TYPE-C PD浅谈（一）

聊聊USB Power Delivery两三事，接下来会依下列几个主题来探讨

• What is Power Delivery
• E-Marker
• Attached
• Source CAP
• Sink CAP
• Power Role Swap
• Data Role Swap
• VCONN Swap
• Alternate Mode
• Charger Design Note
• What is Power Delivery

USB界面历经20年的演变，在界面上一直没有太多变化，顶多是在USB 3.0时加入了TX/RX的传输界面，可是在主从关系上、在电源角色扮演上，一直还都是沿用旧制。直到TYPE-C界面的出现，打破了旧有的规范，顿时让USB界面的使用上灵活起来。TYPE-C的界面，不再有主从之分，所以数据、电源等都可以经由握手来达到方向的转换。Power Delivery（以下简称PD）指的就是在TYPE-C上，关于电源这档事。当然，PD包含得还不只电源，它同时还处理在两个装置间作为数据流向、数据格式及主从关系的协调工作。

下面这张图是TYPE-C的完整界面及脚位定义

我们可以发现相较于旧式的TYPE-A有了几点的不同

• VBUS/GND都变成4个接点，这意味着在电源的传输上可以更往上提升（TYPE-C PD经沟通握手后，最高可以达到20V/5A 100W的能量传输）。
• TX/RX也都变成两对，所以传输速度提高到10G，接下来的版本会提高到20G，更甚者，INTEL主推的Thunderbolt在界面上兼容于TYPE-C，速度更是一举提高到40G
• 多了CC1/CC2两根PIN，CC PIN是PD的沟通界面，主要是负责两边Device的电源及数据协议格式的握手工作。在CC PIN上的走的是Bi-phase Mark Code（BMC）通信界面，BMC是one–wire传输界面，在TYPE-C PD传输速度被规定在300K±10%，传输格式如下图，每一个bit都需要在准位上先做一次转向，当DATA为1时需要在一个单位时间内高低准位各转向一次，当DATA为0时则转向后需保持一个单位时间长度。

信号线封包格式则是包含了Sync、Start of Packet（SOP）、Header、Data、CRC、End of Packet（EOC）…等。其中SOP又分为SOP、SOP’、SOP’’三种，分别对应到不同的目标设备：

• SOP：缆线对面的设备
• SOP’：缆在线较靠近自己的E-Marker
• SOP’’：缆在线较远离自己的E-Marker

基本的握手流程如下图

既然是one-wire interface为何需要两根PIN？这是因为TYPE-C并没有正反差之分，所以当装置对接后，才会决定由哪一个脚位去做BMC数据传输。此时另一个脚位则会变成所谓的VCONN PIN，用来做为另一个电源的输出，主要是用来供电给TYPE-C缆在线E-marker IC使用。

CC PIN的插入检测同时也担任起另一项重要的工作，就是去决定TX/RX switch的开关，这样才能确保装置对接时，不管哪个方向，高速数据的传输管道都能够被正确的桥接到正确的方向。

SBU1/SBU2 5主要是用于sideband/音讯应用，下图为将TYPE-C用于传输模拟音讯时的接法及各脚位的定义。