USB-PD（Power Delivery）是基於USB Type-C的供電標準，最大功率可達100W。雖然USB-PD快充越來越熱，但行業內並沒有針對快充的測試工具，於是去年五月，正式發布USB-PD測試方案，並提供免費上門測試！
 

一、USB Type-C簡介
 
Type-C是USB接口的一種形式，不分正反兩面均可插入，支持USB標準的充電、數據傳輸、視頻傳輸、音頻傳輸、顯示輸出等功能。支持USB-PD後則可實現高達100W的電源供電。本文涉及的USB-PD就是通過Type-C的“配置通道引腳CC”（圖1）進行通訊的。  
   

二、USB-PD簡介
 
USB標準的充電功率都比較小，當USB主機和設備都支持USB-PD時，則最大功率可達20V@5A（表1）。  
USB-PD物理層使用單線通訊（Type-C配置通道CC），為了增強抗干擾能力並均衡直流分量，發送協議數據時，物理層先使用4b/5b編碼對數據進行轉換，再使用雙相標記編碼（BMC）對數據流進行二次轉換，最終將信號輸出到CC線上。
 
接收的過程和發送的過程相反，具體過程如圖2所示。發送者或接收者通常為USB PD控制器或微處理器。對USB-PD協議進行分析時，只能通過CC線上傳輸的信號，其分析過程其實就類似於接收者的行為。
   

三、目前USB-PD的分析方式
 
由於USB-PD在2017年陸續爆發，但行業內並沒有相關的測試分析工具。目前工程師在分析USB-PD的時候需要手動的將整個通訊過程波形全部打印出來，通過暴力分析，再對照協議進行反向譯碼，過程非常痛苦！下圖為致遠電子推廣團隊拜訪某公司時看到的分析方法。
   
使用常規示波器要通過以下方法進行分析（圖4）： BMC解碼、5b4b轉換，進而得到通訊的原始數據，最終查閱USB PD規範解析出“Good CRC”信息幀（USB PD通訊中的握手命令），這其中包含多少艱辛和無奈。
   

四、目前致遠電子提供的USB PD分析方式
 
1.      將示波器探頭接在Type-C的CC線上；
2.      利用深存儲將上電過程幾秒鐘的數據全部采樣；
3.      然後開啟USB-PD協議解碼插件，分析在幾秒內即可完成。
 

五、USB-PD分析效果演示
 
圖5所示為USB PD充電器上電後與設備的通訊波形，從圖5中的事件列表中，可以直觀的看出該充電器可以提供5V@3A、9V@3A和15V@3A幾種供電能力，充電器最大能輸出功率45W。
   

六、USB-PD分析內部過程分析
 
圖6 以“Accept”幀為例描述示波器內部分析的四個流程。
 
1.      對CC線上的信號進行BMC解碼（跳變為邏輯“1”，不跳變為邏輯“0”）得到比特流；
2.      將比特率合併為5B編碼；
3.      將5B編碼轉換為4B編碼，得到半字節（十六進制）的原始協議數據；
4.      根據USB PD協議將原始數據進行解析，翻譯為容易理解的明文（可導出網頁報表或CSV文件）。