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USB PD规范(中文版) 第二章 第一节:USB PD介绍

USB PD规范 第二章浓缩了USB PD规范的精华,走马观花地讲了USB PD协议的工作原理。
假设你已经接触过USB PD协议,有一些基本的了解和相关知识,请先阅读本章,浅浅地尝一尝,试着找找感觉再决定要不要更加深入地了解和学习。

 

第二章  第一节:USB PD介绍

在USB PD中,一对直连的端口用USB Type-C连接器中的CC线作为通讯信道来协商出电压,电流以及在Cable里面供电的方向。这种被采用的机制,独立于其它的用来协商 USB 电源的操作方式。

USB PD 也会充当一个边带信道使其能够支持标准或厂家自定义的模式操作。工作 Mode 是与 SVID 联系在一起的。在 PD 协议中结构化的 VDM Message 可以被用来发现支持的 SVID 和 Modes,当有需要的话,同样支持 Modes 的进入与退出。多个 Active Modes 可以同时工作。

一旦用这个标准协商出来的契约的关系,都将替换任何之前使用的USB2.0、USB3.1、USB Type-C1.2 或 USB BC1.2 机制所协商出来的供电关系。当处于 PD 模式的时候,将会有个契约关系(既可以是显性契约也可以是隐性契约的关系)在工作中决定着可用的供电等级和方向。当一对正常工作在 PD 模式下的端口断开连接后,将引起系统复位或 SRC 端移去供电的电源 (除了发生在 PRS 和 FRS 过程之中,当起初的 SRC 去掉供电为了让新的 SRC 开启供电)。

显性契约关系协商的过程开始于 SRC 发起一系列的供电能力,然后 SNK 从其中申请一个特定能力的请求,接下来 SRC 接受了这个申请。

隐性契约关系是指在特定状态下的指定供电等级(比如在 PRS 和 FRS 过程中或者在它们发生之后)。由此可以知道,隐性契约关系的状态只是暂时的。端口间需要立即协商出新的显性契约来。

每个供电的一方都有个本地策略,管理着向对端端口的功率分配。SNK 也有自己的本地策略来管理应该吸收多少电能。基于 USB 所制定的系统策略允许对本地策略的更改,因此在系统中可以管理供电的分配。

当具有 PD 能力的设备互相连接成功之后,DFP 和 UFP 初始为 USB 默认的工作状态。DFP 提供了 vSafe5V,UFP 吸收电流与 USB2.0、USB3.1、USB Type-C 或者USB BC1.2 相关标准定义的规则相一致。在 PD 协商发生之后,可以输出比标准定义中更高或更低的电压和更高的电流。它也可以完成 PRS 或 FRS 来交换电源供给的角色,从而使得 DFP 变成受电一方,UFP 变成供电那一方。同时可以通过 DRS 使得 DFP 变成了 UFP,反之亦然。通过执行 VCONN Swap 来改变 VCONN 供电的方向。

在显性契约关系建立之前,SRC 可以发现连接上的线缆能力和特性。了解在 USB Type-C 1.2 中被标记 5A 能力的线缆和其它线缆的一些细节比如支持的速率这一点很重要。发生在端口连接上的初始,在显性契约关系建立之前,DFP 同时也是SRC 的情况下开始进行 Cable discovery。PRS 和 FRS 之后,显性关系建立之前,在 UFP 为 SRC,隐性契约在工作的情况下,也是有可能进行 Cable discovery 的动作。

一旦是显性契约工作的状态下,只有 DFP 允许和连接上的 Cable 进行通讯。不仅包括了 Discover identity,也包括了 Cable 所支持的 Discover SVID,Discover Mode,Enter Mode 和 Exit Mode 模式。

本文为连载系列文章,后期会持续更新

译者:李熙民
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