1 BC1.2
1.1 Port Detection for Power Banks
doc no: SLVA770
http://www.ti.com.cn/cn/lit/an/slva770/slva770.pdf
USB充电及其线损补偿
https://zhuanlan.zhihu.com/p/25588452
-Microchip UCS1002
智能USB充电系统设计
https://wenku.baidu.com/view/1d9a9cbc8762caaedd33d449.html
2 Type-C
2.1 Electric Parameters
Rd：5.1kΩ
Ra：1.0kΩ
Rfrswap：5Ω，for PD 3.0 FR_Swap
fBitRate：300Kbps
Rp：Reference to the Table 2-1
Table 2-1 USB Type-C pull-up resistors
2.2 DELL USB PD
DELL笔记本USB PD充电适配器Type-C金属头外壳对地有一只1KΩ的电阻。
3 USB PD
3.1 Four PDOs
Fixed Supply：CV（恒压）
Battery Supply：CP（恒功率）
Variable Supply：CC（恒流）
Augmented Programmale Power Supply：PPS（APDO）
APDO：Reference to 'Table 6-22 Programmable Request Data Object'；电压步长20mV，电流步长50mA。
譬如请求6V @ 2A，那么Request消息的B19…9的值为300，而B6…0的值为40。
PPS模式时，需要Sink每隔10secs发送一个Request到Src，重新协商PPS电压电流对。
APDO包格式如Figure 3-1所示：
Figure 3-1 APDO包格式
3.1.1 iPhone 8/8 Plus/X PD相关
Figure 3-2 iPhone 8 USB PD兼容性测试（CYPD2104 & BQ25890）
iPhone X整体PD快充的电源管理策略如下：
1．关机状态下不进行PD沟通，APPLE 2.4A协议生效。非APPLE 2.4A协议开机会慢一点；
2．开机后进行PD协商，依然选取PDO2，前面50%会以较高功率充电（最大不超过15W且视温度及电量自动调控功率）；
3．充至50%-55%左右会降至9-11W（视温度及电量自动调控功率）；
4．当温度达到一定时，iPhone X会强制降至极低的功率。待手机温度下降后以5W的功率进行后续充电；
5．充电至80%左右，选取PDO1降至5V。请注意此时依然是PD充电，只是选了5V档位减低手机端压降损耗；
6．充电至88%左右，开始进入CV段直到充满。
3.2 USB PD timers and counters
Reference to 'Table 6-53 Time Values' and 'Table 6-54 Timers' of '6.6.19 Time Values and Timers' 。
C Style Definitions：
#define PD_T_NO_RESPONSE 5000 /* 4.5 - 5.5 seconds */
#define PD_T_DB_DETECT 10000 /* 10 - 15 seconds */
#define PD_T_SEND_SOURCE_CAP 150 /* 100 - 200 ms */
#define PD_T_SENDER_RESPONSE 60 /* 24 - 30 ms, relaxed */
#define PD_T_SOURCE_ACTIVITY 45
#define PD_T_SINK_ACTIVITY 135
#define PD_T_SINK_WAIT_CAP 240
#define PD_T_PS_TRANSITION 500
#define PD_T_SRC_TRANSITION 35
#define PD_T_DRP_SNK 40
#define PD_T_DRP_SRC 30
#define PD_T_PS_SOURCE_OFF 920
#define PD_T_PS_SOURCE_ON 480
#define PD_T_PS_HARD_RESET 30
#define PD_T_SRC_RECOVER 760
#define PD_T_SRC_RECOVER_MAX 1000
#define PD_T_SRC_TURN_ON 275
#define PD_T_SAFE_0V 650
#define PD_T_VCONN_SOURCE_ON 100
#define PD_T_SINK_REQUEST 100 /* 100 ms minimum */
#define PD_T_ERROR_RECOVERY 100 /* minimum 25 is insufficient */
#define PD_T_DRP_TRY 100 /* 75 - 150 ms */
#define PD_T_DRP_TRYWAIT 600 /* 400 - 800 ms */
#define PD_T_CC_DEBOUNCE 200 /* 100 - 200 ms */
#define PD_T_PD_DEBOUNCE 20 /* 10 - 20 ms */
#define PD_N_CAPS_COUNT (PD_T_NO_RESPONSE / PD_T_SEND_SOURCE_CAP)
#define PD_N_HARD_RESET_COUNT 2
3.3 PD SNK RDY状态时，如果SNK需要改变充电电压电流该怎么办？
Reference to USB_PD_R2_0 V1.3 ‘p358, 8.3.2.8.4.1 Sink Gets Source Capabilities’
接着双方重新协商发送消息对，如下所示：
