USB PD 消息类型：控制消息、数据消息、扩展消息

PD 协议的核心就是靠消息对话。消息分三类，每一类的用法和结构都不一样。我刚接触 PD 时，觉得这些分类有点多余，后来才发现——分不清类型，抓包分析都无从下手。

控制消息（Control Messages）

控制消息是最短的一类。它们没有数据体，只有消息头。说白了，就是协议里的“感叹词”——Yes、No、准备好了、重试、CRC 校验通过……

控制消息的长度固定为 0 字节数据，消息头的 Type 字段标识具体含义。常用的控制消息有这些：

• GoodCRC：接收方确认收到上一条消息，CRC 无误。我调试时最先看的就是它——链路有没有通，GoodCRC 说了算。
• Accept：响应方同意对方的 Request。
• Reject：响应方拒方的 Request，常见于电压/电流请求超出能力。
• PS_RDY：电源已经切换到目标电压，Source 告诉 Sink 可以开始用新电压了。
• Get_Source_Capabilities：Sink 主动请求 Source 的能力清单。
• Soft_Reset / Hard_Reset：复位链路，重新协商。

避坑提醒： 我曾经以为 GoodCRC 和 ACK 是一回事，其实它们分别在协议层和事务层。如果只盯着应用层的 ACK，忽略 GoodCRC 是否及时回复，那在噪声环境下很容易丢消息。我建议你在抓包时先看 GoodCRC 的往返延迟，超过 200μs 就该查 PCB 走线了。

数据消息（Data Messages）

数据消息携带了实际的数据对象（SOP 或 SOP' 后的 Data Object / VDM Header / …）。它们才是真正的“谈判筹码”——能力清单、请求、供应商自定义指令都靠它。

数据消息的长度不固定，最长为 26B（含消息头）。消息头里除了 Type，还有一个 Number of Data Objects 字段，告诉接收方后面跟了几个数据对象。

常见的数据消息：

• Source_Capabilities：Source 广播自己能提供的 PDO（最多 7 个电源数据对象）。我习惯先看它的 PDO 顺序——通常第一个是 5V/3A 默认。
• Request：Sink 从 Source_Capabilities 里选一个 PDO，提出具体电压电流请求。
• BIST（Built-In Self Test）：用于生产测试，消息类型编号 8。
• VCONN 相关的 VDM：厂商自定义消息，也归入数据消息大类。

个人经验： 有一次客户设备总是在收到 Source_Capabilities 后回复 Request，但 Source 一直不进入 Ready 状态。我一看抓包，好家伙——Request 里填的 PDO 序号是 0，而 Source 的 PDO 序号从 1 开始。这就是数据消息结构理解不到位踩的坑。

下面是一个简化的数据消息头（SOP Packet）结构示例：

// USB PD 数据消息头（16 bits）
struct pd_msg_header {
    unsigned ext      : 1;   // 0=数据消息, 1=扩展消息
    unsigned num_objs : 3;   // 数据对象个数（0~7）
    unsigned message_type : 4; // 消息类型编码
    unsigned rev      : 2;   // 版本
    unsigned port     : 1;   // 端口号
    unsigned sid      : 5;   // 发送方 ID
};

解析时一定要先读 ext 位，如果为 1，那就不属于数据消息，而是下一节要讲的扩展消息。

扩展消息（Extended Messages）

PD 3.0 引入了扩展消息，本质上是把数据消息的字节数上限从 26B 扩到了 260B。它们依然通过 SOP* 帧传递，但消息头的 ext 位置为 1，并且后面会跟一个扩展头（Extended Header）来描述数据块块号、总长度等信息。

扩展消息的出现主要是为了：

• 传输更大的安全证书、认证数据
• 支持 OCPP（电源路径控制协议）等复杂功能
• 厂商自定义扩展（OEM 扩展消息）

举个实际例子——Extended Source_Capabilities：它可以携带比普通 Source_Capabilities 更多的电压电流组合（PDO 扩展），以及非电气参数（比如电池充电曲线）。

曾经的教训： 我原来以为扩展消息和普通数据消息可以混着发，结果设备解析老是失败。后来查规范才明白——一段事务流里，控制消息和数据消息必须严格交替，而扩展消息必须由源端发起，且接收方回复 GoodCRC 后才能继续。所以设计协议栈时一定要为扩展消息单独维护状态机。

三类消息对比

switch (msg_header.ext) {
    case 0:
        if (msg_header.num_objs == 0) handle_control_msg();
        else handle_data_msg();
        break;
    case 1:
        handle_extended_msg();
        break;
}