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ROCKPro64のシリアル文字化け - U-Bootとの比較

目次: ROCK64/ROCKPro64

ROCKPro64シリアル文字化けの話のまとめ、第二章。ROCKPro64は「U-Bootだと文字化けしない」という指摘をいただいたので確認したところ、確かに文字化けしません。

Drive Strengthの設定はデフォルト値（3mA）のままにも関わらず、オシロスコープでUART TX側の波形を見るとRise/Fall Timeが77ns/59nsと優秀な値です。

ROCKPro64 U-Bootのシリアル出力の波形

とりあえずボード不良ではなかったことがわかって良かったものの、何が原因でlinux-nextは文字化けしているかわからず、振出しに戻ってしまいました。

あえて波形を劣化させる設定？

電源ONから波形を観察し続けるとlinux-nextもブートプロンプトの途中までは波形が綺麗です。linux-nextは途中で波形が鈍る設定をわざとしていることになります。

原因がわからないので、当てずっぽうでデバイスツリーの色々なノードをON/OFFしていったところ、io_domainsノードのaudio-supplyプロパティを変更するとUART TXの波形が劣化することがわかりました。

このプロパティを読み取るドライバはdrivers/power/avs/rockchip-io-domain.cにあります。追ってみるとRK3399のGRFのレジスタ0xff77e640のbit 1（audio_gpio3d4a_ms）の値を設定していました。仕様書を見るとIO domain（とは何だ？）の駆動電圧を設定するビットでした。クリアすると3.0V、セットすると1.8Vの意味です。

現在のlinux-nextは1.8V設定にしており、波形が鈍っています。U-Bootはレジスタに何も設定しないらしく、デフォルトの3.0V設定のままでした。

試しにlinux-next起動後、UART TXの波形が鈍ったことを確認したのちに、audio_gpio3d4a_msを無理やりクリア、つまりIO domain works as 3.0V設定に変えてみたところ、波形がシャキーンと綺麗になりました。

ああー、原因はこれだ。

どう直すべきか

レジスタの値を色々変えてみたところ、bit 1 audio_gpio3d4a_msを3.0Vにするか、bit 1 audio_gpio3d4a_msとbit 3 gpio1830_gpio4cd_msを両方とも1.8V設定に変えると直ることがわかりました。

しかしROCKPro64の回路図を見ると、GPIO1830は3.0Vで、VCCA1V8は1.8Vに設定する方が正しいように見えます。

正しいはずの設定になのにUARTの波形が鈍ってしまい、設定を間違えているはずのU-BootはUARTの波形が綺麗です。どうしてこうなるのか良くわかりません。原因はわかったものの、真因がわからなくて直し方もわからない、困ったタイプですね。

おまけ

IO domainを3.0Vに変更し、Drive Strength 12mAの設定と組み合わせると、Rise/Fall Timeが30ns/34nsとさらに速くなります。

IO domain 3.0V + Drive Strength 12mAのときのROCKPro64シリアル出力の波形

あまりに急激に立ち上がりすぎるせいか、良く見るとRise Edgeがオーバーシュートしていますね……。

メモ: 技術系の話はFacebookから転記しておくことにした。図を追加した。