近年來(lái)，在筆(bǐ)記本電腦(nǎo)應用(yòng)中，EC和(hé)PD成爲了(le)一對(duì)難舍難分的兄弟。随着Windows UCSI協議(yì)框架的提出，促使PD的動态管理(lǐ)信息需通過EC傳遞給上(shàng)層操作(zuò)系統，EC與PD的交互就更加緊密。更有甚者，PD固件放(fàng)在EC内部Flash中，PD上(shàng)電後由EC将PD固件發送給 PD Controller，由此可見兩者緊密程度高(gāo)度融合。

如圖1展示筆(bǐ)記本整體信息通信涉及到(dào)的模塊及物理(lǐ)架構。

圖1 USCI通信的拓撲結構

筆(bǐ)記本Type-c結構與PD應用(yòng)

從(cóng)産品應用(yòng)結構來(lái)看(kàn)，扁平化結構的Type-C相較于傳統的Type-A和(hé)Type-B結構有着很(hěn)大(dà)的優勢,更加适合筆(bǐ)記本輕薄、便攜的技術方向。Type-C與PD的關系密不可分，在當前種類衆多的充電協議(yì)面前，PD發揮着關鍵作(zuò)用(yòng)。Type-C集成了(le)CC pin，爲PD的通信起到(dào)了(le)橋梁作(zuò)用(yòng)。

如圖2，展示當前Type家族的接口前視(shì)圖。

圖2 Type家族的接口前視(shì)圖

筆(bǐ)記本EC與PD的關系

EC跟PD是親密合作(zuò)的兄弟，在筆(bǐ)記本的輕薄化、多樣化的應用(yòng)中，起到(dào)了(le)不小(xiǎo)的作(zuò)用(yòng)。但(dàn)是，當EC跟PD溝通不及時(shí)的時(shí)候，也(yě)會(huì)是一對(duì)冤家。當UCSI信息異常，究竟是EC傳遞信息傳錯，還是PD彙報(bào)信息出錯了(le)呢(ne)？當EC在傳遞PD的message時(shí)，因PD的某些(xiē)不明(míng)原因，或會(huì)發生與PD的通信異常，并且EC在不了(le)解PD發生什(shén)麽情況的狀态下(xià)，彙報(bào)錯誤信息給到(dào)上(shàng)層。

如圖3，展示UCSI信息異常時(shí)EC與PD關系。

圖3 UCSI信息異常

針對(duì)于上(shàng)述UCSI信息異常時(shí)的情況，是否有更好(hǎo)的解決辦法呢(ne)？

芯海科技的EC芯片CSC2E101很(hěn)好(hǎo)地解決了(le)這(zhè)個問題。從(cóng)PD所承載的功能(néng)來(lái)看(kàn)，實際上(shàng)是PD的PHY在起作(zuò)用(yòng)。從(cóng)功能(néng)上(shàng)來(lái)看(kàn)，PD額外(wài)占據了(le)一個内核，有些(xiē)浪費資源。對(duì)此，CSC2E101将Type-C和(hé)PD集成爲EC的子模塊，從(cóng)而很(hěn)好(hǎo)的解決了(le)兩者通信異常的問題。

如圖4是CSC2E101結構框圖。紅(hóng)色框中是EC集成的PD和(hé)Type-C模塊。

圖4 CSC2E101結構圖

化解EC與PD的矛盾

既然無法化解EC與PD的矛盾，那麽就直接實現(xiàn)EC與PD的融合。集成PD PHY的EC芯片CSC2E101，不僅有效地規避了(le)PD與EC之間通信異常，同時(shí)很(hěn)好(hǎo)地幫助終端客戶節約一顆PD芯片的成本。

1、CSC2E101的Type-C模塊

EC集成的PD模塊在cc通訊的加持下(xià)完成外(wài)部USB-C設備類型的識别，并确定外(wài)部設備的數據角色是UFP還是DFP。Type-C模塊提供了(le)與外(wài)部設備通信的硬件承載能(néng)力，包括利用(yòng)PD協議(yì)識别線纜中嵌入e-mark芯片，爲PD協議(yì)的交互了(le)提供硬件承載。CSC2E101提供一組CC口，能(néng)夠滿足外(wài)部接入設備的開(kāi)銷。

