如何使用DSLogic分析USB-PD信号？
一 文档介绍本文将一步步介绍如何使用dslogic逻辑分析仪采集和分析 usb-pd 信号。此次将演示使用快充充电器给一台安卓手机充电。
二 需要测量哪几个信号逻辑分析仪需要测量 cc1 信号，两设备协商后 vbus 的电压会有所改变。
vbus 电压是 usb 总线上的电源电压，通常为5v。在 usb-pd 中，它可以在5v、9v、12v、15v或20v之间变化，以提供不同功率级别的电力传输。cc 电压则是用于识别连接的设备类型和支持的功率级别的信号。
usb-pd 协议是在 type-c 接口的 cc 信号线上实现的。cc信号线有两根，分别被标记为cc1和cc2，数据线上的 cc2 为 vconn，用于 100w 模式下给 e-marker ic 供电。在 usb-pd 协议中，一般使用 cc1 信号线用于传输协商消息，以确定所需的电源和充电速度，通过配置电阻的上下拉，它可以是0v、0.6v 或 1.2v，根据连接的设备和所需的功率级别而变化。cc1 信号线的通信速率限制在 270-330 kbps，典型为 300kbps。所以，在使用逻辑分析仪测试 usb-pd 时，我们只需要测试 cc1 即可。
如何从 typec 中识别出 vbus 和 cc1 ？可以参考每种类型接插件对应的数据手册，都会有引脚分布的介绍。
图1 6 pin typec引脚定义
更多 typec 插座类型的引脚定义请查看附件。
如上图所示，vbus 为 a9/b9，cc 线为 cc1/cc2。如果你的硬件方便，可以直接用设备连接 typec 上的这两个引脚。
如果不方便测试 typec 中的引脚，也可测试 typec线缆，将数据线里的每一根线都剥开，使用万用表测量每一根信号线的电压。
图2 将数据线剥开
如果在 typec 接入手机后的前一段时间：
电压从 5v 上升到某个电压如 9v，并保持稳定，那么这根线是 vbus
表现为短路，则这根线是 gnd
电压时不时在 2v 以下变化，则这根线为 cc1
表现为开路，则为其他信号线
三 信号的实际模样dslogic逻辑分析仪分析的是数字信号，在采集分析之前，我们先用示波器观察下信号实际是什么样子的。
这里我们使用璞石示波器来完成捕获模拟波形的演示。
3.1 设置示波器3.1.1 时基我们在开始采集前可以先将时基设置得稍微大一点，这样方便观察是否采集到了信号，比如可以设置为 5ms/格，待采集到波形后再减小时基到波形容易被观察范围。
3.1.2 垂直分辨率因为 cc1 的最高电平是 2v，我们将通道 0 垂直分辨率设置 500mv/格；vbus 可能能到 20v，我们将通道 1 垂直分辨率设置 2v/格，如果观察到波形不合适，再来调整。
3.1.3 触发电平因为两个设备是先协商再决定供电功率，所以我们将 cc1 的电平变化作为触发条件，可以设置为 0.8v左右。
3.2 在璞石示波器上显示我们使用璞石示波器来完成捕获模拟波形的演示。
图3 使用璞石测试到的信号
示波器 0通道接在 typec 数据线的 cc1 处，接地夹接数据线的地线，设置水平分辨率为 5ms/格，垂直分辨率为 500mv/格，触发电平设置在 800mv 左右，单次触发。1 通道接在 typec 数据线的 vbus 处，接地夹接数据线的地线，设置垂直分辨率为 2v，将 typec 充电线接入手机，捕获的波形如下图所示。
图4 捕获波形
图5 展开波形观察
在图4 和图5 中，紫色波形为 cc1，绿色波形为vbus，可以看到，在 cc1 通讯前，vbus 为 5.200v，cc1 保持高电平为 1.733v，可知该手机使用的是 3.0a 的电流标准，cc1 通讯完成后，vbus 电压从 5.200v 上升至了 8.733v，从而可以得知该手机使用的是 9v 的电压标准，由此次测量可知，充电器向该手机提供 9v*3a，也就是27w 的充电功率。
四 信号的采样与解码在示波器上可以观察到信号的波形质量，但是示波器不擅长长时间抓取波形，同时进行解码分析。所以当想要分析协议通讯的内容时，使用dslogic逻辑分析仪是最合适的工具。
