Ubuntu-Rockchip项目中Rock 5B Plus的Radxa 25W POE HAT风扇问题解析

问题背景

在Ubuntu-Rockchip项目中，用户报告了Rock 5B Plus单板计算机在使用Radxa 25W POE HAT时遇到的风扇不工作问题。该问题出现在Ubuntu 24.04 LTS(Noble Numbat)系统上，内核版本为6.1.0-1021-rockchip。

技术分析

Radxa 25W POE HAT是一个为Rock 5B系列设计的电源和散热解决方案，包含POE供电和主动散热功能。正常情况下，当系统温度升高时，HAT上的风扇应自动启动以降低温度。但在当前配置下，风扇完全无响应。

从设备树(Device Tree)配置来看，问题可能源于以下几个方面：

1. 设备树覆盖层不匹配：Ubuntu 24.04使用的6.x内核与之前为5.x内核设计的设备树覆盖层存在兼容性问题。

2. PWM控制信号问题：风扇通过PWM信号控制，但当前的设备树配置可能没有正确初始化PWM控制器。

3. 冷却映射配置差异：Ubuntu Rockchip中的Rock 5B设备树使用了不同的冷却映射配置，导致现有的覆盖层无法正常工作。

解决方案探讨

设备树覆盖层编译

要解决这个问题，需要为6.x内核编译新的设备树覆盖层。关键步骤如下：

1. 获取正确的内核头文件和源代码
2. 使用Radxa提供的覆盖层仓库中的配置
3. 编译生成新的.dtbo文件

设备树配置要点

正确的设备树配置应包含以下关键部分：

/dts-v1/;
/plugin/;

#include <dt-bindings/gpio/gpio.h>
#include <dt-bindings/pinctrl/rockchip.h>
#include <dt-bindings/pwm/pwm.h>
#include <dt-bindings/thermal/thermal.h>

/ {
    metadata {
        title = "Enable Radxa 25W PoE+ HAT";
        compatible = "radxa,rock-5b", "radxa,rock-5b-plus";
    };
};

&{/} {
    radxa_pow_w1: radxa-poe-w1 {
        compatible = "w1-gpio";
        gpios = <&gpio3 RK_PC3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
        status = "okay";
    };

    radxa_poe_fan: radxa-poe-fan {
        compatible = "pwm-fan";
        #cooling-cells = <2>;
        cooling-levels = <0 64 128 192 255>;
        pwms = <&pwm8 0 40000 PWM_POLARITY_INVERTED>;
    };
};

&pwm8 {
    status = "okay";
    pinctrl-0 = <&pwm8m0_pins>;
};

&soc_thermal {
    cooling-maps {
        map4 {
            cooling-device = <&fan0 THERMAL_NO_LIMIT THERMAL_NO_LIMIT>,
                            <&radxa_poe_fan THERMAL_NO_LIMIT THERMAL_NO_LIMIT>;
        };
        map5 {
            cooling-device = <&fan0 THERMAL_NO_LIMIT THERMAL_NO_LIMIT>,
                            <&radxa_poe_fan THERMAL_NO_LIMIT THERMAL_NO_LIMIT>;
        };
    };
};

实施步骤

1. 获取必要的工具和源代码：

   • 安装设备树编译器(dtc)
   • 获取Radxa提供的覆盖层仓库

2. 编译设备树覆盖层：

   dtc -@ -I dts -O dtb -o rock-5b-radxa-25w-poe.dtbo rock-5b-radxa-25w-poe.dts
   

3. 部署覆盖层：

   • 将生成的.dtbo文件复制到固件目录
   • 更新extlinux.conf配置文件

4. 重启系统使更改生效

潜在问题与注意事项

1. 内核版本兼容性：确保使用的设备树编译器版本与目标内核版本兼容。

2. GPIO引脚冲突：检查是否有其他设备或功能占用了POE HAT所需的GPIO引脚。

3. 热管理策略：验证系统的热管理策略是否与POE HAT的冷却要求匹配。

4. 电源管理：确保POE供电能够提供足够的功率，特别是在高负载情况下。

结论

解决Rock 5B Plus上Radxa 25W POE HAT风扇不工作的问题，关键在于为当前内核版本提供正确的设备树配置。通过编译和部署适当的设备树覆盖层，可以恢复风扇的正常功能，确保系统在高负载情况下的稳定运行。对于Ubuntu 24.04用户，需要特别注意6.x内核与之前版本在设备树配置上的差异。