前言
! B! p4 m  H) S4 o- z/ Q! ?本文档介绍了面向STM32Cube的STM32 USB-PD（电力传输）软件扩展，参考X-CUBE-USB-PD。
USB Type-C™是最新的USB连接器生态系统，能够满足平台和设备不断变化的需求，同时保持USB的功能优势。
3 i" u' W- b9 ^) q: ]USB Power Delivery协议嵌入到了USB Type-C™连接器中，从而可以轻松连接/断开USB线缆，实现很多数据传输以外的功能。此协议能够传输超过常规5 V / 1.5 A的电压/电流，最大功率供应为100 W。
STM32 USB-PD包（X-CUBE-USB-PD）包含一个库（二进制格式）和以STM32F0设备作为USB Power Delivery微控制器的应用示例。可扩展到其他STM32系列。
" e2 L% O) r) T1 @  b: f该软件包包含的示例涵盖了大部分应用用例，允许用户基于USB-PD（供电方，受电方，和双角色端口）开发应用。
/ ~$ ~8 f/ p6 d. X7 k6 U3 }该库及相关示例可用于STM32F0设备以及专用P-NUCLEO-USB001扩展板（包含模拟前端和USB Type-C™连接器）。
本文档介绍了如何使用USB-PD库实现常规用途，以及创建自定义应用。它包含了以下专题，以简化此库的使用：
! [; R: U) [% |% O' C. J• USB-PD标准概述
+ i4 Z/ @, ]9 J• USB-PD库架构
3 \/ s" L8 P+ U- K* V: G• USB-PD堆栈使用描述
1 s. E7 \( Z* N- k4 Q; Y1 s7 j$ y0 E• 如何使用此库设置USB-PD应用。

3 o# N+ f7 v7 Y/ [+ M/ @" E; G
1受电方概述
/ U4 u3 _# C; |3 P1.1缩写和缩略语
8 M. f3 [9 x2 i2 q# T- v& ~
1.2参考
•通用串行总线电力传输规范，版本2.0，2016年3月25日
•通用串行总线Type-C线缆和连接器规范1.2，2016年3月25日
, ~4 a2 a7 P& v1 p/ h7 O/ Y& q" M表1. 缩略语列表
0 f1 I0 ~  \1 c) B, U1 Z! Y术语 意义
API
应用编程接口
CAD
' ^# q2 A5 t7 w8 A* v线缆检测模块
' G, M2 M4 O9 H% j* dCLI
) k$ G9 s6 x( L( C命令行接口
DFP
下行端口
DPM
/ K- o& D) W5 k  q2 p设备策略管理器
DRP
双角色端口
$ |/ a1 x- d) {: k; L1 C* tFW
  |( Z- y# ]1 [" L固件
HW
6 K) q" V' j- B2 x6 `硬件
PD
. o3 t  |; A, B/ j; z供电
PE
) q7 k; c+ Y, l0 ~策略引擎
PRL
协议层
4 A. a6 b, u! z2 J/ ?! v0 mUFP
上行端口
USB
通用串行总线
VDM
" t6 D- O- L, H) G供应商定义信息DocID029258 Rev 1 [English Rev 2] 7/35
" P  I4 y0 }7 O9 o  q1 MUM2063
USB-C PD架构
- F$ r9 a# c1 C1 c" o8 \! e+ B34
+ O! B4 t. l+ U+ r/ s' Q( |9 r2 USB-C PD架构
2.1
9 p1 b; I5 w: X. [  q0 D架构概述
. d  `, g4 F, J2 VUSB电力传输规范文档定义了PD设备（供电方或受电方）的通信层，如图 1中所示。
+ w2 b- `# N/ @& G. _. V图1. USB电力传输架构
假定一个具有PD功能的器件至少具有一个端口，可以是：
•
上行端口（UFP）
– Sink电源（受电方）。
–
" X' \" R' I% Y可选source电源（受电方 / 供电方）。
! O3 A" r9 K2 Q–
可选择通过USB进行通信
–
利用SOP包通信。
•
2 g: g: k8 u+ _/ p  @: Y# M8 M! ]* }下行端口（DFP）：
– Source电源（供电方）。
% t- E/ d9 t+ Q–
' b1 M8 V! U, v8 }  o可选Sink电源（供电方 / 受电方）。
–
