现在我们的电脑大多只有一台Type-C为了解决这个问题，端口不能挂载多余的外设Type-C扩展码头。扩展码头是一种常用于笔记本电脑的外部设备，可以扩展和丰富笔记本电脑的外部端口，使笔记本电脑可以连接多个外部设备（如显示器，U盘、SD卡、TF卡片、投影仪等)。 说到Type-C必须提到扩展坞USB PD,想必大家都听到了USB PD会下意识地想到PD实际上，快充USB PD还有Alternate Mode等扩展功能，是的Type-C拓展码头核心知识点。下面便基于CH543D扩展设计，实现单口Type-C转Display Port口和USB 2.0口(简易版)，效果演示如下:
CH543D扩展码头计划的数据协商过程是USB PD增加了快充的基础VDM数据处理也在CC在线(确定主机端和设备端)。VDM协商后，可以实现单口Type-C转Display Port和USB 2.具体协商流程如下：
1、上图为USB PD快速充电的协议流程相关分析请参考上一篇文章)。PD快充在CC在线完成后，主机将发送设备VDM类请求如下图所示：
上图为VDM协商的具体流程如下： 首先发送主机 Disc IDENT类请求（0xff008001/0xff00A001）,设备进行响应回复Good CRC和ACK（0xff008041/0xff00A001）。 2、主机收到ACK响应后回复Good CRC，然后是下一个请求Disc SVID（0xff008002/0xff00A002)设备响应回复Good CRC和ACK（0xff008042/0xff00A042）。 3、主机收到ACK响应后回复Good CRC，然后进行下一步请求Disc Mode（0xff018003/0xff01A003)设备响应回复Good CRC和ACK（0xff018043/0xff01A043）。 4、主机收到ACK响应后回复Good CRC，然后是下一个请求Enter Mode 1（0xff018104/0xff01A104)设备响应回复Good CRC和ACK（0xff018144/0xff01A144）。 5、主机收到ACK响应后回复Good CRC，然后是下一个请求DP Stat POS 1（0x ff018110/0x ff01A110)设备响应回复Good CRC和ACK（0xff018150/0xff01A150）。 6、主机收到ACK响应后回复Good CRC，然后是下一个请求DP Configure POS 1（0x ff018111/0x ff01A111)设备响应回复Good CRC和ACK（0xff018151/0xff01A151）。
参考上述基本协议架构，下面开始实践。硬件采用沁恒微电子CH543D芯片，CH543D 内置了 USB Power Delivery 控制器和 PD BMC PHY 收发器，支持 USB type C、BC、PD2.0、PD3.0、PPS，还支持 12V 高压电源。PD通讯时需要的BMC编解码、4B5B编解码、CRC验证也是集成的，所以使用CH543来实现USB PD通信相对简单。 在原理图中使用Type-C公口外加1.2K下拉电阻做E-mark处理（CH543内置5.1K下拉电阻和外部1.2K并联下拉电阻为1K下拉电阻，E-mark如果使用，处理可以提高兼容性)Type-C母口需要正反插检测(需要切换差分信号)。 原理图中USB 2.0母口和Type-C母口直接连接，通过USB PD在协议沟通确认数据的主从关系后，可以实现一个USB 2.0通信接口(本文是拓展码头的简单版本，只使用USB 2.0.感兴趣的朋友可以尝试升级为USB 3.0通讯口）。 此外，值得注意的是，原理图采用多组差分线，能有效保证视频传输的稳定性和高效性。另外Display Port拉电阻的处理是重点，已经完成HPD检测处理。为了节约成本，提高性能，增加了应用USB 2.0母口同时省略了一个Type-C下载母口(图中Type-C下载用JP1排针代替)，从而实现扩展码头的基本功能。
VDM消息包含：Header VDM Header 消息内容，在VDM消息中：Header下的Message Type都是一致的x0f只能判断消息是否属于VDM，不能区分VDM具体类型(如下图)。