接下来将详细介绍如何使用 dslogic plus 采集和解码 usb-pd 信号。
4.1 信号的连接在dslogic plus中，可以选择任意通道对波形进行采集。我们使用 0 通道来采集 cc1 信号。
连接排线至逻辑分析仪的采样端口，图6 显示了排线和通道的对应关系。
图6 排线与逻辑分析仪的连接
连接 0 通道至 cc1，黑色信号线为接地信号线，连接地线。连接效果如图。
图7 逻辑分析仪连接被测信号
4.2 采样设置打开 dsview，在左上角点击“选项”，按照图8 参数设置，其中关于阈值电压，在图5 中，我们可以看到通讯波形的电压范围大致在 0v – 1.2v 之间，所以阈值可以设置为 0.8v 左右，通道选项的所有选项都符合我们的要求，我们选择就选第一个。其他选项保持默认，点击确定。
图8 dsview选项设置
设备选项设置完成后，采样率一般设置为波形最大速率的 10 倍，这里可以设为 2mhz，采样时间这里设置为 5.00s，采集模式设置为“单次”。
关键的阈值、采样时间和采样率设置完成后，我们接下来设置触发方式。
从图1 可以看到 cc1 以从高电平状态跌落到低电平状态而开始通讯，所以我们设置触发方式为下降沿触发，点击 0通道左侧的下降沿标识，显示为蓝色则为下降沿触发。
图9 触发设置
完成以上接线和设置后，点击 dsview 上的“开始”，此时逻辑分析仪正在等待触发波形的出现，然后将 typec 接入设备，触发后等待波形采集完成。
4.3 解码设置波形采集完成后会在软件界面显示，此时可以对波形进行解码操作，具体操作是点击菜单栏的“解码”按钮，在协议框中输入“usb”，选择在下方出现的”usb pd“，在弹出的解码设置中进行解码设置。
图10 解码设置
右侧带有眼睛图标的选项表示是否要在解码中查看这些内容，默认是要查看，如果不想看到相关内容，将其勾选掉即可。
在”cc1“选项中选择连接 cc1 信号的通道，我们的通道是 0 通道，所以选择 0。
由于我们不检测 cc2 电源连接，故此项不填。
“full text decoding of packets” 表示是否需要对数据包进行全文解码。
如果在波形中插入了光标，可以使用光标来限制解码的范围，默认是对所有波形进行解码。
图15 解码器选项
此时解码已经完成，可对波形放大查看细节。
图11 查看解码结果
附件9 pin typec引脚定义
14 pin typec引脚定义
16 pin typec引脚定义
24 pin typec引脚定义
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usb-pd 协议是在 type-c 接口的 cc 信号线上实现的。cc信号线有两根，分别被标记为cc1和cc2，数据线上的 cc2 为 vconn，用于 100w 模式下给 e-marker ic 供电。在 usb-pd 协议中，一般使用 cc1 信号线用于传输协商消息，以确定所需的电源和充电速度，通过配置电阻的上下拉，它可以是0v、0.6v 或 1.2v，根据连接的设备和所需的功率级别而变化。cc1 信号线的通信速率限制在 270-330 kbps，典型为 300kbps。所以，在使用逻辑分析仪测试 usb-pd 时，我们只需要测试 cc1 即可。
如何从 typec 中识别出 vbus 和 cc1 ？可以参考每种类型接插件对应的数据手册，都会有引脚分布的介绍。
图1 6 pin typec引脚定义
更多 typec 插座类型的引脚定义请查看附件。
如上图所示，vbus 为 a9/b9，cc 线为 cc1/cc2。如果你的硬件方便，可以直接用设备连接 typec 上的这两个引脚。
如果不方便测试 typec 中的引脚，也可测试 typec线缆，将数据线里的每一根线都剥开，使用万用表测量每一根信号线的电压。
图2 将数据线剥开
如果在 typec 接入手机后的前一段时间：
电压从 5v 上升到某个电压如 9v，并保持稳定，那么这根线是 vbus
表现为短路，则这根线是 gnd
