1、TYPE-C PD升壓協(xié)議全解析PD是Power Delivery的簡稱，代表著TYPE-C電力傳輸?shù)囊粋€(gè)通訊協(xié)議。一個(gè)簡單的TYPE-C PD使用環(huán)境，需要下面幾個(gè)設(shè)備構(gòu)成：HOST、DEVICE、CABLE （即：主機(jī)，機(jī)，EMARKER）PD的協(xié)議書主要的內(nèi)容集中在：PD協(xié)議的BMC編碼規(guī)則；PD協(xié)議的4B5B解碼；PD協(xié)議的通信流程；PD協(xié)議的通信指令結(jié)構(gòu)；PD協(xié)議的通信內(nèi)容解析；PD協(xié)議獨(dú)立與USB協(xié)議之外，但由于TYPE-C 口的兼容特性，可以讓 PD 協(xié)議、QC協(xié)議、MTK協(xié)議、FCP協(xié)議等快沖協(xié)議熔于一爐。PD的物理層由發(fā)射模塊和接收模塊組成，由于 CC是單線協(xié)議，所以所有 通

2、信都是半雙工的。BMC編碼規(guī)則是曼切斯特編碼的一個(gè)版本，按照脈寬來設(shè)定的 0和1。0101Q1010DD11000110-1 ri 廠I ri n i i i i bmc LrLnrLrLTTrLrLrLrLrmnrLph-可以從上圖看出，01的編碼并不以電平的變化為依據(jù)，而是按照脈寬來決BMC的最大頻率達(dá)330KHZ，單指令長度在1ms內(nèi)通過邏輯分析儀對波形的讀取，我們可以看到未經(jīng) BMC解碼的原碼1 4Bm1 r9miL 32mil.S4niaLSBrnnl-Oni斟二通過BMC從左到右按照脈寬解碼后，我們可以得到一系列01的無序組合。通過對01組合的觀察，可以看到從左開始有 64對01的

3、前導(dǎo)碼，來作為數(shù) 據(jù)的等待和除干擾。64對前導(dǎo)碼后，才是需要關(guān)注的數(shù)據(jù)內(nèi)容。通過BMC解碼后，并去除前導(dǎo)碼的數(shù)據(jù)，也并不是最終可以解析的數(shù)據(jù)。PD通信協(xié)議在這里增加了一個(gè)軟編碼，稱為4B5B編碼。即接收到的數(shù)據(jù)每 5個(gè)二進(jìn)制數(shù)據(jù)，需要經(jīng)過一個(gè)4B5B編碼表還原成正確的PD通信數(shù)據(jù)?？吹竭@里，都可以想到無線電的加密工作了，但是 PD官方資料給出的解釋是4B5B是為了降低接收器的設(shè)計(jì)復(fù)雜度并且允許更加多樣化的接收器設(shè)計(jì)。4B5B的解碼表如下：Tlh|p 1 hP】rnhn Fn -mhn耳 Tihif4b Sb SymblDescriptionQ000011110hex (ku 010001010

4、01伽dm 12C01D10100hex data 23001110101hex dau 34010001010hex4Sotoi01011data 560110oniohex dau 610111oimhet dau 78100010010hex data 89100110011h亡憶dau 9AW1010110hex dma ABwn10111h曲 dju B(:110011010hex data CD11Q111011hex duOE1110fl 100hex data EFIlli11101hex datj FSync-1K*ccde11000SiartfjTict) * 1Ky_SU

5、itttsSourrt1 or SinkSOP nnly00110AlertSourre or SinkSOP onlyo o 1 i -o moReserved0 1111V ndorDefinedSoiLtr* Sink orCable PlugSOP*1 00C0-1 1111Reserved圖七在指令包的結(jié)構(gòu)中，過了 Message Heade向右就是數(shù)據(jù)區(qū)域，通過 4B5B的 轉(zhuǎn)換后，SOP是16個(gè)二進(jìn)制位，Message Heade也是16個(gè)二進(jìn)制位，而數(shù)據(jù)區(qū) 域，每個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)塊包括了 32個(gè)二進(jìn)制位。所以Byte0（32位）Byte 1（32位） 那么新的問題又來了，一條完整的

6、指令包到底怎么判斷包含了多少的數(shù)據(jù)塊呢，這個(gè)時(shí)候就需要由 MessageHeader來進(jìn)行判斷了。MessageHeader的12到14位 表示1到7個(gè)數(shù)字，代表的就是指令包的數(shù)據(jù)數(shù)量，所以我們可以認(rèn)為指令包的 最大數(shù)據(jù)數(shù)為 7。數(shù)據(jù)模塊一般應(yīng)用在 Source send CAPABILITY，Sink send REQUEST等這樣需要帶電壓電流的 PD指令中。數(shù)據(jù)模塊右邊就是一個(gè)32位的數(shù)據(jù)校驗(yàn)區(qū)域，也稱作 CRC校驗(yàn)。CRC校 驗(yàn)是PD通信協(xié)議中獨(dú)特的一套校驗(yàn)方式，為了保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整與糾錯(cuò)，整個(gè) PD指令任何一個(gè)位變動(dòng)，都會(huì)造成 CRC改變。經(jīng)過了引導(dǎo)碼、SOP碼、MessageHead

