近年來，在(zai)筆(bi)記本電(dian)腦應用中(zhong)，EC和PD成為了一對(dui)難(nan)舍難(nan)分的兄弟。隨(sui)著Windows UCSI協議框(kuang)架的提出(chu)，促(cu)使PD的動(dong)態管理信息需(xu)通過EC傳遞(di)給上(shang)層操作系(xi)統，EC與PD的交互就更(geng)加緊密(mi)。更(geng)有甚者，PD固件放在(zai)EC內(nei)部Flash中(zhong)，PD上(shang)電(dian)后(hou)由EC將PD固件發(fa)送給 PD Controller，由此可見兩者緊密(mi)程度(du)高度(du)融合。
如圖1展示(shi)筆記本(ben)整(zheng)體信息通信涉及(ji)到的模塊(kuai)及(ji)物理架構。
圖1 USCI通信的(de)拓撲結構
筆記本Type-c結構與PD應用
從產品應用(yong)結(jie)構來看，扁平化結(jie)構的Type-C相較于傳統的Type-A和Type-B結(jie)構有著很(hen)大(da)的優(you)勢(shi),更(geng)加適合筆記本(ben)輕薄(bo)、便攜的技術方向。Type-C與PD的關系密不可分，在當(dang)前種(zhong)類眾(zhong)多的充電協(xie)議(yi)面前，PD發揮著關鍵作用(yong)。Type-C集(ji)成了CC pin，為(wei)PD的通信起(qi)到了橋梁作用(yong)。
如(ru)圖2，展示當前Type家族的接口(kou)前視圖。
圖2 Type家族的接口前視(shi)圖
筆記本EC與PD的關系
EC跟(gen)PD是(shi)親密合作(zuo)的(de)(de)兄弟(di)，在(zai)筆記本(ben)的(de)(de)輕薄化(hua)(hua)、多樣(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)應用中，起(qi)到(dao)了不(bu)小的(de)(de)作(zuo)用。但(dan)是(shi)，當(dang)EC跟(gen)PD溝通不(bu)及(ji)時的(de)(de)時候，也(ye)會是(shi)一對冤家。當(dang)UCSI信息(xi)異(yi)常(chang)，究(jiu)竟是(shi)EC傳(chuan)遞(di)(di)信息(xi)傳(chuan)錯，還是(shi)PD匯報信息(xi)出錯了呢？當(dang)EC在(zai)傳(chuan)遞(di)(di)PD的(de)(de)message時，因(yin)PD的(de)(de)某些(xie)不(bu)明原(yuan)因(yin)，或會發(fa)生與PD的(de)(de)通信異(yi)常(chang)，并且(qie)EC在(zai)不(bu)了解PD發(fa)生什(shen)么情(qing)況(kuang)的(de)(de)狀態下，匯報錯誤(wu)信息(xi)給到(dao)上層。
如(ru)圖3，展(zhan)示UCSI信(xin)息異常(chang)時EC與(yu)PD關系。
圖3 UCSI信(xin)息異常
針對于(yu)上述UCSI信息異(yi)常時的(de)情況，是否有更(geng)好(hao)的(de)解決辦法(fa)呢？
芯海(hai)科技的EC芯片CSC2E101很好(hao)地解決了(le)(le)這(zhe)個問題(ti)。從PD所承(cheng)載的功能(neng)來(lai)看(kan)，實際上是PD的PHY在(zai)起作用。從功能(neng)上來(lai)看(kan)，PD額(e)外占據了(le)(le)一個內核，有些(xie)浪費資源。對(dui)此(ci)，CSC2E101將Type-C和PD集成(cheng)為EC的子模塊(kuai)，從而(er)很好(hao)的解決了(le)(le)兩者通(tong)信異常(chang)的問題(ti)。
如圖4是(shi)CSC2E101結(jie)構框(kuang)圖。紅色框(kuang)中是(shi)EC集成的PD和Type-C模塊。
圖(tu)4 CSC2E101結構圖(tu)
化解EC與PD的矛盾
既然無法化解(jie)EC與(yu)PD的(de)矛盾，那么就直接實現EC與(yu)PD的(de)融合。集成(cheng)PD PHY的(de)EC芯片(pian)(pian)CSC2E101，不(bu)僅有效地規避(bi)了PD與(yu)EC之間通信異常，同時很(hen)好地幫助終端客戶節約(yue)一顆PD芯片(pian)(pian)的(de)成(cheng)本(ben)。
1、CSC2E101的Type-C模塊
EC集成的PD模塊在cc通訊的加持下完(wan)成外(wai)部(bu)USB-C設備類型的識別，并確定外(wai)部(bu)設備的數據角色是UFP還(huan)是DFP。Type-C模塊提(ti)供了與外(wai)部(bu)設備通信的硬件承載能(neng)力，包括利用(yong)PD協議識別線纜中嵌(qian)入e-mark芯片，為(wei)PD協議的交(jiao)互了提(ti)供硬件承載。CSC2E101提(ti)供一組CC口，能(neng)夠(gou)滿足外(wai)部(bu)接入設備的開銷。
該Type-C模塊具有如下功能：