VDM消息包含：Header VDM Header 消息内容，在VDM消息中：Header下的Message Type都是一致的x0f只能判断消息是否属于VDM，不能区分VDM具体类型(如下图)。 为了能区分VDM因此，在工程中增加了具体的数据类型VDM Header的结构体：_VDM_Hdr_Struct。结构体中的Command可用于区分VDM具体类型，代码如下：
typedef struct { UINT16 ModeIndex:3; UINT16 :2; UINT16 SVDMVer:2; UINT16 StructuredVDM:1; UINT16 Command:5; UINT16 :1; UINT16 CommandType:2; UINT16 SVIDH8:8; //00 ff UINT16 SVIDL8:8; } _VDM_Hdr_Struct; typedef union { _VDM_Hdr_Struct VDMHdrStruct; UINT8 VDMHdrData[4]; } _Union_VDM_Hdr;VDM可以区分数据类型后，下面解释一下VDM通信过程。前面提到过。VDM是基于USB PD快充(相关)USB PD快速充电知识点，请参考上一篇文章)，下一步将围绕VDM解释VDM接收/发送的信息相对固定，因此在工程中采用数组固定，代码如下：
/* VDM */ UINT8C ACK_Disc_Ident[ ] = { 0xc9,0x1f,0x00,0x6c, 0xa8,0x5e,0x02,0x00, 0x10,0x01,0x02,0x50, 0xdb,0x00,0x00,0x11 }; UINT8C ACK_Disc_SVID[ ] = {0x00,0x00,0x01,0xff}; /* 四线，只支持模式C */ #if 0 //VDM 模式列表 UINT8C ACK_Disc_Mode[ ] = {0x05,0x04,0x00,0x00}; //VDM DP状态 UINT8C ACK_DP_Stat_Pos_1[ ] ={0x0a,0x00,0x00,0x00}; #else /* 两线，支持C D模式，prefer D模式 */ UINT8C ACK_Disc_Mode[ ] = {0x05,0x0C,0x00,0x00}; UINT8C ACK_DP_Stat_Pos_1[ ] = {0x1a,0x00,0x00,0x00}; #endif UINT8C DPAttention_Table[ ] = //VDM DP拔插状态 { 0x06,0x81,0x01,0xff, 0x8a,0x00,0x00,0x00 }; UINT8C DPAttention_Table_1[ ] = //VDM DP拔插状态 { 0x06,0x81,0x01,0xff, 0x0a,0x00,0x00,0x00 };接下来严格按照VDM的协商流程（参考VDM协商流程图)，完成相关通信。软件如下:
Recv2 = Union_Header->HeaderStruct.SpecRev; Union_VDM_Hdr = (_Union_VDM_Hdr *)&PD_RX_BUF[2]; switch(Union_VDM_Hdr->VDMHdrStruct.Command) { case 1: MsgID ; PD_PHY_STAT.SendingACK_Disc_Ident = 1; beak;
case 2:
MsgID++;
PD_PHY_STAT.SendingACK_Disc_SVID = 1;
break;
case 3:
MsgID++;
PD_PHY_STAT.SendingACK_Disc_Mode = 1;
break;
case 4:
MsgID++;
PD_PHY_STAT.SendingACK_Enter_Mode = 1;
break;
case 16:
PD_PHY_STAT.SendingACK_DP_Stat_Pos_1 = 1;
MsgID++;
break;
case 17:
PD_PHY_STAT.SendingACK_DP_Configure_Pos_1 = 1;
MsgID++;
break;
}
至此CH543D的VDM操作就结束了，通过以上操作便可以实现单口Type-C转Display Port口和USB 2.0口，感兴趣的小伙伴可以在此基础上继续升级改造（例如USB 3.0、U盘、SD卡、TF卡、投影仪等）。附件是硬件、软件资料，小伙伴们可以按需下载。
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