細談Type-C、PD原理（二）
目錄
二、Type-C Port的Data Role、Power Role
三、Type-C的Data/Power Role識別協商/Alt Mode
五、相關引數/名詞解釋
5.1 上拉電阻Rp
Rp有6個引數（5V檔位和3.3V檔位各3個），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，能否檢測電源供電能力，取決於電阻的精度。
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/連線狀態解釋
名詞：
Alternate Mode Adapter(AMA)：支援PD USB交替模式的裝置，作為UFP存在
Alternate Mode Controller (AMC)：支援PD USB交替模式的主機，作為DFP存在
Augmented Power Data Object(APDO)：體現Source端的供電能力或者Sink的耗電能力，是一個數據物件
Atomic Message Sequence(AMS)：一個固定的資訊序列，一般作為PE_SRC_Ready, PE_SNK_Ready or PE_CBL_Ready的開始或者結束
Binary Frequency Shift Keying (BFSK)：二進位制頻移鍵控
Biphase Mark Coding(BMC)：雙相位標識編碼，通過CC通訊
Configuration Channel (CC)：配置通道，用於識別、控制等
Constant Voltage (CV)：恆定電壓，不隨負載變化而變化
Current Limit (CL)：電流限制
Device Policy Manager(DPM)：裝置策略管理器
Downstream Facing Port(DFP)：下行埠，即為HOST或者HUB下行埠
Upstream Facing Port(UFP)
Dual-Role Data (DRD)：能作為DFP/UFP
Dual-Role Power (DRP)：能做為Sink/Source
End of Packet (EOP):結束包
IR Drop：在Sink和Source之間的電壓降
Over-Current Protection(OCP)：過流保護
Over-Temperature Protection(OTP)：過溫保護
Over-Voltage Protection(OVP)：過壓保護
PD Power (PDP)：Source的功耗輸出，由製造商在PDOs欄位中展示
Power Data Object (PDO)：用來表示Source的輸出能力和Sink的消耗能力的資料物件
Programmable Power Supply (PPS)：電源輸出受程式控制
PSD：一種吃電但是沒有資料的裝置，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)：標準ID
Standard or Vendor ID(SVID)：標準或產商ID
System Policy Manager(SPM)：系統策略管理，執行在Host端。
VCONN Powered Accessory(VPA)：由VCONN供電的附件
VCONN Powered USB Device(VPD)：由VCONN供電的裝置
Vendor Data Object (VDO)：產商特定資訊資料物件
Vendor Defined Message(VDM)：產商定義資訊
Vendor ID (VID)：產商ID
狀態：
Disabled State：從CC引腳移除終端，如果不支援該狀態，那麼該埠在上電後直接是Unattached.SNK或Unattached.SRC，該狀態埠不會驅動VBUS或VCONN，CC1和CC2會呈現高阻到地
ErrorRecovery State：從CC1和CC2引腳移除終端，接下來會根據埠型別轉化為Unattached.SNK或Unattached.SRC，這相當於強制斷開連線事件，並尋找一個新的連線。如果該狀態不支援，則轉化為支援的disabled狀態，如果disabled狀態也不支援，則轉化Unattached.SNK或Unattached.SRC。，該狀態埠不會驅動VBUS或VCONN，CC1和CC2會呈現高阻到地
Unattached.SNK State：埠等待檢測到Source的出現，一個埠Dead Battery不供電時候進入這個狀態，埠不能驅動VBUS和VCONN，CC1和CC2分別地通過Rd終止到地，當Source連線檢測到會轉化為AttachWait.SNK，意味著在一個CC引腳上有SNK.Rp。USB 2.0不支援USB PD可能在VBUS檢測到直接轉化到Attached.SNK
