PD快充 - fusb302驱动调试笔记

一、fusb302介绍

Fusb302是可编程的USB Type-C控制器，支持识别各种USB 设备和对应的状态;且支持最高100W的PD协议。

Fusb302用CC1/CC2引脚与typeC电源适配器通信，通过PD协议来设置电源适配器的输出电压和电流，从而达到控制充电电压电流，实现快充的目的。

说白了，就是通过 PD协议控制电源适配器，从VBUS输出不同功率的电源（最高100W）。

二、fusb302引脚功能

引脚	功能
CC1/CC2	主要用来 PD协议通信或其他： 1）探测USB连接，区分正反面，区分DFP和UFP的主从关系 2）配置Vbus，有USB Type-C和USB Power Delivery两种模式 3）配置Vconn，当线缆里有芯片的时候，一个cc传输信号，一个cc变成供电Vconn，用来给线缆里的芯片供电(3.3V或5V)； 4）如果CC通道连接其他配置，如连接音频配件、DP、PCIE时，CC通道配置是不同的。
VBUS	VBUS为电源适配器提供的用来给电池充电的总线电源，USB PD协议可配置电压和电流，最大100W，如：20V 5A
VCONN	当线缆里有芯片的时候，一个cc传输信号，一个cc变成供电Vconn，用来给线缆里的芯片供电(3.3V或5V)
INIT_N	中断输出，当有事件发生时，用于通知处理器读取I2C寄存器数据。如：插入/拔出typeC，INIT_N都会拉低一下。
SCL、SDA	I2C时钟、数据引脚

介绍：

1、主从

SRC：Source，供电端如：充电器。

SNK：Sink，受电端如：手电筒。

2、DFP、UFP、DRP用途解析

① DFP：Source，下行端口，可以理解为一个Host，DFP作为source给VBUS和vcon供电的，简单理解为一个提供电源的设备，如：电源适配器。

② UFP：Sink，上行端口，可以理解为Device，UFP可以理解为受电端口，DFP为供电端口，UFP从VBUS中取电，并可提供数据。典型设备如：U盘、移动硬盘。

③ DRP：双角色端口，DRP既可以做DFP（Source）又可以做UFP（Sink），也可以在DFP和UFP间动态切换，典型设备是：笔记本电脑、充电宝。

充电宝为UFP（Sink）的应用：电源适配器给充电宝充电。

充电宝为DFP（Source）的应用：充电宝给手机或其他设备充电。

三、fusb302驱动移植及修改方法

与供应商沟通，原厂前期只提供了mcu的代码没提供linux的。因此移植瑞芯微的板子里的fusb302驱动到酷芯平台。

1、将fusb302驱动编译成.ko，并加载

1）设备树dts添加子节点，fusb302挂载 i2c3上

&i2c3 {status = "okay";fusb0:fusb30x@22 {compatible = "fairchild,fusb302";reg = <0x22>;                                    //设备地址int-n-gpios = <&porta0 4 GPIO_ACTIVE_HIGH>;     //GPIO_A0_4status = "okay";};
};

引脚配置如下：

i2c 和 gpio 引脚

2）Makefile

KERN_DIR = /home/dongao/share/kernel/linux-linaro-stable-lsk-v4.9-17.07  #内核路径all:make -C $(KERN_DIR) ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- M=`pwd` modules clean:make -C $(KERN_DIR) ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- M=`pwd` modules cleanrm -rf modules.orderobj-m    += fusb302.o

3）加载并测试

删除没有定义的 extcon相关函数。

$ make //ubuntu下编译生成 fusb302.ko

$ insmod fusb302.ko //ARM板加载驱动

发现问题：

问题1：probe() 中的 devm_extcon_dev_allocate() 函数会失败。

解决方法：内核配置 extcon。

问题2：酷芯提供的内核的 drivers\extcon\extcon.c 中的 extcon_info[] 没有定义 EXTCON_USB_VBUS_EN

解决方法：按照rk内核的extcon.c文件，extcon_info[]数组添加 EXTCON_USB_VBUS_EN 如下。

struct __extcon_info {unsigned int type;unsigned int id;const char *name;} extcon_info[] = {...
/* 2022-08-22 donga add */[EXTCON_USB_VBUS_EN] = {.type = EXTCON_TYPE_USB,.id = EXTCON_USB_VBUS_EN,.name = "USB_VBUS_EN",},...
}

问题3：正常运行probe()后，插上typec电源适配器后，发现电源适配器不停的发送 Hard Rest。

分析原因：PD协议对实时性要求比较高，fusb302收到适配器适配器的cap自动返回GoodCRC之后，要在15ms内发送request，不然电源适配器会发送HardReset命令。rk平台主频高，每个打印信息也只消耗1ms左右，而酷芯为900M主频，每个打印信息都间隔10ms左右。因此没来得及发送request。

解决方法：见修改驱动源码。

借用一张网图，描述PD协议交互过程：

2、修改驱动源码

修改方向：发送完GoodCRC后，会触发 INTERRUPTB_GCRCSENT 中断，状态机中尽量减少不需要的分支。

之后，经过多次HardRest，某次及时request进入正常充电。（此时代码不稳定，我想要每次都能立刻request进入正常充电）。继续调试代码。

同时，测试typeC拔出时，应该能产生INIT_N中断。示波器测INIT_N脚，确实有拉低的动作，奇怪为什么没有运行中断处理函数？

原因：驱动代码中断配置成 IRQF_ONESHOT | IRQF_TRIGGER_LOW 模式，中断处理函数中关中断，工作队列再开中断。之后就无法触发了。（如果不关开中断，可以一直触发）。这个问题找厂家协助处理中。。。

测试发现下降沿触发不会出现这样的问题，因此对代码作出修改，改为 IRQF_TRIGGER_FALLING 模式加载驱动时，还需判断 type-C插入状态。

如下：

3、验证fusb302驱动，结合bq25720 充电管理IC

fusb302只是控制typeC电源适配器的VBUS脚输入的电压和电流。充电还需要充电管理IC，这里为 bq25720（驱动方法看相关文档）。

如：项目中fusb302控制电压适配器VBUS输出为 9V 3A，再通过 bq25720 限制到 8V 2A（实际看功率，要比VBUS的功率小），最终给电池充电。

硬件环境：

PD快充流程：

1）fusb302 原理图

2）加载驱动

$ insmod fusb302.ko //ARM板加载fusb302.ko驱动

$ insmod bq25720_charger.ko //ARM板加载bq25720_charger.ko驱动

3）逻辑分析仪采集CC1/2 PD协议通信过程

Sink发送Soft_Rest信号

Sink请求

至此，每次插上type-c充电时，电流计能检测到 9V 2.2A左右。与我代码里设置的值一致。

附上源码：https://download.csdn.net/download/hinewcc/87589264

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