近年來，在筆記本電腦應用中，EC和PD成為了一對難舍難分的兄弟。隨著Windows UCSI協議框架的提出，促使PD的動態管理信息需通過EC傳遞給上層操作系統，EC與PD的交互就更加緊密。更有甚者，PD固件放在EC內部Flash中，PD上電后由EC將PD固件發送給 PD Controller，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。
圖1 USCI通信的拓撲結構
筆記本Type-c結構與PD應用
從產品應用結構來看，扁平化結構的Type-C相較于傳統的Type-A和Type-B結構有著很大的優勢,更加適合筆記本輕薄、便攜的技術方向。Type-C與PD的關系密不可分，在當前種類眾多的充電協議面前，PD發揮著關鍵作用。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、多樣化的應用中，起到了不小的作用。但是，當EC跟PD溝通不及時的時候，也會是一對冤家。當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EC在傳遞PD的message時，因PD的某些不明原因，或會發生與PD的通信異常，并且EC在不了解PD發生什么情況的狀態下，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額外占據了一個內核，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結構框圖。紅色框中是EC集成的PD和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，那么就直接實現EC與PD的融合。集成PD PHY的EC芯片CSC2E101，不僅有效地規避了PD與EC之間通信異常，同時很好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通訊的加持下完成外部USB-C設備類型的識別，并確定外部設備的數據角色是UFP還是DFP。Type-C模塊提供了與外部設備通信的硬件承載能力，包括利用PD協議識別線纜中嵌入e-mark芯片，為PD協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內嵌PD模塊支持USB PD協議3.0，只需要進行簡單的軟件操作，即可實現響應的功能。
該PD模塊具有的特性如下：
◆ 1個USB PD3.0協議模塊
◆ 支持32Bytes發送FIFO和32Bytes接收FIFO
◆ 支持SOP、SOP’、SOP’’包收發
◆ 支持自動回復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GoodCRC可關閉和打開
這個因開發者而定，如果需要軟件回復GoodCRC，則需要掌握中斷產生的條件，否則會導致信息收發異常。
◆ 自動回復GoodCRC，接收到Message后，在硬件回復GoodRCC完畢才會產生接收中斷
◆ 軟件回復GoodCRC，接收到Message后，硬件就會產生接收中斷
◆ 軟件回復GoodCRC，回復GoodCRC后會產生發送完成中斷。但是需要注意的是，接收到信息后需要等待25us后回復GoodCRC
◆ 軟件回復GoodCRC，在GoodCRC發送完畢后，再回復Message，等待接收到對方回復GoodCRC后，才會產生發送完成中斷
（2）發送超時
在進行數據發送時，發送完成數據1ms 內，如果信息沒有錯誤，接收方應該返回GoodCRC應答。當發送出去的信息超過1ms，還沒接收到 GoodCRC應答時，則認為發送失敗，此時產生發送超時，同時硬件支持重復機制。
（3）重發機制
步驟2觸發時，如果開發人員配置重發使能，在硬件未收到對方回復GoodCRC時，則自動自行重發。重復次數最高三次，如果超過三次，則會觸發復位機制。
（4）CRC錯誤
硬件會對Message HEAD和Data進行CRC校驗，當接收信息的CRC錯誤時，則不會返回GoodCRC應答，接收數據會被丟棄。同時也支持某些特殊場景的應用，通過配置CRC校驗錯誤是否回復GoodCRC，如配置使能，且使能自動回復GoodCRC，則在校驗CRC錯誤時，依舊回復GoodCRC。
（5）BIST模式
PD模式支持2種BIST模式，即BIST Carrier和BIST Test Data。
芯海科技CSC2E101實現EC與PD的融合，不僅極大降低了EC開發和PD開發的矛盾，同時將PD的功能發揮得更好更穩定，最終能夠有效提升終端產品的性能穩定。
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的系統構建在PC領域具有開創性價值，為終端客戶產品提供了更多選擇路徑，同時能夠為終端客戶節省開發成本、創造更大價值，為終端消費用戶帶來更優秀的產品體驗。