- Get_Source_Cap
- Request（Request对象索引Object Position从1开始，而且该索引位置必定是5V Fixed PDO）
- Accept
- PS_RDY
PR_Swap时，PD双方的Rp和Rd也要交换，其他message不依赖Rp和Rd。
3.4 PD IC介绍
3.4.1 X-CUBE-USB-PD
https://github.com/st-one/X-CUBE-USB-PD
3.4.1.1 STM32软件实施USB PD协议
TX：使用SPI MOSI当作TX，RX悬空不使用，同时将SPI CLK连接到TIMER作为定时用
RX：TIMER输入捕获模式并用DMA接收数据
MISO（DAT0）：mi s əu
MOSI（CMD）：m əu si
3.4.1.2 URLs
STM32输入捕获模式设置并用DMA接收数据
https://blog.csdn.net/jdh99/article/details/23224041
3.4.2 FUSB30X
Registers.Control.TOGGLE
Registers.Status.I_HARDRST
void autoVdmDiscovery(void)
3.5 SDM630/SDM660 Chgr Type Det Flow
3.5.1 CC线和VBUS中断的先后顺序是什么
USB-C to USB-A:
如果手机采用USB-C，而充电头或者PC采用标准的A口，此时假如PMIC as UFP，那么CC线的中断几乎和VBUS中断是同时的，原因是legacy cable的标准A头的做法是将一根CC线通过一个上拉电阻Rp接到VBUS上的。
USB-C to USB-C:
- 手机采用这种模式，只是在VBUS中断之前首先是CC线的探测，这个是跟BC 1.2最大的不同，传统的micro USB cable插上去后，直接就探测ID和VBUS；当用户插入一根USB-C to USB-C的cable，Type-C控制器处理CC线探测，CC线产生中断后：
- 如果PMIC as UFP，那么紧接着会有VBUS中断，然后就是APSD (BC1.2)、USB PD（包括QC4 PPS）、QC3 & QC2上场了；
- 如果PMIC as DFP，那么一般PMIC会将该状态转换成传统的micro USB ID中断，然后USB OTG驱动代码处理ID中断，或者通过extcon直接通知USB OTG驱动。
3.5.2 SDM630/SDM660的充电器探测流程是什么
- PMIC首先做CC线探测，如果探测到PMIC as UFP，PMIC与此同时再探测CC线是否与VBUS短接，如果VBUS和CC短接，说明插入的是legacy cable（一般指USB-A to USB-C的cable），这个时候直接禁止USB PD和QC（由于CC和VBUS短接，大电流充电会导致电流灌到CC线而可能烧毁PMIC，所以代码默认是禁止QC的）；
- 上一步成立的情况下（也就是PMIC as UFP）接着做APSD探测，这里充电器类型探测结果有如下2种状况：
1）如果探测到充电器类型是DCP，接着做USB PD（包括QC4 PPS）探测，假如不支持USB PD，接着rerun_apsd()做QC3 & QC2探测，倘若QC3 & QC2探测失败，说明该电源适配器既不支持USB PD (包括QC4 PPS) 也不支持QC3 & QC2，维持在DCP正常充电状态；
2）如果充电器类型不是DCP，直接做USB PD探测。
3.5.3 驱动软件代码分别在什么地方？
高通Type-C、APSD（BC1.2）和QC的驱动代码在drivers/power下；而USB PD的代码在drivers/usb/pd下面，所以你如果把drivers/usb/pd下的代码通过Makefile屏蔽掉，发现Type-C、APSD（BC1.2）和QC3 & QC2充电器还是可以工作的；而此时用USB线连接手机和PC，会发现USB不枚举，原因是extcon的代码是集成在drivers/usb/pd下的，所以如果你既要禁止USB PD，又要让USB可以枚举，那么需要把drivers/usb/pd下的extcon代码移植到drivers/power下面。
3.5.4 PD消息收发何时触发中断
中断机制是Interrupt on GoodCRC（IoG），如Figure 3-3所示。
Figure 3-3 USB PD中断产生
3.5.5 简要说明充电器类型是DCP时探测流程的代码逻辑
以下是用户外接一个电源适配器到手机后，Type-C、APSD（BC1.2）、USB PD (包括QC4 PPS) 和QC3 & QC2的代码工作流程。
一个投票箱有多个投票client，并且对这些client制定规则。
Table 3-1 Ballot Box Rules
Table 3-2 USB-PD Ballot Box
[1] Disable USB PD negotiation by default when the Type-C cable is removed
@smb-lib.c
static void smblib_handle_typec_removal(struct smb_charger *chg)
{
vote(chg->pd_disallowed_votable_indirect, CC_DETACHED_VOTER, true, 0);
vote(chg->pd_disallowed_votable_indirect, HVDCP_TIMEOUT_VOTER, true, 0);
vote(chg->pd_disallowed_votable_indirect, LEGACY_CABLE_VOTER, true, 0);
vote(chg->pd_disallowed_votable_indirect, VBUS_CC_SHORT_VOTER, true, 0);
[...]