7、erdata碼、CRC碼后，接下來就是 EOP碼即結(jié)束碼，在4B5B中我們可以看到接收到 01101的BMC編碼，即代表 PD指令包全部接收完畢。下面我們就實(shí)際做一次PD協(xié)議分析：首先準(zhǔn)備好待測試的PD適配器、PD數(shù)據(jù)線（兩頭都是TYPE-C的那種）、 PD測試架、邏輯分析儀。然后將插拔過程中PD的數(shù)據(jù)流程通過邏輯分析儀讀取出來如下:2mi34na4miSrniOmiSiildihblliAlbh首先我們要做的就是PD指令的BMC解碼，將脈沖長短變化成二進(jìn)制數(shù)據(jù),然后通過協(xié)議分析軟件進(jìn)行代碼解析， 為了更好的講解，我們先人工分析一條指 令。I -Il I 血?jiǎng)?吋 &I I * Mtf叵用7、

8、圖九引導(dǎo)碼由64位二進(jìn)制的01組成，這一段可以直接略過。M2SOP碼il iiL.36m5I I I 1i.S&msI I1i,hms1P(lFWR2F1I國十SOP*碼從左到右BMC解碼后等于：00011 00011 00011 10001根據(jù)圖三進(jìn)行4B5B解碼我們可以得到：SYNC1-SYNC1-SYNC1-SYNC2于是我們可以知道，該指令屬于 SOURCE與SINK之間的指令。我們接著往下分析：M21rreduyrn3i1.6ms1.62 nsX.64ms1,66msI I I H fl fe II B I I I I I 1 I I I I I I I H I I l I t 4

9、t I ) I i I I I IVIJ閣十一Message Heade碼從左到右 BMC 解碼后等于：10010 01110 10010 0010。通過 4B5B 解碼后為：0001 0110 0001 001015到0位為：0010 0001 0110 000根據(jù)圖六可以得到以下信息：從15, 14, 13, 12位可以得到此PD指令包括2個(gè)數(shù)據(jù)塊。從11，10， 9位可以知道此PD指令正在進(jìn)行第一個(gè)回合。（PD指令+GOODCRC指令為一個(gè)回合）從8位可以得知此PD指令由SOURCE發(fā)出從7, 6位得知指令遵循的是PD2.0規(guī)則從5得知發(fā)指令的設(shè)備角色為 DFP。從4，3，2，1，0得到

10、00001并查閱圖七得到該指令名：Message Header指令，為電壓協(xié)商協(xié)議的發(fā)起指令。數(shù)據(jù)指令過長過程不再詳敘，用協(xié)議軟件可以分析得到:圖十接下來我們用協(xié)議軟件分析，速度會(huì)快很多，能夠迅速掌握這個(gè)流程功能和異常:圖十三此指令為上條Message Heade的回復(fù)指令。接著下條指令為:此為SINK端發(fā)出的Sink send REQUEST指令，我們可以得到相關(guān)信息，已經(jīng)SINK請求的電壓等級。SOURCE端的回復(fù)指令:000110001100011100D110010 01110 10010 01111數(shù)量8解析給果:MSCHcadcrDat aTranSOPGoo dCRCDFPPD2

11、. 0SOURCEIsCId:OO0Ctrol Mse1 ,1X ix 丹 穿益 81 looooc圖十五從該指令信息中，我們可以知道該信息由 SOURCE發(fā)出，用來回復(fù)SINK 端發(fā)出的電壓請求。接著SOURCE端收到指令后，又發(fā)出的指令：圏十六該指令信息為SOURCE發(fā)出的ACCEPT指令，由上述流程的介紹可以知道, 該指令表明SOURCE端同意了 SINK的電壓升壓請求，并開始做好升壓的準(zhǔn)備接下來SINK端發(fā)的GOODCRC，如下:圖十七該指令為SOURCE發(fā)的第二條指令，所以 SINK回復(fù)的GOODCRC中的MSGID這里開始計(jì)數(shù)到001;與此同時(shí)，SOURCE端的硬件已經(jīng)進(jìn)入升壓模式，由于升壓要一定時(shí)間，所以PD通信會(huì)有90ms多的延時(shí)，才迎來了第三條 SOURCE指令，如果流程沒有錯(cuò)的話就是PS_RDY指令：用PD協(xié)議分析軟件的分析如下：圖十八指令流程進(jìn)行到這里，說明 SOURCE端已經(jīng)成功將電壓升壓到 SINK端請