近(jin)年(nian)來，在(zai)筆記本電(dian)腦應用中(zhong)，EC和PD成為了(le)一對難(nan)舍(she)難(nan)分的(de)兄弟。隨著Windows UCSI協議框架的(de)提出，促(cu)使PD的(de)動態管(guan)理信息需通(tong)過(guo)EC傳遞給(gei)上層操作(zuo)系統，EC與PD的(de)交互就更加(jia)緊密。更有甚者(zhe)(zhe)，PD固件(jian)放在(zai)EC內部(bu)Flash中(zhong)，PD上電(dian)后由(you)EC將PD固件(jian)發送給(gei) PD Controller，由(you)此可見(jian)兩者(zhe)(zhe)緊密程度高度融合。
如(ru)圖1展(zhan)示筆記本整(zheng)體信(xin)息通信(xin)涉及到(dao)的模塊及物理架(jia)構(gou)。
圖1 USCI通信的(de)拓撲結(jie)構(gou)
筆記本Type-c結構與PD應用
從(cong)產品(pin)應(ying)用結(jie)構(gou)(gou)(gou)來看，扁平化結(jie)構(gou)(gou)(gou)的(de)Type-C相較于傳(chuan)統(tong)的(de)Type-A和Type-B結(jie)構(gou)(gou)(gou)有著很大的(de)優勢,更(geng)加適合(he)筆(bi)記本輕薄、便(bian)攜(xie)的(de)技(ji)術方(fang)向。Type-C與PD的(de)關(guan)系密不可(ke)分，在(zai)當(dang)前種類(lei)眾多的(de)充電協議面前，PD發(fa)揮著關(guan)鍵(jian)作用。Type-C集成了CC pin，為PD的(de)通信起到了橋梁作用。
如圖2，展示當前Type家族的接口前視圖。
圖2 Type家族的接口前視(shi)圖
筆記本EC與PD的關系
EC跟PD是親密合作的(de)兄弟，在(zai)筆記本(ben)的(de)輕(qing)薄化(hua)、多樣化(hua)的(de)應用中，起到了(le)不(bu)小的(de)作用。但是，當EC跟PD溝(gou)通(tong)(tong)不(bu)及時(shi)(shi)的(de)時(shi)(shi)候，也會(hui)是一對冤家。當UCSI信(xin)(xin)息異常，究竟是EC傳遞信(xin)(xin)息傳錯，還是PD匯報信(xin)(xin)息出錯了(le)呢？當EC在(zai)傳遞PD的(de)message時(shi)(shi)，因PD的(de)某些不(bu)明原因，或會(hui)發(fa)生與PD的(de)通(tong)(tong)信(xin)(xin)異常，并且(qie)EC在(zai)不(bu)了(le)解PD發(fa)生什么情況的(de)狀態下，匯報錯誤信(xin)(xin)息給(gei)到上(shang)層。
如圖(tu)3，展示UCSI信息(xi)異常時EC與PD關(guan)系(xi)。
圖3 UCSI信(xin)息異(yi)常
針對于上述UCSI信息異常時的情況，是(shi)否有更好(hao)的解決辦(ban)法呢？
芯(xin)海科技的(de)EC芯(xin)片CSC2E101很好地解決了(le)這個問(wen)題(ti)。從PD所承載(zai)的(de)功能來看(kan)，實(shi)際上是PD的(de)PHY在起作用。從功能上來看(kan)，PD額外占據了(le)一個內核，有些浪(lang)費資源。對此，CSC2E101將Type-C和(he)PD集成為(wei)EC的(de)子模塊，從而(er)很好的(de)解決了(le)兩者通信異常(chang)的(de)問(wen)題(ti)。
如圖4是(shi)CSC2E101結構(gou)框圖。紅色框中是(shi)EC集成的(de)PD和Type-C模塊。
圖4 CSC2E101結(jie)構圖
化解EC與PD的矛盾
既然無法化解EC與(yu)PD的(de)矛盾(dun)，那么就(jiu)直接實現(xian)EC與(yu)PD的(de)融合。集成PD PHY的(de)EC芯(xin)片CSC2E101，不僅有效(xiao)地規避了PD與(yu)EC之間通信異常，同時(shi)很好(hao)地幫助終端客戶(hu)節約(yue)一顆PD芯(xin)片的(de)成本。
1、CSC2E101的Type-C模塊
EC集成的(de)PD模塊在cc通(tong)訊的(de)加持下完(wan)成外(wai)(wai)部USB-C設(she)備類型的(de)識別，并確定外(wai)(wai)部設(she)備的(de)數據角(jiao)色是UFP還是DFP。Type-C模塊提(ti)(ti)供(gong)了與外(wai)(wai)部設(she)備通(tong)信(xin)的(de)硬(ying)件(jian)承(cheng)載(zai)能力，包括利(li)用PD協(xie)議(yi)識別線(xian)纜(lan)中嵌入(ru)e-mark芯片，為PD協(xie)議(yi)的(de)交互了提(ti)(ti)供(gong)硬(ying)件(jian)承(cheng)載(zai)。CSC2E101提(ti)(ti)供(gong)一組(zu)CC口，能夠滿足外(wai)(wai)部接(jie)入(ru)設(she)備的(de)開銷(xiao)。
該Type-C模塊(kuai)具有如(ru)下功能：
