PD协议芯片的FPGA验证系统的制作方法

本实用新型涉及通信测试领域，具体涉及一种PD协议芯片的FPGA验证系统。

背景技术：

USB Type-C Power Delivery 协议(以下简称PD协议)，是一种基于Type-C接口的功率传输协议。USB-PD最大可支持100W（20V/5A）的功率传输，同时支持供电角色转换，能满足绝大部分电子设备供电需求。为了统一目前鱼龙混杂的充电接口与充电协议，减少充电适配器及线材的浪费，USB-IF组织规范了新版本的USB Type-C接口，将不允许通过非USB-PD协议来进行电压调整，谷歌也在Android 7.0 OEM规范中强调：快充技术必须支持USB-PD。USB-IF推出Type-C接口以来，各大手机厂商的旗舰机型基本都采用了Type-C接口。所以，Type-C接口的PD协议在不久的将来将会统一充电市场。现有的USB-PD解决方案大多采用MCU+PD-PHY芯片+Power芯片的模式，使用多颗芯片，需要的资源多，电路复杂，成本昂贵。开发集成的PD协议专用芯片已成为大多数公司的必然选择。PD协议对通信BMC码的电气物理特性做了详细规范，专用的PD协议芯片Type-C接口物理层PHY，要满足PD协议要求。FPGA验证是芯片开发必不可少的一个环节，能通过支持PD协议的适配器、手机、充电宝等设备检验PD协议芯片的整体应用方案是否满足需求。但是FPGA的接口不能满足Type-C接口物理层PHY的要求，不能直接连接PD协议设备进行测试。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种PD协议芯片的FPGA验证系统，可以直接连接PD协议设备进行FPGA验证。本实用新型的具体技术方案如下：

一种PD协议芯片的FPGA验证系统，包括FPGA验证板、Power芯片和PD-PHY芯片。所述FPGA验证板包括相互连接的PD协议模块和PD-PHY转接模块，其中：所述PD协议模块与所述Power芯片连接，用于向所述Power芯片发出电压控制信号，以控制所述Power芯片输出的电压大小。所述PD协议模块还与供电开关连接，用于向所述供电开关发出开关控制信号，以控制连接在所述Power芯片和PD协议设备之间的所述供电开关的通断。所述PD-PHY转接模块与所述PD-PHY芯片连接，用于进行所述PD协议模块与所述PD-PHY芯片之间通信信号的转接。所述PD-PHY芯片包括用于与所述PD协议设备连接的Type-C接口。

进一步地，所述PD-PHY芯片内部集成I2C从机子模块和SPI主机子模块，所述PD-PHY转接模块内部集成I2C主机子模块和SPI从机子模块，其中，所述I2C主机子模块和所述I2C从机子模块之间能够通过I2C总线进行配置通信，所述SPI主机子模块和所述SPI从机子模块之间能够通过SPI总线进行数据通信。

进一步地，所述PD协议模块集成了所述PD协议芯片的数字功能。

进一步地，所述PD协议模块与所述PD-PHY转接模块之间通过CC线进行连接。

本实用新型所述的PD协议芯片的FPGA验证系统，通过在FPGA验证板内部增加PD-PHY转接模块，并在FPGA验证板外增加PD-PHY芯片，从而可以直接桥接FPGA验证板与PD协议设备，进行FPGA验证。解决了FPGA验证板不能直接连接PD协议设备进行方案测试的问题，实现了PD协议芯片进行FPGA验证的快捷性和高效性，适于推广应用。

附图说明

图1为所述PD协议芯片的FPGA验证系统与PD协议设备连接的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细描述。应当理解，下面所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种PD协议芯片的FPGA验证系统，包括FPGA验证板、Power芯片和PD-PHY芯片。所述Power芯片与所述PD协议设备连接。所述FPGA验证板分别与所述Power芯片和所述PD-PHY芯片连接。所述PD-PHY芯片则与所述PD协议设备通过Type-C接口连接。其中，所述FPGA验证板包括相互连接的PD协议模块和PD-PHY转接模块。

