致远电子发布 USB-PD 快充测试方案.doc

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1、致远电子发布USB-PD快充测试方案　　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1Type-C接口及插座引脚功能定义2、USB-PD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1USB供电标准　　　　USB-PD物

2、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USBPD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。　　　　图2USB-PD通讯流程3、目前USB-PD的分析方式　　由于USB-PD在2017年陆续爆发，但行业内

3、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3USB-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4）：BMC解码、5b4b转换，进而得到通讯的原始数据，最终查阅USBPD规范解析出“GoodCRC”信息帧（USBPD通讯中的握手命令），这其中包含多少艰辛和无奈。　　　　图4USB-PD人工分析法4、目前致远电子提供的USBPD

4、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、USB-PD分析效果演示　　图5所示为USBPD充电器上电后与设备的通讯波形，从图5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5ZDS4054PlusUSB-PD协议分析6、USB-PD分析内部过程分析　　图6以“Accept”帧为例描述示波器内部分析的四个流

5、程。　　①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；　　②将比特率合并为5B编码；　　③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；　　④根据USBPD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）。　　　　图6USB-PD解码流程分析