物理层基础：CC线、BMC编码与电压等级

做PD协议开发，第一关就是摸透物理层。我见过不少同事一上来就扑到报文解析上，回头发现波形对不上，供电握手失败——十有八九是CC线上的细节没吃透。这一章我们就从最底层的CC线讲起，把BMC编码和电压等级一起理清楚。

CC线的物理特性

CC线，全称Configuration Channel。Type-C接口里有两根CC线——CC1和CC2。为什么是两根？因为USB-C可以正反插，只用一根的话，反插就断了。两根线在Source端各接一个Rp上拉电阻，在Sink端各接一个Rd下拉电阻。插反了？自动切换，不耽误事儿。

CC线上的直流电平决定了供电方向和控制角色。我们平时说的CC电压，其实就是Rp和Rd分压后的结果。Type-C规范里给了一张表——不过我用实际参数给大家捋一下。

这里有个容易忽略的点：Rd的精度要求±1%。我曾经遇到过一批Sink板子，用5%的电阻，结果Source认成了Ra状态，硬是卡在5V 0.5A不肯升压。所以各位做原理图时，Rd一定要选1%贴片电阻，别抠那几分钱。

BMC双相曼彻斯特编码原理

说完了直流电平，咱们再看数据怎么在CC线上传递。PD协议在物理层用的是BMC编码——Biphase Mark Code，双相曼彻斯特编码。你把它理解为一种自同步的编码方式就行。

怎么工作的？每一比特时间单元内，必定有一次电平跳变。

• 传输逻辑1：在码元开始处额外增加一次跳变。也就是说一个周期内跳变两次（开始跳一次，中间再跳一次）。
• 传输逻辑0：只在码元开始处跳变一次，中间保持电平。

接收端用一个简单的计数器，测两次跳变之间的时间就能恢复时钟。这也带来了一个限制——BMC通信的速率不能飘太远。PD规范里规定标称波特率是 300 kbps，容差±0.5%。实测300kHz的时钟，差个1.5kHz就可能导致采样错位。

我在一个量产项目里就吃过这亏：Source端的晶振用了普通±50ppm的，Sink端用了±25ppm的，看着都满足0.5%——但温度一上来，两边偏差加起来快0.3%，再叠加上芯片内部PLL的抖动，偶尔就丢包。后来全部换成了温补晶振（TCXO），问题才消除。

BMC的物理波形长什么样？我画了一张简单的时序图，大家看箭头跳变。

这条红线是NRZ（非归零码）——直接高低电平表示0和1。下面绿线是BMC。注意看，BMC每个比特开始处都有一段跳变（上升或下降），而NRZ在连续相同比特时电平不变。这就是BMC自带时钟的原因——接收端只要监测跳变沿，不需要额外的时钟恢复电路。

电压/电流等级划分

说完编码，回到CC线上的电压信号。Type-C规范把CC线上的电压划分成几个明确的档位，Source通过检测CC电压来判断Sink的供电能力需求。反过来，Sink也通过CC电压知道自己能申请多大电流。

我把它整理成以下表格，大家写代码判断逻辑时直接参考。

这张表是PD握手前的基础。实际工作中，Source端ADC采样CC电压时一定要做滤波，否则瞬间噪声可能让判断误入其他区间。我有一次发现充电器明明标称3A，接上负载后只输出0.5A——查了好久，最后发现Source的ADC采样窗口刚好踩在电噪声的正半周期，读到了0.49V，误判为56kΩ。加了一个简单的10ms软件防抖就解决了。

电流能力与电压曲线的联动

上面讲的电流等级仅适用于PD协议对外协商前的基础供电。一旦进入PD报文交互，电流能力就由Source_Capabilities消息内的PDO来决定了，不再是靠CC电阻来猜。但底层物理层依然依赖CC线上的BMC通信来传递这些报文。

这里梳理一个关键逻辑链条：

1. 物理连接：Source通过Rp拉高CC线，Sink通过Rd拉低CC线，形成分压。
2. 基础供电：Source根据检测到的CC电压，决定是否输出5V基础电压和相应电流。
3. BMC通信：在CC线上叠加BMC编码信号，开始PD报文交互。
4. 协商升级：通过GoodCRC、Request、Accept等报文，最终确定正式电压电流。

每一步都依赖于CC线的正确物理特性和可靠的BMC解码。所以我的建议是：在做PD协议栈之前，先用示波器抓一段CC线上的BMC波形，确认边沿陡峭、幅度足够、噪声不多。我自己每个新平台都会抓500ms的BMC波形存档，方便后面排查问题。

本章内容到这儿，下次拿起示波器看CC线时，你就能一眼看出电压对应哪个电流等级，BMC波形里0和1怎么分清了。