1 l6 E; \. E# K+ x& v) R可选择通过USB进行通信。
" v7 j' l9 R* j5 s5 L–
利用SOP包通信
–
" c. ?1 H1 t( a  C可选择利用SOP包通信
MS41457V1
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3 }& y5 O' o% A, LVBUS/CC
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% _1 L. ^4 |( s% ~% s5 v* k0 Mঅ䇤
/ k( l( C! J# ?$ H8 U+ f8 Q6 Y⢟⨼ቸUSB-C PD架构
% _1 V) s* r: r" {UM2063
8/35 DocID029258 Rev 1 [English Rev 2]
在USB产品可支持USB Power Delivery协议的场合中，USB DFP最初是Source，而USB UFP
" R8 u! n9 W% g  \9 L1 B! O* g% ~最初是Sink，尽管USB-PD可以实现Source/Sink和DFP/UFP的功能交换。
注： 在一对端口之间，每个PD通信中只有一个Source端口和一个Sink端口。
2.2 USB-PD层
! V9 ~2 w3 M6 r: ^•
6 {! E" n  Z( r% T7 v) R设备策略管理器（DPM）
* ?$ X, c+ c1 ]DPM的作用是管理USB Power Delivery端口所用的电源。在供电方应用中，它为受电方
2 t" T8 F4 F! H' ~送电，而在受电方应用中，则向供电方要电。
一旦建立了Explicit Contact，DPM还允许交换VDM消息。Device Policy Manger是
USB-C Power Delivery Stack的上一层级。
2 b0 `) I' c" L+ i4 _•
策略引擎（PE）层
7 X( t0 ^' T0 e+ j2 _Policy engine（PE）的作用是根据发送的消息及其预期响应来驱动消息序列。它支持
$ L% X* ?" D0 [5 D! X; H9 ]协商电源，为电力交换建立Explicit Contract。
接受或拒绝请求取决于DPM对特定电源配置文件的响应。
PE还可以处理Vendor Defined Messages流，允许根据供电方和受电方所支持的功能，
8 s% p2 A! V+ m( V0 Z发现、进入或退出指定模式。
•
协议（PRL）层
' b8 |' r) H% F7 N% j( RPRL层的作用是驱动消息构建、发送和接收（与消息性质无关）。它允许对消息流进行
% u9 h4 d! ^, u! }1 Y: d检查，以检测通信错误。
% r( C6 c, ]  }8 R, U& bPRL层是PE和PHY之间的包装层。
•
PHY层
% W1 m5 z, W& E& q5 CPHY层负责通过CC线发送和接收消息。它具有信号收发器，可在电线上叠加一个信号。
; V8 q' y5 p: i, R1 ?% |* |+ I) G它负责管理线路上的数据并避免冲突，利用CRC检测消息中的错误。
) [. g2 P  N6 P7 W5 H注： 关于USB Power Delivery协议的更多信息，请参考第 1.2节中的官方规范文档。DocID029258 Rev 1 [English Rev 2] 9/35
3 Y) b6 Y# f8 h' K8 |5 oUM2063
1 s" l6 Y3 h7 y  o( G* N5 A$ s! s% A# AUSB-C PD架构
34
2.3
消息流
( B. w) u+ Y1 V! f. a从设备发送的每个消息都应该由GoodCRC消息应答。这使得接收方可向发送方确认：其消息
已被正确接收，并将由上层进行处理。
0 T$ {# n( m: }接收到的错误消息应被忽略，在持续发生通信错误的情况下，软件复位可重置协议参数，以
& U5 k- A4 l; Q$ ?2 f重新建立通信。如果错误仍然存在，则执行系统的硬件复位。
正常情况下，协商供电合同应按照图 2中所示的顺序进行。
/ |% ^( O- Y: H$ f  A. `6 h% o. C
2 D" \" H2 |0 l9 O! U# U' n
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