typecpd升压协议全解析

1、TYPE-CPD升压协议全分析PD是PowerDelivery的简称，代表着TYPE-C电力传输的一个通信协议。一个简单的TYPE-CPD使用环境，需要下边几个设施构成：HOST、DEVICE、CABLE（即：主机，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协议的通信指令构造；PD协议的通信内容分析；PD协议独立与USB协议以外，但因为TYPE-C口的兼容特征，能够让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构成，因为CC是单线协议，因此所有通信都是半双工的。B

2、MC编码规则是曼切斯特编码的一个版本，依照脉宽来设定的0和1。能够从上图看出，01的编码其实不以电平的变化为依照，而是依照脉宽来决定。BMC的最大频次达330KHz，单指令长度在1ms内。经过逻辑剖析仪对波形的读取，我们能够看到未经BMC解码的原码经过BMC从左到右依照脉宽心码后，我们能够获得一系列01的无序组合。经过对01组合的察看，能够看到从左开始有64对01的前导码，来作为数据的等候和除扰乱。64对前导码后，才是需要关注的数据内容。经过BMC解码后，并去除前导码的数据，也其实不是最后能够分析的数据。PD通信协议在这里增添了一个软编码，称为4B5B编码。即接收到的数据每5个二进制数据，需要

3、经过一个4B5B编码表复原成正确的PD通信数据。看到这里，都能够想到无线电的加密工作了，可是PD官方资料给出的解说是4B5B是为了降低接收器的设计复杂度而且赞同更为多样化的接收器设计。4B5B的解码表以下：依据图二我们能够做一个4B5B的解码例子：拿出图二中指引码后，我们能够获得的数据：10010，经过上述4B5B表格进行解码后我们获得最后的数据为：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。因为PD通信的流

4、程复杂，且BMC解码后的数据常常长达上百位，人工编解码耗时耗力且简单犯错，因此需要使用一些自制的电脑软件来进行协助解码，于是才有了下边的自制解码软件。该软件就包含了4B5B的解码，和数据内容的分析，能够快速的将BMC解码的数据内容变换成功能定义。PD协议内容众多，主要包含以下贱程：PowerNegotiation电压磋商流程（电压起落压）GotominOperationSoftReset软件复位流程HardReset硬件复位流程CableResetPowerRoleSwapFastRoleSwapDataRoleSwapVCONNSwapAdditionCapabilityandStatusS

5、ecurity密钥流程FirmwareUpdate固件升级流程StructuredVDM厂商自定义构造流程BISTPD协议时序测试流程今日我们就依据PowerNegotiationPowerNegotiation解说流程发生在Source与PD电压起落的流程构造。Sink之间，在这里Source能够是适配器，能够是车充，也能够是挪动电源。Sink能够是任何支持Type-cPD的受电端。PowerNegotiation的协议流程包含以下PD指令：SourcesendCAPABILITY供电能力指令（包含内容：拥有哪几种电压值和电流值）SinksendREQUEST需电恳求指令（包含内容：选用哪一

6、种电压和电流值）SourcesendACCEPT赞同需电恳求指令（包含内容：经过对照需电在自己的供电范围内）SourcesendPS_RDY达成需求指令（包含内容：已经成功进行能电压改变）GOODCRC指令接收经过指令在实质应用中这些指令是怎么操作的呢，接下来我来详尽陈述：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开始不中断发送SourcesendCAPABILITY指令，SINK端接收到SourcesendCAPABILITY指令后，判断PD通信数据切合协议规定，便答复GOODC

7、RC表示已经成功接收到数据，接着SINK会依据Source端能够供给的电压进行选择，SINK选择好适合的电压电流便对SOURCE进行供电恳求，于是SINK发出SinksendREQUEST进行需电恳求指令。Source接收到SinksendREQUEST后，会给SINK答复GOODCRC，而后对SinksendREQUEST指令恳求的电压进行校正，假如切合Source的供电能力，Source便对SINK发SourcesendACCEPT指令，表示赞同SINK的端电压恳求。SINK接收到Source发送的ACCEPT指令后，答复GOODCRC。Source接收到SINK发出的GOODCRC后，便

8、开始进行电压调理，电压调理成功后，便发出SourcesendPS_RDY表示已经调整电压成功，SINK收到后，便答复GOODCRC表示接收指令成功。以上就是一个完好的升压指令流程。PD的通信指令（就升压来说）有两种方式一种方式是控制包，而另一种是带数据包。指令包格式以下：一个完好包构造包含指引码，SOP*使用处景码，MessageHeader功能码，Byte0-n数据码和CRC校验码，EOP结束码。假如Byte数据码没有，说明指令只是作为控制指令使用，没有数据内容，因此叫做控制包。有数据内容的叫做数据包，往常数据包里携带了要变化的电压值和电流值等信息。指引码：BMC解码后能够看到由64对01构

