USB供電日：應(yīng)對(duì)驗(yàn)證挑戰(zhàn)

作者：Kavya Udatala、Santosh Moharana和Deepak Nagaria

通用串行總線 （USB） 始于 1990 年代中期，旨在標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備與 PC 的連接，用于通信和供電。如今，它已在各種設(shè)備和電器上變得司空見慣，包括智能手機(jī)、智能電視、汽車和視頻游戲機(jī)。USB已經(jīng)有效地取代了各種早期的接口，例如速度高達(dá)10GB/s的串行和并行端口（使用USB 3.1），以及用于便攜式設(shè)備的單獨(dú)電源充電器。

新的 USB 供電 （PD） 規(guī)范通過通過各種電纜型材（從 C 型無標(biāo)記電纜到 C 型電子標(biāo)記電纜）提供 60W （3A @ 20V） 至 100W （5A @ 20C） 的功率，將其提升到一個(gè)新的水平。這種供電能力的增加充分支持高功耗設(shè)備，顯著減少電池充電時(shí)間，并將系統(tǒng)從交流適配器中解放出來，以實(shí)現(xiàn)更無電纜的使用壽命。

如果您正在設(shè)計(jì)或驗(yàn)證包含USB供電功能的SoC，則確實(shí)需要PD的驗(yàn)證IP（VIP），該IP支持豐富的規(guī)范，易于驗(yàn)證和調(diào)試，并支持您解決PD支持帶來的驗(yàn)證挑戰(zhàn)。

您可以在此處了解有關(guān) Synopsys VC VIP for USB Power Delivery 的更多信息。

USB 供電系統(tǒng)架構(gòu)

驗(yàn)證基于 USB 供電的設(shè)計(jì)

在這里，我們將討論USB PD中的一些功能，以及它們帶來的驗(yàn)證和調(diào)試挑戰(zhàn)：

1） USB-PD 2.0 支持電纜插頭主用和電纜插頭雙主電源配置，除了 UFP 和 DFP。

驗(yàn)證挑戰(zhàn)：

DFP DUT 應(yīng)能夠使用所需類型的 SOP 數(shù)據(jù)包幀與 UFP、電纜插頭主用和電纜插頭雙主電源進(jìn)行通信，并為每個(gè)設(shè)備或電纜插頭維護(hù)不同的協(xié)議堆棧。

如果 UFP 或電纜插頭，DUT 應(yīng)該能夠接受并響應(yīng)定向到它的消息。

驗(yàn)證 IP 應(yīng)能夠充當(dāng) DFP、UFP 或電纜插頭并與 DUT 通信

2） 數(shù)據(jù)包成幀中使用的 SOP 模式根據(jù)數(shù)據(jù)包的接收方進(jìn)行區(qū)分。DFP 到 UFP 通信使用 SOP 模式，DFP 到 Cable Plug Prime 使用 SOP' 模式，DFP 到 Cable Plug Double Prime 使用 SOP”。

驗(yàn)證挑戰(zhàn)：

DFP 需要針對(duì)支持的 SOP 類型進(jìn)行可配置。

VIP 應(yīng)該能夠配置支持的 SOP 類型并做出相應(yīng)的響應(yīng)。它應(yīng)該忽略未定向到它的消息。

3） 總線空閑和避免沖突：對(duì)于 BMC 信令，如果在 tTransitionWindow 中未檢測(cè)到 nTransitionCount 轉(zhuǎn)換，則總線被視為空閑。為了避免總線上的數(shù)據(jù)包沖突，定義了 tInterFrameGap。幀間間隙時(shí)間指定發(fā)送器在傳輸數(shù)據(jù)包的最后一位后再次開始傳輸之前必須等待的最短時(shí)間。

驗(yàn)證挑戰(zhàn)：

Phy Tx 在開始傳輸之前必須注意總線空閑情況。此外，發(fā)射器必須遵循兩個(gè)連續(xù)數(shù)據(jù)包之間的幀間間隔時(shí)序。

4） 供應(yīng)商定義的消息 （VDM） 允許供應(yīng)商交換規(guī)范未定義的信息，可用于啟用電纜功能的備用模式和發(fā)現(xiàn)電纜功能。

驗(yàn)證挑戰(zhàn)：

DUT 應(yīng)該能夠發(fā)送或響應(yīng)端口伙伴發(fā)送的 VDM，如果不受支持，應(yīng)該能夠忽略它們。

VIP 應(yīng)該能夠?qū)?VDM 發(fā)送到 DFP/UFP 或電纜插頭，并且在以端口或電纜插頭的角色運(yùn)行時(shí)應(yīng)該能夠接受 VDM。

用于 USB 供電的 Synopsys VC 驗(yàn)證 IP 可以為您做什么

用于 USB 供電的 Synopsys VC 驗(yàn)證 IP 旨在徹底驗(yàn)證 USB PD 是否符合 1.1 和 2.0 規(guī)格以及 C 型功能。USB PD VIP 將 PD 系統(tǒng)架構(gòu)（如上圖所示）映射到一個(gè)具有 3 層的代理（單協(xié)議棧）。它還實(shí)現(xiàn)了電纜插頭功能（SOP'和SOP''）來驗(yàn)證PD堆棧。VIP提供豐富的測(cè)試平臺(tái)和驗(yàn)證功能，包括協(xié)議服務(wù)、物理服務(wù)、策略管理器服務(wù)、層的縮減模式、回調(diào)、異常和錯(cuò)誤注入功能，可輕松編寫任何有效和無效的測(cè)試場(chǎng)景。

審核編輯：郭婷