該Type-C模塊具有如下(xià)功能(néng)：

◆ 可獨立配置5.1K的下(xià)拉和(hé)80/180/330uA的上(shàng)拉電流源

◆ 支持死電池（dead battery）檢測

◆ 支持CC口自(zì)動檢測和(hé)自(zì)動掃描功能(néng)

◆ 支持快(kuài)速角色交換功能(néng)

◆ 支持低(dī)功耗模式下(xià)設備接入自(zì)動喚醒

圖5 CSC2E101中Type-C功能(néng)圖示

2、CSC2E101的PD 3.0模塊

CSC2E101内嵌PD模塊支持USB PD協議(yì)3.0，隻需要進行簡單的軟件操作(zuò)，即可實現(xiàn)響應的功能(néng)。

該PD模塊具有的特性如下(xià)：

◆ 1個USB PD3.0協議(yì)模塊

◆ 支持32Bytes發送FIFO和(hé)32Bytes接收FIFO

◆ 支持SOP、SOP’、SOP’’包收發

◆ 支持自(zì)動回複GoodCRC

◆ 支持軟件配置MessageID寄存器

◆ PD通信接收阈值可配置

圖6 CS32E101中PD模塊特性

除了(le)上(shàng)述特性之外(wài)，CSC2E101的PD模塊還有如下(xià)功能(néng)：

（1）自(zì)動回複GoodCRC可關閉和(hé)打開(kāi)

這(zhè)個因開(kāi)發者而定，如果需要軟件回複GoodCRC，則需要掌握中斷産生的條件，否則會(huì)導緻信息收發異常。

◆ 自(zì)動回複GoodCRC，接收到(dào)Message後，在硬件回複GoodRCC完畢才會(huì)産生接收中斷

◆ 軟件回複GoodCRC，接收到(dào)Message後，硬件就會(huì)産生接收中斷

◆ 軟件回複GoodCRC，回複GoodCRC後會(huì)産生發送完成中斷。但(dàn)是需要注意的是，接收到(dào)信息後需要等待25us後回複GoodCRC

◆ 軟件回複GoodCRC，在GoodCRC發送完畢後，再回複Message，等待接收到(dào)對(duì)方回複GoodCRC後，才會(huì)産生發送完成中斷

（2）發送超時(shí)

在進行數據發送時(shí)，發送完成數據1ms 内，如果信息沒有錯誤，接收方應該返回GoodCRC應答(dá)。當發送出去的信息超過1ms，還沒接收到(dào) GoodCRC應答(dá)時(shí)，則認爲發送失敗，此時(shí)産生發送超時(shí)，同時(shí)硬件支持重複機制。

（3）重發機制

步驟2觸發時(shí)，如果開(kāi)發人員配置重發使能(néng)，在硬件未收到(dào)對(duì)方回複GoodCRC時(shí)，則自(zì)動自(zì)行重發。重複次數最高(gāo)三次，如果超過三次，則會(huì)觸發複位機制。

（4）CRC錯誤

硬件會(huì)對(duì)Message HEAD和(hé)Data進行CRC校驗，當接收信息的CRC錯誤時(shí)，則不會(huì)返回GoodCRC應答(dá)，接收數據會(huì)被丢棄。同時(shí)也(yě)支持某些(xiē)特殊場景的應用(yòng)，通過配置CRC校驗錯誤是否回複GoodCRC，如配置使能(néng)，且使能(néng)自(zì)動回複GoodCRC，則在校驗CRC錯誤時(shí)，依舊回複GoodCRC。

（5）BIST模式

PD模式支持2種BIST模式，即BIST Carrier和(hé)BIST Test Data。

芯海科技CSC2E101實現(xiàn)EC與PD的融合，不僅極大(dà)降低(dī)了(le)EC開(kāi)發和(hé)PD開(kāi)發的矛盾，同時(shí)将PD的功能(néng)發揮得更好(hǎo)更穩定，最終能(néng)夠有效提升終端産品的性能(néng)穩定。

圖7展示 CSC2E101的PD功能(néng)圖，與圖1和(hé)圖3形成鮮明(míng)對(duì)比

圖7 CSC2E101 嵌入PD功能(néng)圖

CSC2E101的系統構建在PC領域具有開(kāi)創性價值，爲終端客戶産品提供了(le)更多選擇路徑，同時(shí)能(néng)夠爲終端客戶節省開(kāi)發成本、創造更大(dà)價值，爲終端消費用(yòng)戶帶來(lái)更優秀的産品體驗。