USB-PD快充和Type-C测试方案.pdf

广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 文库文库资料资料 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co Ltd 文章源自广州致远电子有限公司 转载或引用请注明出处 1 电子电子测量测量仪器仪器 示波器示波器 USB PD 快充和快充和 Type C 测试方案测试方案 USB PD Power Delivery 是基于 USB Type C 的供电标准 最大功率可达 100W 虽然 USB PD 快充越来越热 但行业内并没有针对快充的测试工具 ZLG 致远电子正式发布 USB PD 测试方案 并提供免费上门测试 1 1 USB TypeUSB Type C C 简介简介 Type C 是 USB 接口的一种形式 不分正反两面均可插入 支持 USB 标准的充电 数据 传输 视频传输 音频传输 显示输出等功能 支持 USB PD 后则可实现高达 100W 的电源供 电 本文涉及的 USB PD 就是通过 Type C 的 配置通道引脚 CC 图 1 进行通讯的 图 1 Type C 接口及插座引脚功能定义 2 2 USBUSB PDPD 简介简介 USB 标准的充电功率都比较小 当 USB 主机和设备都支持 USB PD 时 则最大功率可达 20V 5A 表 1 表 1 USB 供电标准 USB PD 物理层使用单线通讯 Type C 配置通道 CC 为了增强抗干扰能力并均衡直流 分量 发送协议数据时 物理层先使用 4b 5b 编码对数据进行转换 再使用双相标记编码 BMC 对数据流进行二次转换 最终将信号输出到 CC 线上 接收的过程和发送的过程相反 具体过程如图 2 所示 发送者或接收者通常为 USB PD 控制器或微处理器 对 USB PD 协议进行分析时 只能通过 CC 线上传输的信号 其分析过程 其实就类似于接收者的行为 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 文库文库资料资料 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co Ltd 文章源自广州致远电子有限公司 转载或引用请注明出处 2 电子电子测量测量仪器仪器 示波器示波器 图 2 USB PD 通讯流程 3 3 目前 目前 USBUSB PDPD 的分析方式的分析方式 由于 USB PD 在 2017 年陆续爆发 但行业内并没有相关的测试分析工具 目前工程师在分析 USB PD 的时候需要手动的将整个通讯过程波形全部打印出来 通过暴力分析 再对照协议 进行反向译码 过程非常痛苦 下图为致远电子推广团队拜访某公司时看到的分析方法 图 3 USB PD 打印分析现场实拍 使用常规示波器要通过以下方法进行分析 图 BMC 解码 5b4b 转换 进而得到通讯 的原始数据 最终查阅 USB PD 规范解析出 Good CRC 信息帧 USB PD 通讯中的握手命令 这其中包含多少艰辛和无奈 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 文库文库资料资料 2017 Guangzhou ZHIYUAN Electronics Stock Co Ltd 文章源自广州致远电子有限公司 转载或引用请注明出处 3 电子电子测量测量仪器仪器 示波器示波器 图 4 USB PD 人工分析法 4 4 目前致远电子提供的 目前致远电子提供的 USB PDUSB PD 分析方式分析方式 将示波器探头接在 Type C 的 CC 线上 利用深存储将上电过程几秒钟的数据全部采样 然后开启 USB PD 协议解码插件 分析在几秒内即可完成 5 5 USBUSB PDPD 分析效果演示分析效果演示 图所示为 USB PD 充电器上电后与设备的通讯波形 从图中的事件列表中 可以直观的看出 该充电器可以提供 5V 3A 9V 3A 和 15V 3A 几种供电能力 充电器最大能输出功率 45W 图 5 ZDS4054 Plus USB PD 协议分析 6 6 USBUSB PDPD 分析内部过程分析分析内部过程分析 图以 Accept 帧为例描述示波器内部分析的四个流程 对 CC 线上的信号进行 BMC 解码 跳变为逻辑 1 不跳变为逻辑 0 得到比特 流 将比特率合并为 5B 编码 将 5B 编码转换为 4B 编码 得到半字节 十六进制 的原始协议数据 根据 USB PD 协议将原始数据进行解析 翻译为容易理解的明文 可导出网页报表 或 CSV 文件 广州致远电子有限公司广州致远电子有限公司 文库文库资料资料 2017 Guangzhou