电压时不时在 2v 以下变化，则这根线为 cc1
表现为开路，则为其他信号线
三 信号的实际模样dslogic逻辑分析仪分析的是数字信号，在采集分析之前，我们先用示波器观察下信号实际是什么样子的。
这里我们使用璞石示波器来完成捕获模拟波形的演示。
3.1 设置示波器3.1.1 时基我们在开始采集前可以先将时基设置得稍微大一点，这样方便观察是否采集到了信号，比如可以设置为 5ms/格，待采集到波形后再减小时基到波形容易被观察范围。
3.1.2 垂直分辨率因为 cc1 的最高电平是 2v，我们将通道 0 垂直分辨率设置 500mv/格；vbus 可能能到 20v，我们将通道 1 垂直分辨率设置 2v/格，如果观察到波形不合适，再来调整。
3.1.3 触发电平因为两个设备是先协商再决定供电功率，所以我们将 cc1 的电平变化作为触发条件，可以设置为 0.8v左右。
3.2 在璞石示波器上显示我们使用璞石示波器来完成捕获模拟波形的演示。
图3 使用璞石测试到的信号
示波器 0通道接在 typec 数据线的 cc1 处，接地夹接数据线的地线，设置水平分辨率为 5ms/格，垂直分辨率为 500mv/格，触发电平设置在 800mv 左右，单次触发。1 通道接在 typec 数据线的 vbus 处，接地夹接数据线的地线，设置垂直分辨率为 2v，将 typec 充电线接入手机，捕获的波形如下图所示。
图4 捕获波形
图5 展开波形观察
在图4 和图5 中，紫色波形为 cc1，绿色波形为vbus，可以看到，在 cc1 通讯前，vbus 为 5.200v，cc1 保持高电平为 1.733v，可知该手机使用的是 3.0a 的电流标准，cc1 通讯完成后，vbus 电压从 5.200v 上升至了 8.733v，从而可以得知该手机使用的是 9v 的电压标准，由此次测量可知，充电器向该手机提供 9v*3a，也就是27w 的充电功率。
四 信号的采样与解码在示波器上可以观察到信号的波形质量，但是示波器不擅长长时间抓取波形，同时进行解码分析。所以当想要分析协议通讯的内容时，使用dslogic逻辑分析仪是最合适的工具。
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图6 排线与逻辑分析仪的连接
连接 0 通道至 cc1，黑色信号线为接地信号线，连接地线。连接效果如图。
图7 逻辑分析仪连接被测信号
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图8 dsview选项设置
设备选项设置完成后，采样率一般设置为波形最大速率的 10 倍，这里可以设为 2mhz，采样时间这里设置为 5.00s，采集模式设置为“单次”。
关键的阈值、采样时间和采样率设置完成后，我们接下来设置触发方式。
从图1 可以看到 cc1 以从高电平状态跌落到低电平状态而开始通讯，所以我们设置触发方式为下降沿触发，点击 0通道左侧的下降沿标识，显示为蓝色则为下降沿触发。
图9 触发设置
完成以上接线和设置后，点击 dsview 上的“开始”，此时逻辑分析仪正在等待触发波形的出现，然后将 typec 接入设备，触发后等待波形采集完成。
4.3 解码设置波形采集完成后会在软件界面显示，此时可以对波形进行解码操作，具体操作是点击菜单栏的“解码”按钮，在协议框中输入“usb”，选择在下方出现的”usb pd“，在弹出的解码设置中进行解码设置。
图10 解码设置
右侧带有眼睛图标的选项表示是否要在解码中查看这些内容，默认是要查看，如果不想看到相关内容，将其勾选掉即可。
在”cc1“选项中选择连接 cc1 信号的通道，我们的通道是 0 通道，所以选择 0。
由于我们不检测 cc2 电源连接，故此项不填。
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如果在波形中插入了光标，可以使用光标来限制解码的范围，默认是对所有波形进行解码。
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