TYP-C PD 淺談（一）

聊聊USB Power Delivery兩三事，接下來會依下列幾個主題來探討

1. What is Power Delivery
2. E-Marker
3. Attached
4. Source CAP
5. Sink CAP
6. Power Role Swap
7. Data Role Swap
8. VCONN Swap
9. Alternate Mode
10. Charger Design Note

 What is Power Delivery

USB介面歷經20年的演變，在介面上一直沒有太多變化，頂多是在USB 3.0時加入了TX/RX的傳輸介面，可是在主從關係上、在電源角色扮演上，一直還都是沿用舊制。直到TYPE-C介面的出現，打破了舊有的規範，頓時讓USB介面的使用上靈活起來。TYPE-C的介面，不再有主從之分，所以資料、電源等都可以經由握手來達到方向的轉換。Power Delivery(以下簡稱PD)指的就是在TYPE-C上，關於電源這檔事。當然，PD包含得還不只電源，它同時還處理在兩個裝置間作為資料流向、資料格式及主從關係的協調工作。

下面這張圖是TYPE-C的完整介面及腳位定義

我們可以發現相較於舊式的TYPE-A有了幾點的不同

VBUS/GND都變成4個接點，這意味著在電源的傳輸上可以更往上提升（TYPE-C PD經溝通握手後，最高可以達到20V/5A 100W的能量傳輸）。

TX/RX也都變成兩對，所以傳輸速度提高到10G，接下來的版本會提高到20G，更甚者，INTEL主推的Thunderbolt在介面上相容於TYPE-C，速度更是一舉提高到40G

多了CC1/CC2兩根PIN，CC PIN是PD的溝通介面，主要是負責兩邊Device的電源及資料協議格式的握手工作。在CC PIN上的走的是Bi-phase Mark Code（BMC）通訊介面，BMC是one –wire傳輸介面，在TYPE-C PD傳輸速度被規定在300K ±10%，傳輸格式如下圖，每一個bit都需要在準位上先做一次轉向，當DATA為1時需要在一個單位時間內高低準位各轉向一次，當DATA為0時則轉向後需保持一個單位時間長度。

訊號線封包格式則是包含了Sync、Start of Packet (SOP)、Header、Data、CRC 、End of Packet (EOC)…等。其中SOP又分為SOP、SOP’、SOP’’三種，分別對應到不同的目標裝置

SOP：纜線對面的裝置

SOP’：纜線上較靠近自己的E-Marker

SOP’’：纜線上較遠離自己的E-Marker

基本的握手流程如下圖

既然是one-wire interface為何需要兩根PIN?這是因為TYPE-C並沒有正反差之分，所以當裝置對接後，才會決定由哪一個腳位去做BMC資料傳輸。此時另一個腳位則會變成所謂的VCONN PIN，用來做為另一個電源的輸出，主要是用來供電給TYPE-C纜線上E-marker IC使用。

CC PIN的插入檢測同時也擔任起另一項重要的工作，就是去決定TX/RX switch的開關，這樣才能確保裝置對接時，不管哪個方向，高速資料的傳輸管道都能夠被正確的橋接到正確的方向。

SBU1/SBU2 5主要是用於 sideband/音訊應用，下圖為將TYPE-C用於傳輸類比音訊時的接法及各腳位的定義。