◆ 可獨(du)立配(pei)置(zhi)5.1K的下拉和80/180/330uA的上拉電流源
◆ 支持死電池（dead battery）檢測(ce)
◆ 支持CC口自(zi)動檢測和(he)自(zi)動掃描功能(neng)
◆ 支(zhi)持快速角色交換(huan)功能
◆ 支持低功耗(hao)模(mo)式(shi)下設備接入自動喚(huan)醒
圖5 CSC2E101中Type-C功能圖示
2、CSC2E101的PD 3.0模塊
CSC2E101內嵌PD模塊支持USB PD協議3.0，只需要進行簡(jian)單的軟件操作，即可實現(xian)響(xiang)應的功能。
該PD模塊具有的特性如下：
◆ 1個USB PD3.0協議模塊
◆ 支持32Bytes發(fa)送FIFO和32Bytes接收FIFO
◆ 支持SOP、SOP’、SOP’’包收(shou)發(fa)
◆ 支持自(zi)動回復GoodCRC
◆ 支(zhi)持軟件(jian)配置MessageID寄存(cun)器(qi)
◆ PD通信接收閾值可配置
圖6 CS32E101中PD模(mo)塊特性
除了上(shang)述特性之外，CSC2E101的(de)PD模塊還有如下功能：
（1）自動回復GoodCRC可關閉和打開
這個因開發(fa)(fa)者而定，如果(guo)需要軟件(jian)回復GoodCRC，則(ze)需要掌握中斷(duan)產生的條件(jian)，否則(ze)會導致信息收發(fa)(fa)異常。
◆ 自動回(hui)復GoodCRC，接收(shou)到Message后，在硬件回(hui)復GoodRCC完畢(bi)才會(hui)產(chan)生接收(shou)中斷
◆ 軟件(jian)回復GoodCRC，接收到Message后(hou)，硬件(jian)就(jiu)會產生(sheng)接收中斷
◆ 軟(ruan)件回復(fu)GoodCRC，回復(fu)GoodCRC后(hou)會產(chan)生發送完(wan)成中(zhong)斷。但是需要注意(yi)的是，接收到信息后(hou)需要等待25us后(hou)回復(fu)GoodCRC
◆ 軟件(jian)回復GoodCRC，在(zai)GoodCRC發送完(wan)(wan)畢后，再回復Message，等待接收到(dao)對方回復GoodCRC后，才會產生發送完(wan)(wan)成中斷
（2）發送超時
在進行數(shu)據發送(song)時(shi)，發送(song)完成數(shu)據1ms 內，如果信(xin)息沒有錯誤，接收方應(ying)該返回(hui)GoodCRC應(ying)答。當發送(song)出去的(de)信(xin)息超(chao)過1ms，還沒接收到 GoodCRC應(ying)答時(shi)，則認為發送(song)失敗(bai)，此時(shi)產生發送(song)超(chao)時(shi)，同時(shi)硬件支持重復機制。
（3）重發機制
步驟2觸發(fa)(fa)時，如(ru)果開發(fa)(fa)人員配置重(zhong)(zhong)發(fa)(fa)使能，在(zai)硬件未收到(dao)對方回(hui)復GoodCRC時，則(ze)自(zi)動(dong)自(zi)行重(zhong)(zhong)發(fa)(fa)。重(zhong)(zhong)復次(ci)數最高三次(ci)，如(ru)果超(chao)過三次(ci)，則(ze)會觸發(fa)(fa)復位機制。
（4）CRC錯誤
硬(ying)件(jian)會對Message HEAD和Data進行CRC校(xiao)驗，當接收(shou)信息的CRC錯(cuo)誤(wu)時(shi)，則不會返回(hui)GoodCRC應(ying)答，接收(shou)數(shu)據(ju)會被丟棄。同時(shi)也支持某些特殊場景的應(ying)用，通(tong)過配置CRC校(xiao)驗錯(cuo)誤(wu)是(shi)否回(hui)復GoodCRC，如配置使能，且使能自動回(hui)復GoodCRC，則在校(xiao)驗CRC錯(cuo)誤(wu)時(shi)，依舊回(hui)復GoodCRC。
（5）BIST模式
PD模式支(zhi)持2種BIST模式，即BIST Carrier和BIST Test Data。
芯海科技CSC2E101實現(xian)EC與PD的融合(he)，不僅極大降(jiang)低(di)了EC開發和PD開發的矛(mao)盾，同時將PD的功能(neng)(neng)發揮(hui)得更好更穩定，最終能(neng)(neng)夠有(you)效提升終端產(chan)品的性能(neng)(neng)穩定。
圖7展示 CSC2E101的PD功能圖，與圖1和圖3形成鮮明對比
圖(tu)(tu)7 CSC2E101 嵌入PD功能圖(tu)(tu)
CSC2E101的(de)系(xi)統構建在PC領域具有開創(chuang)性價值，為終(zhong)端(duan)客戶(hu)產(chan)品提供了更(geng)多(duo)選擇路徑，同時能(neng)夠為終(zhong)端(duan)客戶(hu)節省開發成本、創(chuang)造更(geng)大(da)價值，為終(zhong)端(duan)消費用戶(hu)帶來更(geng)優秀的(de)產(chan)品體驗。