作者：Kavya Udatala、Santosh Moharana和Deepak Nagaria

通用串行總線 （USB） 始于 1990 年代中期，旨在標準化計算機外圍設備與 PC 的連接，用于通信和供電。如今，它已在各種設備和電器上變得司空見慣，包括智能手機、智能電視、汽車和視頻游戲機。USB已經有效地取代了各種早期的接口，例如速度高達10GB/s的串行和并行端口（使用USB 3.1），以及用于便攜式設備的單獨電源充電器。

新的 USB 供電 （PD） 規范通過通過各種電纜型材（從 C 型無標記電纜到 C 型電子標記電纜）提供 60W （3A @ 20V） 至 100W （5A @ 20C） 的功率，將其提升到一個新的水平。這種供電能力的增加充分支持高功耗設備，顯著減少電池充電時間，并將系統從交流適配器中解放出來，以實現更無電纜的使用壽命。

如果您正在設計或驗證包含USB供電功能的SoC，則確實需要PD的驗證IP（VIP），該IP支持豐富的規范，易于驗證和調試，并支持您解決PD支持帶來的驗證挑戰。

您可以在此處了解有關 Synopsys VC VIP for USB Power Delivery 的更多信息。

USB 供電系統架構

驗證基于 USB 供電的設計

在這里，我們將討論USB PD中的一些功能，以及它們帶來的驗證和調試挑戰：

1） USB-PD 2.0 支持電纜插頭主用和電纜插頭雙主電源配置，除了 UFP 和 DFP。

驗證挑戰：

DFP DUT 應能夠使用所需類型的 SOP 數據包幀與 UFP、電纜插頭主用和電纜插頭雙主電源進行通信，并為每個設備或電纜插頭維護不同的協議堆棧。

如果 UFP 或電纜插頭，DUT 應該能夠接受并響應定向到它的消息。

驗證 IP 應能夠充當 DFP、UFP 或電纜插頭并與 DUT 通信

2） 數據包成幀中使用的 SOP 模式根據數據包的接收方進行區分。DFP 到 UFP 通信使用 SOP 模式，DFP 到 Cable Plug Prime 使用 SOP' 模式，DFP 到 Cable Plug Double Prime 使用 SOP”。

驗證挑戰：

DFP 需要針對支持的 SOP 類型進行可配置。

VIP 應該能夠配置支持的 SOP 類型并做出相應的響應。它應該忽略未定向到它的消息。

3） 總線空閑和避免沖突：對于 BMC 信令，如果在 tTransitionWindow 中未檢測到 nTransitionCount 轉換，則總線被視為空閑。為了避免總線上的數據包沖突，定義了 tInterFrameGap。幀間間隙時間指定發送器在傳輸數據包的最后一位后再次開始傳輸之前必須等待的最短時間。

驗證挑戰：

Phy Tx 在開始傳輸之前必須注意總線空閑情況。此外，發射器必須遵循兩個連續數據包之間的幀間間隔時序。

4） 供應商定義的消息 （VDM） 允許供應商交換規范未定義的信息，可用于啟用電纜功能的備用模式和發現電纜功能。

驗證挑戰：

DUT 應該能夠發送或響應端口伙伴發送的 VDM，如果不受支持，應該能夠忽略它們。

VIP 應該能夠將 VDM 發送到 DFP/UFP 或電纜插頭，并且在以端口或電纜插頭的角色運行時應該能夠接受 VDM。

用于 USB 供電的 Synopsys VC 驗證 IP 可以為您做什么

用于 USB 供電的 Synopsys VC 驗證 IP 旨在徹底驗證 USB PD 是否符合 1.1 和 2.0 規格以及 C 型功能。USB PD VIP 將 PD 系統架構（如上圖所示）映射到一個具有 3 層的代理（單協議棧）。它還實現了電纜插頭功能（SOP'和SOP''）來驗證PD堆棧。VIP提供豐富的測試平臺和驗證功能，包括協議服務、物理服務、策略管理器服務、層的縮減模式、回調、異常和錯誤注入功能，可輕松編寫任何有效和無效的測試場景。

審核編輯：郭婷