近年來，在筆記本電腦應(yīng)用中，EC和PD成為了一對難舍難分的兄弟。隨著Windows UCSI協(xié)議框架的提出，促使PD的動態(tài)管理信息需通過EC傳遞給上層操作系統(tǒng)，EC與PD的交互就更加緊密。更有甚者，PD固件放在EC內(nèi)部Flash中，PD上電后由EC將PD固件發(fā)送給PDController，由此可見兩者緊密程度高度融合。

如圖1展示筆記本整體信息通信涉及到的模塊及物理架構(gòu)。

圖1 USCI通信的拓撲結(jié)構(gòu)

筆記本Type-c結(jié)構(gòu)與PD應(yīng)用

從產(chǎn)品應(yīng)用結(jié)構(gòu)來看，扁平化結(jié)構(gòu)的Type-C相較于傳統(tǒng)的Type-A和Type-B結(jié)構(gòu)有著很大的優(yōu)勢,更加適合筆記本輕薄、便攜的技術(shù)方向。Type-C與PD的關(guān)系密不可分，在當(dāng)前種類眾多的充電協(xié)議面前，PD發(fā)揮著關(guān)鍵作用。Type-C集成了CC pin，為PD的通信起到了橋梁作用。

如圖2，展示當(dāng)前Type家族的接口前視圖。

圖2 Type家族的接口前視圖

筆記本EC與PD的關(guān)系

EC跟PD是親密合作的兄弟，在筆記本的輕薄化、多樣化的應(yīng)用中，起到了不小的作用。但是，當(dāng)EC跟PD溝通不及時的時候，也會是一對冤家。當(dāng)UCSI信息異常，究竟是EC傳遞信息傳錯，還是PD匯報信息出錯了呢？當(dāng)EC在傳遞PD的message時，因PD的某些不明原因，或會發(fā)生與PD的通信異常，并且EC在不了解PD發(fā)生什么情況的狀態(tài)下，匯報錯誤信息給到上層。

如圖3，展示UCSI信息異常時EC與PD關(guān)系。

圖3 UCSI信息異常

針對于上述UCSI信息異常時的情況，是否有更好的解決辦法呢？

芯海科技的EC芯片CSC2E101很好地解決了這個問題。從PD所承載的功能來看，實際上是PD的PHY在起作用。從功能上來看，PD額外占據(jù)了一個內(nèi)核，有些浪費資源。對此，CSC2E101將Type-C和PD集成為EC的子模塊，從而很好的解決了兩者通信異常的問題。

如圖4是CSC2E101結(jié)構(gòu)框圖。紅色框中是EC集成的PD和Type-C模塊。

圖4 CSC2E101結(jié)構(gòu)圖

化解EC與PD的矛盾

既然無法化解EC與PD的矛盾，那么就直接實現(xiàn)EC與PD的融合。集成PD PHY的EC芯片CSC2E101，不僅有效地規(guī)避了PD與EC之間通信異常，同時很好地幫助終端客戶節(jié)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通訊的加持下完成外部USB-C設(shè)備類型的識別，并確定外部設(shè)備的數(shù)據(jù)角色是UFP還是DFP。Type-C模塊提供了與外部設(shè)備通信的硬件承載能力，包括利用PD協(xié)議識別線纜中嵌入e-mark芯片，為PD協(xié)議的交互了提供硬件承載。CSC2E101提供一組CC口，能夠滿足外部接入設(shè)備的開銷。

該Type-C模塊具有如下功能：

◆ 可獨立配置5.1K的下拉和80/180/330uA的上拉電流源◆支持死電池（dead battery）檢測◆支持CC口自動檢測和自動掃描功能◆支持快速角色交換功能◆支持低功耗模式下設(shè)備接入自動喚醒

圖5 CSC2E101中Type-C功能圖示

2、CSC2E101的PD 3.0模塊

CSC2E101內(nèi)嵌PD模塊支持USB PD協(xié)議3.0，只需要進行簡單的軟件操作，即可實現(xiàn)響應(yīng)的功能。

該PD模塊具有的特性如下：

◆1個USB PD3.0協(xié)議模塊

◆支持32Bytes發(fā)送FIFO和32Bytes接收FIFO

◆支持SOP、SOP’、SOP’’包收發(fā)

◆支持自動回復(fù)GoodCRC

◆支持軟件配置MessageID寄存器

◆PD通信接收閾值可配置

圖6 CS32E101中PD模塊特性

除了上述特性之外，CSC2E101的PD模塊還有如下功能：

（1）自動回復(fù)GoodCRC可關(guān)閉和打開

這個因開發(fā)者而定，如果需要軟件回復(fù)GoodCRC，則需要掌握中斷產(chǎn)生的條件，否則會導(dǎo)致信息收發(fā)異常。

◆自動回復(fù)GoodCRC，接收到Message后，在硬件回復(fù)GoodRCC完畢才會產(chǎn)生接收中斷

◆軟件回復(fù)GoodCRC，接收到Message后，硬件就會產(chǎn)生接收中斷

◆軟件回復(fù)GoodCRC，回復(fù)GoodCRC后會產(chǎn)生發(fā)送完成中斷。但是需要注意的是，接收到信息后需要等待25us后回復(fù)GoodCRC

◆軟件回復(fù)GoodCRC，在GoodCRC發(fā)送完畢后，再回復(fù)Message，等待接收到對方回復(fù)GoodCRC后，才會產(chǎn)生發(fā)送完成中斷

（2）發(fā)送超時

在進行數(shù)據(jù)發(fā)送時，發(fā)送完成數(shù)據(jù)1ms 內(nèi)，如果信息沒有錯誤，接收方應(yīng)該返回GoodCRC應(yīng)答。當(dāng)發(fā)送出去的信息超過1ms，還沒接收到 GoodCRC應(yīng)答時，則認為發(fā)送失敗，此時產(chǎn)生發(fā)送超時，同時硬件支持重復(fù)機制。

（3）重發(fā)機制

步驟2觸發(fā)時，如果開發(fā)人員配置重發(fā)使能，在硬件未收到對方回復(fù)GoodCRC時，則自動自行重發(fā)。重復(fù)次數(shù)最高三次，如果超過三次，則會觸發(fā)復(fù)位機制。

（4）CRC錯誤

硬件會對Message HEAD和Data進行CRC校驗，當(dāng)接收信息的CRC錯誤時，則不會返回GoodCRC應(yīng)答，接收數(shù)據(jù)會被丟棄。同時也支持某些特殊場景的應(yīng)用，通過配置CRC校驗錯誤是否回復(fù)GoodCRC，如配置使能，且使能自動回復(fù)GoodCRC，則在校驗CRC錯誤時，依舊回復(fù)GoodCRC。

（5）BIST模式

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

芯?？萍糃SC2E101實現(xiàn)EC與PD的融合，不僅極大降低了EC開發(fā)和PD開發(fā)的矛盾，同時將PD的功能發(fā)揮得更好更穩(wěn)定，最終能夠有效提升終端產(chǎn)品的性能穩(wěn)定。

圖7展示 CSC2E101的PD功能圖，與圖1和圖3形成鮮明對比

圖7 CSC2E101 嵌入PD功能圖

CSC2E101的系統(tǒng)構(gòu)建在PC領(lǐng)域具有開創(chuàng)性價值，為終端客戶產(chǎn)品提供了更多選擇路徑，同時能夠為終端客戶節(jié)省開發(fā)成本、創(chuàng)造更大價值，為終端消費用戶帶來更優(yōu)秀的產(chǎn)品體驗。