所述PD协议模块与所述Power芯片连接，用于向所述Power芯片发出电压控制信号dac_req，以控制所述Power芯片输出的电压大小。所述PD协议模块还与供电开关连接，用于向所述供电开关发出开关控制信号VBUS_EN，以控制连接在所述Power芯片和PD协议设备之间的所述供电开关的通断。所述供电开关接通时，所述Power芯片通过VBUS线为PD协议设备提供充电时的供电电源。由于PD协议设备在不同的充电阶段有不同的电压需求，要求Power芯片根据PD协议设备需求提供不同的电压。Power芯片供电电压大小受FPGA验证板的请求信号dac_req控制，根据dac_req信号输出相应大小电压。dac_req信号通过FPGA内部的PD协议模块产生。

所述PD协议设备是支持PD协议的适配器、手机、充电宝等，内置PD协议芯片。根据PD协议规定，PD协议充放电设备分为3种类型：SRC、SNK 、DRP。SRC为供电设备，如适配器；SNK为受电设备，如蓄电装置；DRP既可以供电又可以受电。根据不同应用需求又分为2种：TRY_SRC_DRP、TRY_SNK_DRP。TRY_SRC_DRP更倾向于供电，如充电宝；TRY_SNK_DRP更倾向于受电，如手机。通过不同类型的PD协议设备，可以对PD协议芯片FPGA的应用方案作充分验证。

所述PD-PHY转接模块与所述PD-PHY芯片连接，用于进行所述PD协议模块与所述PD-PHY芯片之间通信信号的转接。

所述PD-PHY芯片包括用于与所述PD协议设备连接的Type-C接口，即PD_PHY芯片与所述PD协议设备之间可以通过Type-C线进行连接。

所述PD协议芯片的FPGA验证系统，通过在FPGA验证板内部增加PD-PHY转接模块，并在FPGA验证板外增加PD-PHY芯片，从而可以直接桥接FPGA验证板与PD协议设备，进行FPGA验证。实现了PD协议芯片进行FPGA验证的快捷性和高效性，适于推广应用。

优选的，所述PD-PHY芯片内部集成I2C从机子模块和SPI主机子模块，所述PD-PHY转接模块内部集成I2C主机子模块和SPI从机子模块。其中，所述I2C主机子模块和所述I2C从机子模块之间能够通过I2C总线进行配置通信，以对所述PD-PHY芯片进行配置。所述SPI主机子模块和所述SPI从机子模块之间能够通过SPI总线进行数据通信，以实现所述PD-PHY芯片与所述PD-PHY转接模块之间的数据传输。所述PD-PHY芯片提供标准的Type-C接口，可以连接PD协议设备，进行BMC码的PD协议通信。当Type-C接口接收到PD协议设备发出的BMC码时，进行BMC译码，然后把解码后的数据通过SPI总线发送给所述PD-PHY转接模块。当Type-C接口接收到所述PD-PHY转接模块发送的请求信号tx_req时，PD-PHY芯片通过SPI总线读取所述PD-PHY转接模块的数据，进行BMC编码，然后把编码后的BMC码通过Type-C接口发送给PD协议设备。SPI总线的数据传输速率为300KHz，与Type-C接口的BMC码传输速率相同。

优选的，所述PD协议模块集成了所述PD协议芯片的数字功能，是开发PD协议芯片FPGA验证环节的目标测试模块，通信采用PD协议标准的BMC码。FPGA验证板内部的PD-PHY转接模块，主要作为FPGA验证板内部PD协议模块与外部PD-PHY芯片的通信信号转接。该模块可通过I2C接口配置PD-PHY芯片，还可以通过SPI总线与PD-PHY芯片进行数据通信。当SPI总线接收到PD-PHY芯片发出的通信数据时，进行BMC编码，然后把编码后的BMC码发送给PD协议模块。

优选的，所述PD协议模块与所述PD-PHY转接模块之间通过CC线进行连接。当所述PD-PHY转接模块从CC接口接收到PD协议模块发送的BMC码时，进行BMC译码，并输出发送请求信号tx_req到PD-PHY芯片，然后PD-PHY芯片通过SPI总线把BMC译码数据读走。CC接口的数据传输速率为300KHz，与Type-C接口的BMC码传输速率相同。

上述各实施例所述的PD协议芯片的FPGA验证系统，通过在PD协议模块与PD协议设备之间增加PD-PHY转接模块和PD-PHY芯片，达到了PD协议模块与PD协议设备实时通信的需求，解决了FPGA验证板不能直接连接PD协议设备进行方案测试的问题，提高了PD协议芯片进行FPGA验证的快捷性和高效性。

最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可，各实施例之间的技术方案是可以相互结合的。以上各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改， 或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。