目錄

一、Type-C簡(jiǎn)介以及歷史

二、Type-C Port的Data Role、Power Role

三、Type-C的Data/Power Role識(shí)別協(xié)商/Alt Mode

四、如何進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路的切換

五、相關(guān)參數(shù)/名詞解釋

六、PD協(xié)議簡(jiǎn)介

五、相關(guān)參數(shù)/名詞解釋

5.1 上拉電阻Rp

Rp有6個(gè)參數(shù)（5V檔位和3.3V檔位各3個(gè)），指示著不同的供電能力。

5.2 下拉電阻Rd

都是5.1K電阻下地，能否檢測(cè)電源供電能力，取決于電阻的精度。

5.3 線材中的下拉電阻Ra

最小值800 ohm，最大值1.2K

5.4 名詞/連接狀態(tài)解釋

名詞：

Alternate Mode Adapter(AMA)：支持PD USB交替模式的設(shè)備，作為UFP存在

Alternate Mode Controller (AMC)：支持PD USB交替模式的主機(jī)，作為DFP存在

Augmented Power Data Object(APDO)：體現(xiàn)Source端的供電能力或者Sink的耗電能力，是一個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象

Atomic Message Sequence(AMS)：一個(gè)固定的信息序列，一般作為PE_SRC_Ready, PE_SNK_Ready or PE_CBL_Ready的開始或者結(jié)束

Binary Frequency Shift Keying (BFSK)：二進(jìn)制頻移鍵控

Biphase Mark Coding(BMC)：雙相位標(biāo)識(shí)編碼，通過CC通信

Configuration Channel (CC)：配置通道，用于識(shí)別、控制等

Constant Voltage (CV)：恒定電壓，不隨負(fù)載變化而變化

Current Limit (CL)：電流限制

Device Policy Manager(DPM)：設(shè)備策略管理器

Downstream Facing Port(DFP)：下行端口，即為HOST或者HUB下行端口

Upstream Facing Port(UFP)：上行端口，即為Device或者HUB的上行端口

Dual-Role Data (DRD)：能作為DFP/UFP

Dual-Role Power (DRP)：能做為Sink/Source

End of Packet (EOP):結(jié)束包

IR Drop：在Sink和Source之間的電壓降

Over-Current Protection(OCP)：過流保護(hù)

Over-Temperature Protection(OTP)：過溫保護(hù)

Over-Voltage Protection(OVP)：過壓保護(hù)

PD Power (PDP)：Source的功耗輸出，由制造商在PDOs字段中展示

Power Data Object (PDO)：用來表示Source的輸出能力和Sink的消耗能力的數(shù)據(jù)對(duì)象

Programmable Power Supply (PPS)：電源輸出受程序控制

PSD：一種吃電但是沒有數(shù)據(jù)的設(shè)備，如充電寶

SOP Packet：Start of Packet，所有的PD傳輸流程，都是以SOP Packet開始，SOP*代表SOP，SOP’，SOP’’

Standard ID(SID)：標(biāo)準(zhǔn)ID

Standard or Vendor ID(SVID)：標(biāo)準(zhǔn)或產(chǎn)商ID

System Policy Manager(SPM)：系統(tǒng)策略管理，運(yùn)行在Host端。

VCONN Powered Accessory(VPA)：由VCONN供電的附件

VCONN Powered USB Device(VPD)：由VCONN供電的設(shè)備

Vendor Data Object (VDO)：產(chǎn)商特定信息數(shù)據(jù)對(duì)象

Vendor Defined Message(VDM)：產(chǎn)商定義信息

Vendor ID (VID)：產(chǎn)商ID

狀態(tài)：

Disabled State：從CC引腳移除終端，如果不支持該狀態(tài)，那么該端口在上電后直接是Unattached.SNK或Unattached.SRC，該狀態(tài)端口不會(huì)驅(qū)動(dòng)VBUS或VCONN，CC1和CC2會(huì)呈現(xiàn)高阻到地
ErrorRecovery State：從CC1和CC2引腳移除終端，接下來會(huì)根據(jù)端口類型轉(zhuǎn)化為Unattached.SNK或Unattached.SRC，這相當(dāng)于強(qiáng)制斷開連接事件，并尋找一個(gè)新的連接。如果該狀態(tài)不支持，則轉(zhuǎn)化為支持的disabled狀態(tài)，如果disabled狀態(tài)也不支持，則轉(zhuǎn)化Unattached.SNK或Unattached.SRC。，該狀態(tài)端口不會(huì)驅(qū)動(dòng)VBUS或VCONN，CC1和CC2會(huì)呈現(xiàn)高阻到地
Unattached.SNK State：端口等待檢測(cè)到Source的出現(xiàn)，一個(gè)端口Dead Battery不供電時(shí)候進(jìn)入這個(gè)狀態(tài)，端口不能驅(qū)動(dòng)VBUS和VCONN，CC1和CC2分別地通過Rd終止到地，當(dāng)Source連接檢測(cè)到會(huì)轉(zhuǎn)化為AttachWait.SNK，意味著在一個(gè)CC引腳上有SNK.Rp。USB 2.0不支持USB PD可能在VBUS檢測(cè)到直接轉(zhuǎn)化到Attached.SNK
AttachWait.SNK State：端口檢測(cè)到SNK.Rp狀態(tài)在一個(gè)CC引腳上，并等待VBUS。端口不驅(qū)動(dòng)VBUS或VCONN
Attached.SNK State：端口連接上了，并作為Sink操作，如果初始化進(jìn)入這個(gè)狀態(tài)同樣作為UFP操作，Power和Data的狀態(tài)改變可以通過USB PD Command。直接從Unattached.SNK轉(zhuǎn)化過來是通過檢測(cè)VBUS，不確定方向和可用的高于默認(rèn)的USB Power
Try.SRC State：端口查詢決定伙伴端口是否支持Sink，不驅(qū)動(dòng)VBUS和VCONN，端口要在CC1和CC2上分別Source電流
TryWait.SNK State：端口成為Source失敗，準(zhǔn)備連接成Sink，不支持VBUS或VCONN，CC1和CC2分別通過Rd終止
Try.SNK State：端口查詢決定伙伴端口是否支持Source
TryWait.SRC State：端口成為Sink失敗，準(zhǔn)備連接成Source