AttachWait.SNK State：埠檢測到SNK.Rp狀態在一個CC引腳上，並等待VBUS。埠不驅動VBUS或VCONN
Attached.SNK State：埠連線上了，並作為Sink操作，如果初始化進入這個狀態同樣作為UFP操作，Power和Data的狀態改變可以通過USB PD Command。直接從Unattached.SNK轉化過來是通過檢測VBUS，不確定方向和可用的高於預設的USB Power
Try.SRC State：埠查詢決定夥伴埠是否支援Sink，不驅動VBUS和VCONN，埠要在CC1和CC2上分別Source電流
TryWait.SNK State：埠成為Source失敗，準備連線成Sink，不支援VBUS或VCONN，CC1和CC2分別通過Rd終止
Try.SNK State：埠查詢決定夥伴埠是否支援Source
TryWait.SRC State：埠成為Sink失敗，準備連線成Source
六、PD協議簡介
PD協議是Power Delivery，簡單來說是一種快速充電標準。
包含PD協議的Type-C 系統從Source到SINK的系統框圖大致如下：
在Source的內部包含了一個電壓轉換器，且受到PD控制器控制，他會根據輸入電壓的條件以及最高可輸出規格需求，此電壓轉換器可以是BUCK、Boost、Buck-Boost或者反激轉換器。整個通訊過程都在PD控制器的管控之下，USB PD還有一個開關，用於切換VCONN電源（電纜包含電子標籤時用到）。
當電纜接通之後，PD協議的SOP通訊就開始在CC線上進行，以此來選擇電源傳輸的規格，此部分由Sink端向Source端詢問能夠提供的電源配置引數（5V/9V/12V/15V/20V）。
如下波形為SINK 控制器申請一個9V電壓輸出的例子。
（1）SINK端發起SOP，申請獲取Source能提供的規格資料
（2）Source回覆能提供的規格列表
（3）SINK回覆選擇的電壓規格，並帶上所需要的電流引數，併發出相應的請求
（4）Source接受請求，並且把VBUS由5V擡升到9V
（5）在電壓變化期間，SINK的電流會保持儘可能小，Source端VBUS到達9V並穩定之後，會發出Ready訊號
（6）SINK端電流逐步擡升，若SINK需要降低電壓，會重複以上過程
需要注意的是，在電壓下降期間，Source為了讓電壓快速降低，Source會開啟放電電路，達到額定值之後，Source會等待一段時間，電壓穩定之後再發出Ready訊號給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的規格範圍內，避免出現不可控情況。
PD協議的通訊編碼為Bi-phase Mark Coded (BMC)，通過CC腳進行通訊，如下圖。
BMC碼是一種單線通訊編碼，資料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。每一個數據包都包含有0/1交替的前置碼，起始碼（SOP），報文頭，資料位，CRC以及結束碼（EOP）
如下圖所示，展開後的CC腳PD通訊波形
BMC編碼的通訊，也可以使用分析儀進行分析，用來抓取每個資料包，並且獲得資料包的作用，如電壓電流等。
PD3.0規範中，定義了以下電源配置清單：
對於5V/9V/15V來說，最大的電流為3A，在20V的配置當中，如果是普通的電流，則最大能夠支援20V/3A，即60W，如果使用的是帶了E-Marker的線纜，則供電能達到20V5A，即100W。
支援超高速資料傳輸（USB3.1）或者是供電電流超過3A，電纜都必須使用E-Marker進行標識。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，這樣線上纜插入的時候，Source會識別到CC1和CC2電壓下降的情況，具體的電壓會告訴主機那個端子被Sink的5.1K下拉，那個端子被線纜的1K電阻下拉。因此線纜的插入方向也可以被識別到。Source就可以通過開關，給E-Marker提供VCONN。
如下圖為帶E-Marker的情況：
（1）電纜接通之後，Source的一根CC線被來自VCONN的1K拉低
（2）Source檢測到此電壓，知道電纜中有E-Marker，因此切換VCONN到對應的CC引腳
（3）在之後，PD通訊將會包含Source和E-Marker之間的通訊（SOP'&SOP''）Source和Sink之間為SOP
當裝置為DRP時，裝置的CC1和CC2為方波，一旦連線，CC端都會發生改變。
在本次連線當中，左邊的DRP做了Source，右邊的DRP作為SINK，也有可能翻轉過來。也可以本來就設定SOURCE或者SINK優先。
連線之後，想翻轉也是允許的，只要發起角色變換請求就可以了。