◆ 可(ke)獨(du)立配置(zhi)5.1K的(de)下拉(la)(la)和80/180/330uA的(de)上拉(la)(la)電流源(yuan)
◆ 支持死電(dian)池（dead battery）檢測
◆ 支持CC口自(zi)動(dong)檢測(ce)和自(zi)動(dong)掃(sao)描功能
◆ 支持快速角(jiao)色交(jiao)換功能(neng)
◆ 支持低(di)功耗模式(shi)下(xia)設備接入自動(dong)喚醒
圖5 CSC2E101中Type-C功能圖示
2、CSC2E101的PD 3.0模塊
CSC2E101內嵌PD模(mo)塊(kuai)支持USB PD協(xie)議3.0，只需要進行簡單的軟件操作，即(ji)可實現響應(ying)的功能。
該PD模塊具有的特性如下：
◆ 1個USB PD3.0協議(yi)模塊
◆ 支持32Bytes發送FIFO和(he)32Bytes接收FIFO
◆ 支持(chi)SOP、SOP’、SOP’’包收發(fa)
◆ 支持自動回復GoodCRC
◆ 支持軟(ruan)件(jian)配置MessageID寄存器
◆ PD通信接(jie)收閾值可配(pei)置
圖6 CS32E101中PD模塊(kuai)特性
除(chu)了上述特性(xing)之外，CSC2E101的(de)PD模塊(kuai)還有如(ru)下功(gong)能：
（1）自動回復GoodCRC可關閉和打開
這個因(yin)開發者而定，如(ru)果(guo)需(xu)要軟件回復GoodCRC，則需(xu)要掌握中斷(duan)產生(sheng)的(de)條(tiao)件，否則會導致信息(xi)收發異(yi)常。
◆ 自動回復GoodCRC，接收(shou)到(dao)Message后，在硬件回復GoodRCC完畢才會產生(sheng)接收(shou)中斷
◆ 軟(ruan)件回復GoodCRC，接收(shou)到Message后，硬件就會(hui)產生(sheng)接收(shou)中斷(duan)
◆ 軟件回(hui)(hui)復GoodCRC，回(hui)(hui)復GoodCRC后(hou)(hou)會產(chan)生發送完成中斷(duan)。但是(shi)需(xu)要注意的是(shi)，接(jie)收到信(xin)息后(hou)(hou)需(xu)要等待(dai)25us后(hou)(hou)回(hui)(hui)復GoodCRC
◆ 軟件回復(fu)GoodCRC，在GoodCRC發(fa)送完畢后(hou)，再回復(fu)Message，等(deng)待接收(shou)到對方回復(fu)GoodCRC后(hou)，才會產生發(fa)送完成中斷
（2）發送超時
在進(jin)行數(shu)據發送(song)時，發送(song)完成數(shu)據1ms 內，如(ru)果信(xin)息(xi)沒有錯誤，接收方應該返回(hui)GoodCRC應答。當發送(song)出去(qu)的信(xin)息(xi)超過1ms，還(huan)沒接收到 GoodCRC應答時，則(ze)認(ren)為發送(song)失敗，此(ci)時產生(sheng)發送(song)超時，同時硬件支持重復機制。
（3）重發機制
步驟2觸(chu)發時(shi)，如果開發人員配置(zhi)重(zhong)發使能，在硬(ying)件未收到對方回復(fu)GoodCRC時(shi)，則自動自行重(zhong)發。重(zhong)復(fu)次(ci)數最高三次(ci)，如果超(chao)過三次(ci)，則會觸(chu)發復(fu)位機(ji)制。
（4）CRC錯誤
硬件(jian)會對Message HEAD和Data進行CRC校驗，當接(jie)收(shou)信息的CRC錯誤時，則不(bu)會返回GoodCRC應答，接(jie)收(shou)數據會被丟棄。同(tong)時也(ye)支(zhi)持某(mou)些特殊場景(jing)的應用，通過配置(zhi)CRC校驗錯誤是否回復(fu)(fu)GoodCRC，如配置(zhi)使能(neng)，且使能(neng)自動(dong)回復(fu)(fu)GoodCRC，則在(zai)校驗CRC錯誤時，依舊(jiu)回復(fu)(fu)GoodCRC。
（5）BIST模式
PD模式支持2種(zhong)BIST模式，即BIST Carrier和(he)BIST Test Data。
芯海科技CSC2E101實現EC與PD的(de)融合，不僅極(ji)大降低了EC開發和PD開發的(de)矛盾，同時(shi)將PD的(de)功(gong)能(neng)發揮得更(geng)好更(geng)穩定(ding)，最終(zhong)能(neng)夠有效提升終(zhong)端(duan)產品的(de)性能(neng)穩定(ding)。
圖(tu)7展示 CSC2E101的PD功(gong)能圖(tu)，與圖(tu)1和圖(tu)3形成鮮明對比
圖7 CSC2E101 嵌(qian)入PD功(gong)能圖
CSC2E101的系統構建(jian)在PC領(ling)域(yu)具有(you)開創性價值(zhi)，為(wei)終(zhong)端客(ke)戶(hu)產品提供(gong)了(le)更(geng)多選擇路(lu)徑，同時能(neng)夠(gou)為(wei)終(zhong)端客(ke)戶(hu)節省開發成(cheng)本、創造(zao)更(geng)大價值(zhi)，為(wei)終(zhong)端消費用戶(hu)帶來更(geng)優秀的產品體驗。