}
[2] Enable USB PD (including QC4 PPS) negotiation when the Type-C cable is inserted and charger type is DCP detection timeout
@smb-lib.c
static void smblib_handle_hvdcp_check_timeout(struct smb_charger *chg,
bool rising, bool qc_charger)
{
/* Hold off PD only until hvdcp 2.0 detection timeout */
if (rising) {
vote(chg->pd_disallowed_votable_indirect, HVDCP_TIMEOUT_VOTER, false,
0);
[...]
}
[...]
}
[3] PD（including QC4 PPS）negotiation works now, the detection falls back to QC3 & QC2 when USB PD detection failed
@smb-lib.c
int smblib_get_prop_pd_allowed(struct smb_charger *chg,
union power_supply_propval *val)
{
val->intval = get_effective_result(chg->pd_allowed_votable);
return 0;
}
@smb-lib.c
int smblib_get_pe_start(struct smb_charger *chg,
union power_supply_propval *val)
{
/*
* hvdcp timeout voter is the last one to allow pd. Use its vote
* to indicate start of pe engine
*/
val->intval
= !get_client_vote_locked(chg->pd_disallowed_votable_indirect, HVDCP_TIMEOUT_VOTER);
return 0;
}
@policy_engine.c
static int psy_changed(struct notifier_block *nb, unsigned long evt, void *ptr)
{
[...]
ret = power_supply_get_property(pd->usb_psy,
POWER_SUPPLY_PROP_PE_START, &val);
[...]
/* Don't proceed if PE_START=0 as other props may still change */
if (!val.intval && !pd->pd_connected &&
typec_mode != POWER_SUPPLY_TYPEC_NONE)
return 0;
[...]
}
3.5.6 USB PD PDO协商流程
Type-C SS MUX切换时间：
- 识别到Rp或者Rd连接的时候
- VDM消息进入特定模式时
Figure 3-4 USB PD Message Sequence
Figure 3-5 QC4+充电器
3.5.7 FR_Swap Message Sequence
1）Source（Hub）shorts Rp to ground for ~100 us to signal Sink that is needs to supply power immediately.
2）Sink（Mobile Device）supplies 5V.
3）Rp/Rd are not changed at this stage as in a normal PR_Swap.
4）Mobile device then sends an FR_Swap message to resynchronize the power system.
5）Mobile device renegotiates the power contract as needed.
3.5.8 Cable Category
USB-C公头 -> 标准A 公头（现在最普遍的一种线缆）
USB-C公头 -> 标准A母口（OTG，插U盘用）
USB-C公头 -> micro USB母口（兼容只有micro USB和标准A接口的移动电源）
micro USB 公头 -> USB-C母口（手机只有micro USB母口，而移动电源只有USB-C和标准A，所以需要转接）
3.6 PD Charging-Through
TODO
4 Alternative Mode
4.1 DisplayPort
拆解报告：华为高清投屏连接线（CP76）
http://www.chongdiantou.com/wp/archives/27141.html
4.2 VirtualLink
Figure 4-1 VirtualLink Pin Description
TODO
5 SMPS
5.1 术语
DSCG：Discharge，VBUS下拉放电电阻
flyback：反激
forward：正激
LISN：Line Impedance Stabilization Network
SMPS：Switching Mode Power Supplies，开关电源的变压器在整流桥之后，其它电源的变压器是在整流桥之前。220V交流电全桥整流输出的是脉动直流电，电压是0.9倍输入电压也就是200V左右，如果输出加上大电容滤波蓄能，输出电压是1.41倍输入电压，差不多就是310V。整流之后送到开关电源的PWM调整管，再通过变压器变压
TDI：TransDimension Inc.
