2. PD Negotiation时序基础：Source和Sink角色，CC线通信原理，时序参数概念

好，我们正式开始啃PD Negotiation的硬骨头。说实话，很多人卡在时序分析这一关，根子就在于没搞懂最基础的几个概念。

2.1 到底谁说了算？Source与Sink角色

USB Type-C口子上，两端设备不是平等的。一个负责“供电”或“提供数据”，另一个负责“吃电”或“接收数据”。这个主从关系，就是Source和Sink。

• Source（源端）： 提供电力的一方。比如笔记本充电器、电脑USB口的Host。
• Sink（接收端）： 消费电力的一方。比如你的手机、移动硬盘。

角色决定行为

Source的行为是“拉”Rp电阻，表示“我能给电，快来谈”。Sink的行为是“拉”Rd电阻，表示“我要吃电，开条件吧”。

我早期设计一个充电宝时，误把Source端的Rp接到了GND，结果CC线电平一直是0V，手机插上去毫无反应。查了三天PCB才发现——Rp方向反了。这就是基本功不扎实的代价。

角色	标志信号	职责说明
Source	Rp电阻	提供5V检测电压，启动PD通信
Sink	Rd电阻	产生Sink电压，接收电能供应

2.2 CC线通信原理

CC线（Configuration Channel）是整个PD沟通的唯一物理通道。它不像I2C那样需要两条线，一条CC线就能完成配置、协商、中断所有事。

单线 vs 双线策略

USB-C接口有两根CC线：CC1和CC2。但它们不是同时工作。

• 单线策略： 只有一根线参与通信。Source端通过检测哪根线上有Rd电阻，就能判断出正反插方向。
• 双线策略： 用于电子标记线缆（E-Marker）。两根线同时承载数据，实现芯片身份识别。

我曾经踩过一个坑：做一款多口充电器时，把CC1和CC2都当作独立通道接入MCU，结果两个口同时发信号，MCU直接死机。切记：单口设备，一根线通信就够了，另一根保持空闲。

通信载体：BMC编码

CC线上跑的不是简单的数字电平，而是BMC（Bi-Phase Mark Coding）编码。简单说，就是每个数据位前都会有一个电平翻转。这样做的好处是：抗干扰能力极强，且能自定同步时钟。

PD 2.0和3.0的标准速率是300kbps，也就是每秒钟传30万个bit。这个速率下，CC线的电容和线长会直接影响波形质量。所以我说：PCB上CC走线长度不要超过10cm，超过的话，最好走差分线加屏蔽。

2.3 时序参数概念

好了，协议层讲完了。真正难啃的是时序参数。PD协议对时间要求非常苛刻，每个事件都有精确的窗口期。

三个你绕不开的时序参数

参数符号	全称	典型值	含义
tCCDebounce	CC线消抖延时	10~20ms	Source检测到插入后，等待CC线电平稳定
tTypeCSink	Sink检测时间	2~10ms	Sink端检测到自身Rd拉低，判断为已插入
tPDDebounce	PD消抖延时	2~10ms	Source端确认Sink真正连接，准备发起通信

为什么这些参数重要？

举个例子：tCCDebounce如果设太短（比如5ms），CC线可能还没稳定，Source就误判为已插入；相反，如果设太长（比如100ms），用户插上设备后，会感觉反应慢半拍。

我在设计一款快充车充时，tTypeCSink取值8ms，结果用某品牌手机测试，通信经常失败。后来抓波形发现，那款手机的Sink端消抖时间刚好是10ms，给了8ms的等待，它还没准备好，Source已经发Start of Packet（SOP）了。匹配不顺。这是一个典型的设计误判，原因就在于对Sink侧时序参数的信心不足。 后来我反查USB-IF的测试规范，建议tTypeCSink > 2ms且 < 10ms，但不要卡下限。

时序检查伪代码（C语言）

// Source端时序检查
if (CCVoltage > 0.25V && CCVoltage < 2.0V) {
    if (tCCDebounceTimer > 15ms) {
        // 检测到有效Sink连接
        EnterPDNegotiation();
    } else {
        // 等待消抖稳定
        StartDebounceTimer(15ms);
    }
} else {
    // 电平异常，重置状态机
    ResetConnection();
}

// 启动PD通信确认
if (tPDDebounceTimer > 3ms) {   // 再加一个边距
    SendSOP();
}

注意我在这里加了“边距”。工业级设计中，参数不取理论值，取安全值。