TYPE-C PD升压协议全解析.docVIP

TYPE-C PD是Power Delivery的简称，代表着电力传输的一个通讯协议。 一个简单的TYPE-C PD使用环境，需要下面几个设备构成： HOST，DEVICE，CABLE（即：主机，从机，EMARKER） PD的协议书主要的内容集中在： ·PD协议的BMC编码规则； ·PD协议的4B5B解码； ·PD协议的通信流程； ·PD协议的通信指令结构； ·PD协议的通信内容解析； = 1 \* GB4 ㈠ PD协议独立与USB协议之外，但由于TYPE-C口的兼容特性，可以让PD协议，QC协议，MTK协议，FCP协议等快冲协议熔于一炉。 PD的物理层由发射模块和接收模块组成，由于CC是单线协议，所以所有通信都是半双工的。 BMC编码规则是曼切斯特编码的一个版本，按照脉宽来设定的0和1。 图一 可以从上图看出，01的编码并不以电平的变化为依据，而是按照脉宽来决定。 BMC的最大频率达330KHz，单指令长度在1ms内。 = 2 \* GB4 ㈡ 通过逻辑分析仪对波形的读取，我们可以看到未经BMC解码的原码 图二 通过BMC从左到右按照脉宽解码后，我们可以得到一系列01的无序组合。 通过对01组合的观察，可以看到从左开始有64对01的前导码，来作为数据的等待和除干扰。64对前导码后，才是需要关注的数据内容。 通过BMC解码后，并去除前导码的数据，也并不是最终可以解析的数据。PD通信协议在这里增加了一个软编码，称为4B5B编码。即接收到的数据每5个二进制数据，需要经过一个4B5B编码表还原成正确的PD通信数据。 看到这里，都可以想到无线电的加密工作了，但是PD官方资料给出的解释是4B5B是为了降低接收器的设计复杂度并且允许更加多样化的接收器设计。 4B5B的解码表如下： 图三 根据图二我们可以做一个4B5B的解码例子： 取出图二中引导码后，我们可以得到的数据是，00011 00011 00011 10001 10010，通过上述4B5B表格进行解码后我们得到最终的数据为：SYNC1-SYNC1-SYNC1-SYNC2-1。 看到这里可能你有疑问，00011在表格中不是Reserved吗？是的，没错，4B5B还有个编码规则，就是从左到右记录数据时，需要将读取的数据倒过来编译，即00011要倒成11000。 由于PD通信的流程复杂，且BMC解码后的数据往往长达上百位，人工编解码耗时耗力且容易出错，所以需要使用一些自制的电脑软件来进行辅助解码，于是才有了下面的自制解码软件。 图四 该软件就包括了4B5B的解码，和数据内容的解析，能够快速的将BMC解码的数据内容转换成功能定义。 = 3 \* GB4 ㈢ PD协议内容繁多，主要包括以下流程： ·Power Negotiation 电压协商流程（电压升降压） ·Gotomin Operation ·Soft Reset 软件复位流程 ·Hard Reset 硬件复位流程 ·Cable Reset ·Power Role Swap ·Fast Role Swap ·Data Role Swap ·VCONN Swap ·Addition Capability and Status ·Security 密钥流程 ·Firmware Update 固件升级流程 ·Structured VDM 厂商自定义结构流程 ·BIST PD协议时序测试流程 今天我们就根据Power Negotiation讲解PD电压升降的流程结构。 Power Negotiation流程发生在Source与Sink之间，在这里Source可以是适配器，可以是车充，也可以是移动电源。Sink可以是任何支持TypecPD的受电端。 Power Negotiation 的协议流程包括以下PD指令： ·Source send CAPABILITY 供电能力指令（包含内容：具有哪几种电压值和电流值） ·Sink send REQUEST 需电请求指令 （包含内容：选取哪种电压和电流值） ·Source send ACCEPT 同意需电请求指令 （包含内容：经过对比需电在自己的供电范围内） ·Source send PS_RDY 完成需求指令 （包含内容：已经成功进行能电压改变） ·GOODCRC 指令接收通过指令 在实际应用中这些指令是怎么操作的呢，接下来我来详细述说：首选Source端工作在TYPE-C的CC模式5V3A检测模式下，一旦检测到有SINK受电端接入，便开始输出5V给SINK端。 而这时在CC线上，Source开始不间断发送S