📚 课程目录第2章 PD协商的角色与拓扑（Source/Sink/DRP）

PD协商的角色与拓扑（Source / Sink / DRP）

搞 USB PD 的人，最先要搞清楚的就是角色。说白了，就是谁给电，谁用电，以及谁既能给又能用。我自己刚入行那阵子，总觉得 PD 协议的各种状态机复杂，后来发现绕来绕去其实就三种角色——Source、Sink 和 DRP。弄明白它们的拓扑关系，后面看报文才不晕。

1. Source —— 供电方

Source 就是功率的提供端。典型的 Source 有电源适配器、扩展坞、充电宝的“输出口”。它的 CC 脚上会拉一个 Rp（上拉电阻），告诉对面我最多能出多少功率。我见过很多调试问题，就是 Rp 阻值焊错了，导致 Source 只能出 5V 而不是 20V。

经验提示： 我自己调板子时，先测 CC 对地的电压。如果稳定在 0.4V 到 0.9V 之间，基本可以判断是 Source 侧，并且电阻值对应着广播的电流能力。具体对应关系查表就好，别靠猜。

2. Sink —— 用电方

Sink 就是吸电的，比如手机、笔记本、小风扇。Sink 的 CC 脚上拉的是 Rd（下拉电阻），它通过 Rd 的阻值告诉 Source 自己需要多少电流。注意，Sink 也可以同时请求电压变化——发一个 Request 报文，Source 那边 Accept 后切电压。

我之前遇到一个怪现象：Sink 端明明请求了 9V，Source 也 Accept 了，但电压就是没升上去。后来发现是 Sink 端的 VBUS 路径上有个保险丝内阻太大，9V 时电流掉得厉害。所以，别光看报文，要测实物。

3. DRP —— 双角色端口

DRP（Dual Role Port）是个灵活的中间派。它既不固定当 Source，也不固定当 Sink。典型的 DRP 设备：笔记本的 USB-C 口（可以给手机充电，也可以插适配器自己充电）、某些扩展坞、甚至一些奇葩的“双向充电宝”。DRP 的工作原理是在 CC 线上周期性地切换 Rp 和 Rd，就像在喊：“我能不能给你电？我要不要吃电？”

曾经踩坑： 有一个项目，DRP 设备连上另一个 DRP 设备，两边都以为自己是 Source，结果 CC 上两个 Rp 碰在一起，状态机卡死，谁也不供电。后来加了硬件消抖和软件超时才能收敛。如果两端都是 DRP，一定要做 Try.Source / Try.Sink 的优先级判断，否则你会见到各种离奇死锁。

4. 角色决定的底层逻辑

真正决定角色的是 CC 引脚上的上下拉电阻。看这张表就一目了然：

端口类型	CC 上拉/下拉	初始角色	能否切换
Source	Rp（上拉）	Source	否（除非 DRP 切换）
Sink	Rd（下拉）	Sink	否
DRP	交替 Rp / Rd	取决于首次检测	是（通过 DRP_Swap）

那为什么两个 Source 直接连起来会有问题？因为两边都输出 Rp，没有 Rd 让它检测到“对面有设备”，所以 VBUS 都不会打开。反过来，两个 Sink 连也一样。只有 Source + Sink 才能直接握手。DRP 则像“万能转接头”，总能找到一种方式匹配。

5. 典型拓扑结构

实际系统中，最常见的是这几种：

点对点：一个 Source 直接连一个 Sink，比如充电器接手机。
链式：Source → 扩展坞（DRP）→ Sink，扩展坞内部会做一个角色管理。
多端共享：比如一个 Source 通过 USB Hub 接多个 Sink，但 PD 在物理层其实还是点对点，Hub 会做策略路由。

你想想看，如果拓扑里出现一个 DRP，它可能在链路的哪个位置？多数情况下 DRP 是中间设备，比如笔记本接充电器时是 Sink，接手机时是 Source。我调试过一个多口充电器，每个口都是 DRP，结果四个口之间乱抢角色，VBUS 一会开一会关。后来每个口固定为 Source 或者加硬件优先级才解决。

6. 角色转换与 Try.Source / Try.Sink

DRP 设备决定角色的过程叫“角色确定”。它会先尝试作 Source（Try.Source），如果几秒内没检测到 Sink 的 Rd，再切换到 Sink 试试（Try.Sink）。这样做是为了避免两端同时当 Source 或同时当 Sink。具体状态机见下面的图。

  Kernel insight： 在 USB PD 标准中，角色的切换是通过软件发送 DR_Swap 或 PR_Swap 报文完成的。不要以为仅仅是硬件上下拉的事情，软件层也要同步修改 CC 上的电阻状态。我见过一个方案，软件改了角色，但硬件上下拉没同步，结果 CC 信号错乱，设备疯狂重枚举。

你看，角色和拓扑其实不复杂，但实际硬件连线上 CC 脚只有一根（CC1/CC2 两根线，一根用于通信，另一根用于检测正反插）。我刚开始学的时候总把 CC 和 D+ D- 弄混，结果一直调不通。记住一点：CC 是控制通道，不是数据通道。

7. 实际调试中常见的角色问题

CC 电平不对：Source 侧 Rp 阻值选错，比如本该 10kΩ 却用了 5kΩ，电压超出范围，Sink 识别不到。
DRP 切换频率太慢：我见过某个方案的 DRP 周期设为 300ms，结果设备插入时刚好在切换间隙，错过握手，需要用户重插。
两端都是 DRP 且优先级相同：会造成振荡，两边都在 Try.Source → Try.Sink 之间来回。解决办法是硬件上让一边先占住，或者软件增加随机退避。
忘记在软件里同步 CC 状态：硬件改电阻了，但软件还在按旧角色发送 PR_Swap，导致 PD 逻辑混乱。

避坑指南： 我曾经验证一个 DRP 设备时，发现连接某些第三方的充电器后，VBUS 一直没上来。用协议分析仪抓包，看到 Source 侧发了 Source_Capabilities，但 DRP 设备没有回 GoodCRC。排查后发现 DRP 处于 Try.Sink 状态，CC 上拉电阻是 Rp，但软件认为自己是 Sink，拒绝处理 Source 的报文。这是个典型的软硬状态不同步，修了三天。

嗯，到这里你应该能分清这三兄弟了。Source、Sink、DRP 的拓扑关系直接影响你的 PD 产品能不能正常握手。下一项准备就是深入学习 PD 报文的结构，但先把角色和拓扑刻在脑子里，后面才不会跑偏。