Y电容：安规电容，成对出现，连接Line-GND和NULL-GND端
电子镇流器：镇住日光灯的电流；电感镇流器是依靠“电感中的电流不能突变”的特性，“镇”住灯管中气体击穿时的大电流，使电流稳定在规定值
5.2 普通稳压电源和开关电源的区别
普通稳压电源 - 利用变压器降压再整流的串联型稳压，由采样电路去控制电源调整管的导通电流来改变电源内阻，从而使输出电压稳定。串联型稳压电源的效率小于50%。
开关电源 - 直接整流，获得高压直流，由高频震荡器控制开关管的通断的时间比例来调整输出电压。开关型电源电路有串联型和并联型两种，开关型稳压电源的优点是效率高，因为开关状态下的晶体管自身消耗的功率很小，可以达到70-80%甚至更高的效率，而且不用降压变压器，其输出变压器由于是工作在高频，其体积远小于50赫的工频变压器。所以开关型电源的电路小巧轻便。开关型电源可以在较大的电压范围正常工作。
开关电源工作流程：
整流桥 - 开关管（次级侧USB PD芯片控制初级侧PWM芯片，初级侧PWM芯片输出PWM脉冲控制开关管）- 脉冲变压器 - 同步整流管 - DC输出
5.3 整流桥用二极管
1N4007是一种常用的整流二极管，常用于桥式整流电路。因为二极管是一个PN结组成，所以开头是1N也就是一个PN结，1N开头的都是二极管，2N开头的就是三极管。4007就是管子的型号。
参数如下：
较强的正向浪涌承受能力：30A
最大正向平均整流电流：1.0A
极限参数为VRM ≥ 50V
最高反向耐压：1000V
5.4 变压器初次级线圈匝数比和开关管占空比计算
6 URLs
https://www.chromium.org/chromium-os/ec-development
LDR6022 USB Type-C PD Controller
http://www.legendary.net.cn/html/downloads/LDR6022_Spec_EN_V1.4.pdf
[PATCH v3 4/5] typec: tcpm: Move out of staging
https://lists.gt.net/linux/kernel/2784206?search_string=usb%20pd;#2784206
新冰雹USB-C to lightning iPhonex/8/8 plus快充数据线拆解
http://www.chongdiantou.com/wp/archives/22042.html
7 Abbreviations
ARC：Argonant RISC Core
CCG2：Type-C Controller Generation 2
CCGP：USB Common Class Generic Parent，Linux内核类似的驱动就是usb_generic_driver
DWC2：Design Ware Controller 2，Apple的嵌入式设备，包括iPad和iPhone都是使用的DWC2
giveback：归还 - ehci_urb_done() -> usb_hcd_giveback_urb()。USB PD中的giveback（= 1）指sink会响应source的GotoMin请求，返还部分电力给source。
GRL：Granite River Labs ，美国工程测试认证实验室
halt：停车或者站住，来自于德语；USB endpoint停止运行，返回stall handshake。recovery方法：control ep接收下一次SETUP PID时，自动清除halt标志；其它ep使用clear_feature复位ep halt。
HX3C：USB Type-C Hub with PD
MPS：Monolithic Power Systems，美国公司
PTN5100：Part Number
RS507L：ASEMI整流桥RS507L，4pin接口；用途有LED，手机充电器整流
TDI：TransDimension Inc.，该公司首先发明了将TT集成到EHCI RootHub中的方法，这样对于嵌入式系统来说，就省去了OHCI/UHCI的硬件，同时降低了成本，作为对该公司的纪念，Linux内核定义了宏ehci_is_TDI(ehci)
USB PD：USB 电源交付
USB PDT：USB PD Test Instrument
state和status的区别：state所指的状态，一般都是有限的、可列举的，status则是不可确定的
比如：
readyState-- 就那么四五种值
statusText-- 描述性的文字，可以任意