9、成，主要为了进行接收缓冲。SOP*码：BMC解码后由20位的二进制数构成，经过4B5B解码后我们能够看到SOP由Sync1和Sync2的解码值构成。表示该指令是应用在Source与SINK之间。此处还有SOP、SOP的场景码，表示是Source与E-marker之间的场景指令。MessageHeader功能码：BMC解码后由20位的二进制数构成，经过4B5B解码后为16位二进制数据构成。MessageHeader往常包含：数据包仍是控制包说明，是由SINK仍是SOURCE发出的指令，PD的协议版本，假如是数据包还包含了有多少个数据包的信息。详尽表格说明以下：此中，低四位二进制码比较重要，代表的

10、是该PD指令的名字，比方说升压顶用到的SourcesendCAPABILITY就是又这四位来定义的。其余指令的定义表以下：在指令包的构造中，过了MessageHeader向右就是数据地区，经过4B5B的变换后，SOP是16个二进制位，MessageHeader也是16个二进制位，而数据地区，每个独立的数据块包含了32个二进制位。因此Byte0（32位）Byte1（32位）.那么新的问题又来了，一条完好的指令包究竟怎么判断包含了多少的数据块呢，这个时候就需要由MessageHeader来进行判断了。MessageHeader的12到14位表示1到7个数字，代表的就是指令包的数据数目，因此我们能够

11、以为指令包的最大数据数为7。数据模块一般应用在SourcesendCAPABILITY，SinksendREQUEST等这样需要带电压电流的PD指令中。数据模块右侧就是一个32位的数据校验地区，也称作CRC校验。CRC校验是PD通信协议中独到的一套校验方式，为了保持数据的完好与纠错，整个PD指令任何一个位改动，都会造成CRC改变。经过了指引码、SOP码、MessageHeader、data码、CRC码后，接下来就是EOP码即结束码，在4B5B中我们能够看到接收到01101的BMC编码，即代表PD指令包所有接收完成。下边我们就实质做一次PD协议剖析：第一准备好待测试的PD适配器、PD数据线（两端

12、都是TYPE-C的那种）、PD测试架、逻辑剖析仪。而后将插拔过程中PD的数据流程经过逻辑剖析仪读拿出来以下：第一我们要做的就是PD指令的BMC解码，将脉冲长短变化成二进制数据，而后经过协议剖析软件进行代码分析，为了更好的解说，我们祖先工剖析一条指令。指引码由64位二进制的01构成，这一段能够直接掠过。SOP*码从左到右BMC解码后等于：依据图三进行4B5B解码我们能够获得：SYNC1-SYNC1-SYNC1-SYNC2于是我们能够知道，该指令属于SOURCE与SINK之间的指令。我们接着往下剖析：MessageHeader码从左到右BMC解码后等于：。经过4B5B解码后为：。15到0位为：依据

13、图六能够获得以下信息：从15，14，13，12位能够获得此PD指令包含2个数据块。从11，10，9位能够知道此PD指令正在进行第一个回合。（PD指令+GOODCRC指令为一个回合）从8位能够得悉此PD指令由SOURCE发出。从7，6位得悉指令依照的是规则。从5得悉发指令的设施角色为DFP。从4，3，2，1，0获得00001并查阅图七获得该指令名：MessageHeader指令，为电压磋商协议的倡始指令。数据指令过长过程不再详叙，用协议软件能够剖析获得：接下来我们用协议软件剖析，速度会快好多，能够快速掌握这个流程功能和异样：此指令为上条MessageHeader的答复指令。接着下条指令为：此为S

14、INK端发出的SinksendREQUEST指令，我们能够获得有关信息，已经SINK恳求的电压等级。SOURCE端的答复指令：从该指令信息中，我们能够知道该信息由SOURCE发出，用来答复SINK端发出的电压恳求。接着SOURCE端收到指令后，又发出的指令：该指令信息为SOURCE发出的ACCEPT指令，由上述流程的介绍能够知道，该指令表示SOURCE端赞同了SINK的电压升压恳求，并开始做好升压的准备。接下来SINK端发的GOODCRC，以下：该指令为SOURCE发的第二条指令，因此SINK答复的GOODCRC中的MSGID这里开始计数到001；与此同时，SOURCE端的硬件已经进入升压模式，因为升压要一准时间，所以PD通信会有90ms多的延时，才迎来了第三条SOURCE指令，假如流程没有错的话就是PS_RDY指令：