TYPEC PD升压协议全解析

/是的简称，代表着电力传输的一个通讯协议。一个简单的使用环境，需要下面几个设备构成：，，（即：主机，从机，）的协议书主要的内容集中在：·协议的编码规则；·协议的4B5B解码；·协议的通信流程；·协议的通信指令结构；·协议的通信内容解析；=1\*4\*㈠协议独立及协议之外，但由于口的兼容特性，可以让协议，协议，协议，协议等快冲协议熔于一炉。的物理层由发射模块和接收模块组成，由于是单线协议，所以所有通信都是半双工的。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。的最大频率达330，单指令长度在1内。=2\*4\*㈡通过逻辑分析仪对波形的读取，我们可以看到未经解码的原码图二通过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。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通信数据。看到这里，都可以想到无线电的加密工作了，但是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，0001100011000111000110010，通过上述4B5B表格进行解码后我们得到最终的数据为：1112-1。看到这里可能你有疑问，00011在表格中不是吗？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。由于通信的流程复杂，且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，能够快速的将解码的数据内容转换成功能定义。=3\*4\*㈢协议内容繁多，主要包括以下流程：·电压协商流程（电压升降压）··软件复位流程·硬件复位流程·······密钥流程·固件升级流程·厂商自定义结构流程·协议时序测试流程今天我们就根据讲解电压升降的流程结构。流程发生在及之间，在这里可以是适配器，可以是车充，也可以是移动电源。可以是任何支持的受电端。的协议流程包括以下指令：·供电能力指令（包含内容：具有哪几种电压值和电流值）·需电请求指令（包含内容：选取哪种电压和电流值）·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）·完成需求指令（包含内容：已经成功进行能电压改变）·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：首选端工作在的模式5V3A检测模式下，一旦检测到有受电端接入，便开始输出5V给端。而这时在线上，开始不间断发送指令，端接收到指令后，判断通信数据符合协议规定，便回复表示已经成功接收到数据，接着会根据端能够提供的电压进行选择，选择好合适的电压电流便对进行供电请求，于是发出进行需电请求指令。接收到后，会给回复，然后对指令请求的电压进行校对，如果符合的供电能力，便对发指令，表明同意的端电压请求。接收到发送的指令后，回复。接收到发出的后，便开始进行电压调节，电压调节成功后，便发出表示已经调整电压成功，收到后，便回复表示接收指令成功。以上就是一个完整的升压指令流程。=4\*4\*㈣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。指令包格式如下：图五一个完整包结构包括引导码，*使用场景码，功能码，0数据码和校验码，结束码。如果数据码没有，说明指令仅仅作为控制指令使用，没有数据内容，所以叫做控制包。有数据内容的叫做数据包，通常数据包里携带了要变化的电压值和电流值等信息。=1\*3\*①引导码：解码后可以看到由64对01组成，主要为了进行接收缓冲。=2\*3\*②*码：解码后由20位的二进制数组成，通过4B5B解码后我们可以看到由1和2的解码值构成。表明该指令是应用在及之间。此处还有’，’的场景码，表明是及之间的场景指令。=3\*3\*③功能码：解码后由20位的二进制数组成，经过 4B5B解码后为16位二进制数据构成。通常包括：数据包还是控制包说明，是由还是发出的指令，的协议版本，如果是数据包还包含了有多少个数据包的信息。详细表格说明如下：图六其中，低四位二进制码比较重要，代表的是该指令的名字，比如说升压中用到的就是又这四位来定义的。其它指令的定义表如下：图七在指令包的结构中，过了向右就是数据区域，通过4B5B的转换后，是16个二进制位，也是16个二进制位，而数据区域，每个独立的数据块包括了32个二进制位。所以0（32位）1（32位）那么新的问题又来了，一条完整的指令包到底怎么判断包含了多少的数据块呢，这个时候就需要由来进行判断了。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量，所以我们可以认为指令包的最大数据数为7。数据模块一般应用在，等这样需要带电压电流的指令中。数据模块右边就是一个32位的数据校验区域，也称作校验。校验是通信协议中独特的一套校验方式，为了保持数据的完整及纠错，整个指令任何一个位变动，都会造成改变。经过了引导码，码，，码，码后，接下来就是码即结束吗，在4B5B中我们可以看到接收到01101的编码，即代表指令包全部接收完毕。=5\*4㈤下面我们就实际做一次协议分析：首先准备好待测试的适配器，数据线（两头都是的那种），测试架，逻辑分析仪。然后将插拔过程中的数据流程通过逻辑分析仪读取出来如下：图八首先我们要做的就是指令的解码，将脉冲长短变化成二进制数据，然后通过协议分析软件进行代码解析，为了更好的讲解，我们先人工分析一条指令。图九引导码由64位二进制的01组成，这一段可以直接略过。图十*码从左到右解码后等于：00011000110001110001根据图三进行4B5B解码我们可以得到：1112于是我们可以知道，该指令属于及之间的指令。我们接着往下分析：图十一码从左到右解码后等于：10010011101001000101通过4B5B解码后为：000101100001001015到0位为：0010000101100001根据图六可以得到以下信息：从15，14，13，12位可以得到此指令包括2个数据块。从11，10，9位可以知道此指令正在进行第一个回合。（指令指令为一个回合）从8位可以得知此指令由发出。从7，6位得知指令遵循的是2.0规则。从5得知发指令的设备角色为。从4，3，2，1，0得到00001并查阅图七得到该指令名：指令，为电压协商协议的发起指令。数据指令过长过程不再详叙，用协议软件可以分析得到：图十二接下来我们用协议软件分析，速度会快很多，能够迅速掌握这个流程功能和异常：图十三此指令为上条的回复指令。接着下条指令为：图十四此为端发出的指令，我们可以得到相关信息，已经请求的电压等级。端的回复指令：图十五从该指令信息中，我们可以知道该信息由发出，用来回复端发出的电压请求。接着端收到指令后，又发出的指令：图十六该指令信息为发出的指令，由上述流程的介绍可以知道，该指令表明端同意了的电压升压请求，并开始做好升压的准备。接下来端发的，如下：图十七该指令为发的第二条指令，所以回复的中的这里开始计数到001；及此同时，端的硬件已经进入升压模式，由于升压要一定时间，所以通信会有90多的延时，才迎来了第三条指令，如果流程没有错的话就是指令：用协议分析软件的分析如下：图十八指