六、PD協(xié)議簡(jiǎn)介

PD協(xié)議是Power Delivery，簡(jiǎn)單來說是一種快速充電標(biāo)準(zhǔn)。

包含PD協(xié)議的Type-C 系統(tǒng)從Source到SINK的系統(tǒng)框圖大致如下：

      在Source的內(nèi)部包含了一個(gè)電壓轉(zhuǎn)換器，且受到PD控制器控制，他會(huì)根據(jù)輸入電壓的條件以及最高可輸出規(guī)格需求，此電壓轉(zhuǎn)換器可以是BUCK、Boost、Buck-Boost或者反激轉(zhuǎn)換器。整個(gè)通信過程都在PD控制器的管控之下，USB PD還有一個(gè)開關(guān)，用于切換VCONN電源（電纜包含電子標(biāo)簽時(shí)用到）。

        當(dāng)電纜接通之后，PD協(xié)議的SOP通信就開始在CC線上進(jìn)行，以此來選擇電源傳輸?shù)囊?guī)格，此部分由Sink端向Source端詢問能夠提供的電源配置參數(shù)（5V/9V/12V/15V/20V）。

如下波形為SINK 控制器申請(qǐng)一個(gè)9V電壓輸出的例子。

（1）SINK端發(fā)起SOP，申請(qǐng)獲取Source能提供的規(guī)格資料

（2）Source回復(fù)能提供的規(guī)格列表

（3）SINK回復(fù)選擇的電壓規(guī)格，并帶上所需要的電流參數(shù)，并發(fā)出相應(yīng)的請(qǐng)求

（4）Source接受請(qǐng)求，并且把VBUS由5V抬升到9V

（5）在電壓變化期間，SINK的電流會(huì)保持盡可能小，Source端VBUS到達(dá)9V并穩(wěn)定之后，會(huì)發(fā)出Ready信號(hào)

（6）SINK端電流逐步抬升，若SINK需要降低電壓，會(huì)重復(fù)以上過程

需要注意的是，在電壓下降期間，Source為了讓電壓快速降低，Source會(huì)打開放電電路，達(dá)到額定值之后，Source會(huì)等待一段時(shí)間，電壓穩(wěn)定之后再發(fā)出Ready信號(hào)給SINK。

這種溝通方式的好處就是能確保任何電源的變化都能在SINK和SOURCE的規(guī)格范圍內(nèi)，避免出現(xiàn)不可控情況。

      PD協(xié)議的通信編碼為Bi-phase Mark Coded (BMC)，通過CC腳進(jìn)行通信，如下圖。 

BMC碼是一種單線通信編碼，數(shù)據(jù)1的傳輸，需要有一次高/低電平之間的切換過程，而0的傳輸則是固定的高電平或者低電平。每一個(gè)數(shù)據(jù)包都包含有0/1交替的前置碼，起始碼（SOP），報(bào)文頭，數(shù)據(jù)位，CRC以及結(jié)束碼（EOP）

如下圖所示，展開后的CC腳PD通信波形

BMC編碼的通信，也可以使用分析儀進(jìn)行分析，用來抓取每個(gè)數(shù)據(jù)包，并且獲得數(shù)據(jù)包的作用，如電壓電流等。

PD3.0規(guī)范中，定義了以下電源配置清單：

對(duì)于5V/9V/15V來說，最大的電流為3A，在20V的配置當(dāng)中，如果是普通的電流，則最大能夠支持20V/3A，即60W，如果使用的是帶了E-Marker的線纜，則供電能達(dá)到20V5A，即100W。

支持超高速數(shù)據(jù)傳輸（USB3.1）或者是供電電流超過3A，電纜都必須使用E-Marker進(jìn)行標(biāo)識(shí)。線纜中有IC，他們需要從VCONN獲得電源。

我們注意到，線纜中有1K的下拉電阻Ra，這樣在線纜插入的時(shí)候，Source會(huì)識(shí)別到CC1和CC2電壓下降的情況，具體的電壓會(huì)告訴主機(jī)那個(gè)端子被Sink的5.1K下拉，那個(gè)端子被線纜的1K電阻下拉。因此線纜的插入方向也可以被識(shí)別到。Source就可以通過開關(guān)，給E-Marker提供VCONN。

如下圖為帶E-Marker的情況：

（1）電纜接通之后，Source的一根CC線被來自VCONN的1K拉低

（2）Source檢測(cè)到此電壓，知道電纜中有E-Marker，因此切換VCONN到對(duì)應(yīng)的CC引腳

（3）在之后，PD通信將會(huì)包含Source和E-Marker之間的通信（SOP'&SOP''）Source和Sink之間為SOP

當(dāng)設(shè)備為DRP時(shí)，設(shè)備的CC1和CC2為方波，一旦連接，CC端都會(huì)發(fā)生改變。

在本次連接當(dāng)中，左邊的DRP做了Source，右邊的DRP作為SINK，也有可能翻轉(zhuǎn)過來。也可以本來就設(shè)定SOURCE或者SINK優(yōu)先。

連接之后，想翻轉(zhuǎn)也是允許的，只要發(fā)起角色變換請(qǐng)求就可以了。