documentation/devicetree/bindings/usb/usb-ohci.txt 6. Documentation/devicetree/bindings/phy/phy-rockchip-typec.txt 7. Documentation/devicetree/bindings/phy/phy-rockchip-inno-usb2.txt

章节大纲​

在线预览​

1. Type-C0/1 USB 3.0 DTS​

1.1 Type-C0 /1 USB Controller DTS​

1.2 Type-C0 /1 USB PHY DTS​

1.2.1 Type-C0 /1 USB 3.0 PHY DTS​

1.2.2 Type-C0 /1 USB 2.0 PHY DTS​

1.3 Type-C1 USB OTG Mode DTS​

2. Type-C to Type-A USB 3.0 DTS​

2.1 Type-C to Type-A USB 3.0 OTG DTS​

2.2 Type-C to Type-A USB 3.0 Host DTS​

3. Type-C to Micro USB 3.0 OTG Mode DTS​

4. Type-C to Micro USB 2.0 OTG Mode DTS​

5. Type-C to Type-A USB 2.0​

5.1 Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS​

5.2 Type-C to Type-A USB 2.0 Host only mode DTS​

5.3 Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS and Support DP 4​

Lane​

6. USB 2.0 Host DTS​

6.1 USB 2.0 Host Controller DTS​

6.2 USB 2.0 Host PHY DTS​

7. USB 3.0 force to USB 2.0​

8. OTG 切换命令​

9. Linux-4.4 与 4.19 USB 3.0 DTS配置的差异点​

10. 关于 USB VBUS 供电的说明​

11. 参考文档​

章节大纲

在线预览

1. Type-C0/1 USB 3.0 DTS

1.1 Type-C0 /1 USB Controller DTS

1.2 Type-C0 /1 USB PHY DTS

1.2.1 Type-C0 /1 USB 3.0 PHY DTS

1.2.2 Type-C0 /1 USB 2.0 PHY DTS

1.3 Type-C1 USB OTG Mode DTS

2. Type-C to Type-A USB 3.0 DTS

2.1 Type-C to Type-A USB 3.0 OTG DTS

2.2 Type-C to Type-A USB 3.0 Host DTS

3. Type-C to Micro USB 3.0 OTG Mode DTS

4. Type-C to Micro USB 2.0 OTG Mode DTS

5. Type-C to Type-A USB 2.0

5.1 Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS

5.2 Type-C to Type-A USB 2.0 Host only mode DTS

5.3 Type-C to Type-A USB 2.0 OTG mode DTS and Support DP 4

Lane

6. USB 2.0 Host DTS

6.1 USB 2.0 Host Controller DTS

6.2 USB 2.0 Host PHY DTS

7. USB 3.0 force to USB 2.0

8. OTG 切换命令

9. Linux-4.4 与 4.19 USB 3.0 DTS配置的差异点

10. 关于 USB VBUS 供电的说明

11. 参考文档