快充协议简介
快充，顾名思义便是给手机快速充电，通过软/硬件技能手段，调度手机的电压与电流的输入值，进而缩短手机的充电韶光，冲破以往传统的5V/1A模式。提升充电速率的办法无非三种：电流不变，提升电压；电压不变，提高电流；电压、电流两者都提高。
随着市场的需求扩展，目前市情上高电压恒定电流、低电压高电流、高电压高电流三种模式都已经涌现并完善起来。对付这三种模式，每个厂商都有不同的选择，因此衍生出了多种快充协议。目前较为主流的有PD快充，高通的QC2.0/3.0，联发科的PE协议，oppo、vivo的闪充、华为的SCP等。为规范快充标准，USB-IF(USB标准化组织)发布了USB PD 3.0的主要更新，旨在一统快速充电技能规范方案，并且不许可USB接口通过非USB PD协议进行电压调度，而谷歌也宣告Android7.0以上的手机搭载的快充协议必须支持PD协议，更是加快了PD一统快充协议江湖。下面我们就以USB-PD为例，带你全面认识手机快充。
USBPD充电事理
USB-PowerDelivery（USBPD）是由USB-IF组织制订的目前主流的快充协议之一，它可以使目前默认最大功率5V/2A的type-c接口提高到100W功率。并且可以进行双向乃至组网的电能传输，具备系统级供电方案。
图 1 USBPD通信线缆
USBPD通信通过VBUS上互换耦合的FSK旗子暗记的调制（24MHz）进行半双工通信,从而实现手机和充电器的充电过程。
SOURCE端和SINK端分别代表适配器端和手机内部芯片SINK掌握器,从USB通信传输角度可以理解为USBHOST（主设备）和USBOTG（做从设备）。
当电缆接通之后，PD协议的SOP通信就开始在CC线（type-c接口通信配置通道）上进行，以此来选择电源传输的规格，此部分由SINK端向SOURCE端讯问能够供应的电源配置参数（5V/9V/12V/15V/20V）。
图 2 包含USBPD协议的Type-c系统充电事理框图
以手机端和适配器的9V充电为例，整体过程如下：
USB OTG端（从设备：适配器端）监控VBUS上电压状态，如果有VBUS的5V电压存在并且检测到OTG的ID脚是1K下拉电阻则解释该电缆支持USBPD通信，此时通信过程开始。
图 3 PD通信波形电平变革
SINK端发起SOP（起始段），启动SOURSE端USBPD设备管理器，申请获取SOURSE端能供应的规格资料；
SOURCE端回答能供应的规格列表，即根据USBPD规范解析该得出适配器所支持的所有电压和电流列表对；
SINK端回答选择的电压规格，即选择一个电压和电流对，并带上所须要的电流参数，发出相应的要求；
SOURSE端适配器内部解码转换后接管要求，调度适配器输出，把VBUS线缆上由5V抬升到9V；
手机收到后，SINK端会调度充电电压和电流，待SOURSE真个VBUS线缆到达9V并达到稳定进行充电；
手机在充电过程中可以动态发送来要求充电器改变输出电压和电流，从而实现快速充电的过程。
USB PD协议解析方案
PD协议的通信编码为Bi-phase Mark Coded (BMC)，通过CC脚进行通信，如图所示。
图 4 BMC通信线缆
BMC码是一种单线通信编码，数据1的传输，须要有一次高/低电平之间的切换过程，而0的传输则是固定的高电平或者低电平。每一个数据包都包含有0/1交替的前置码，所有的PD传输流程，都因此SOP Packet开始，起始码（SOP），报文头，数据位，CRC以及结束码（EOP）。
图 5 PD传输数据
BMC编码的通信，从数据流的测试节点开始，可以利用剖析仪进行剖析，也可以用带有协议解码功能的示波器进行直接解码，抓取每个数据包，并且得到数据包的报文参数。
图 6 协议方案
如图所示即为利用示波器在测试节点所获取的CC脚上PD通信波形。由此可看出，BPD协议的位数较多，解码较为繁芜，而通过示波器的协议解码功能，可将完全报文在短韶光内迅速解出，大大提升了工程师的事情效率以及直不雅观的体验。
图 7 ZDS示波器 USBPD解码
图 8 PD协议掌握下的电压抬升过程
图 9用双ZOOM模式剖析PD各段解码协议
目前ZDS系列示波器不仅能够支持USBPD的协议解码，并且也支持QC2.0/3.0协议的解码，可以知足目前主流快充协议的解码需求，并且在其高达512M的大存储机制下，可支持超永劫光的解码还原真实波形，完全监控通信过程；且具有双ZOOM剖析功能，可用主时基捕获须要统计数据的波形，通过Zoom1定位一段韶光的特色值，再由Zoom2放大波形细节，不雅观测瞬时旗子暗记变革，大大提升了工程师的测试便捷性。
