UCSI 全稱 USB Type-C Connector System Software Interface。

它定義了OS（特指Windows系統(tǒng)）針對 PC 上 Type-C 口的管理規(guī)范，主要是寄存器和數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)，以及通訊規(guī)則的描述。

事實(shí)上，OS 作為 OPM 管理 Type-C 接口，主要是和 Type-C 接口管理芯片 PD 通訊完成的。

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UCSI 框架

UCSI 設(shè)計(jì)的初衷就是方便 OS 端管理 Type-C 接口。那么從上至下，可以分為 OPM、PPM、LPM 三個(gè)層面。

OPM：OS Policy Manager，主要是 OS 發(fā)起一些管理。

PPM：Platform Policy Manager，主要是 BIOS、EC 在中間完成一些管理。

LPM：Local Policy Manager，主要是 PD Controller 完成一些管控策略。

那 UCSI 就是 OPM 和 PPM 之間的通訊、管理規(guī)范。

實(shí)際上，UCSI 的實(shí)現(xiàn)涉及了 OS、BIOS、EC 和 PD 四部分。

OS 端作為 OPM，已經(jīng)由 Microsoft 實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的 UCSI Driver。所以也可以認(rèn)為 OPM 指的就是 UCSI Driver。

BIOS 端除了聲明 UCSI 設(shè)備外，就是向 OPM 提供一個(gè)和 EC 通訊的接口。

EC 端主要的功能就是處理 OPM 發(fā)送的命令，轉(zhuǎn)給 PD Controller。

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UCSI 規(guī)范

UCSI 規(guī)范的核心就是定義了 19 條命令用以管理 Type-C 接口。

UCSI 管理 Type-C 接口就需要交換數(shù)據(jù)，因此定義了一個(gè)32字節(jié)的數(shù)據(jù)包。

UCSI Data Struct，包含 48個(gè)Byte。

1. BIOS 首先向 OS 聲明一個(gè)虛擬的Device，即 UCSI device。
2. OS 會根據(jù)存在的 Device 加載對應(yīng)的Driver，即 UCSI driver。
3. BIOS 需要實(shí)現(xiàn)一些 Method 和 Notify Function。

A. UCSI Driver 會調(diào)用 BIOS Method 訪問 UCSI Data Struct。

B. 一般 Notebook PD COntroller 通過 I2C 接在 EC 上，EC 會承擔(dān) PPM 的角色，完成 USB-C Port 的狀態(tài)監(jiān)控，同時(shí)維護(hù) UCSI Data Struct 中 PPM->OPM 的數(shù)據(jù)。

總的來說，UCSI Data Struct 是 UCSI Driver 和 PD Controller 用來交換數(shù)據(jù)的。EC 和 PCH 通過 I2C、LPC、eSPI 等接口連接，因此 Data Package 也通過這些接口來回傳遞。

針對 CCI 和 Control 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下

CCI 是 PPM 或 OPM 用以通知對方 Command 的執(zhí)行狀態(tài)。

注意：OPM 的不同命令是需要 PPM 根據(jù)實(shí)際狀態(tài)及時(shí)返回對應(yīng) bit。如果 OPM 沒有及時(shí)拿到正確的數(shù)據(jù)，可能會導(dǎo)致 hang機(jī)，UCSI driver reset 等異常。

Control 就是 OPM 向 PPM 發(fā)送的 command 以及必要參數(shù)。

02

BIOS 端

BIOS 不需要針對 UCSI 做過多處理。僅聲明 UCSI Device，然后提供訪問

EC 的 Method 即可。BIOS 需要做的一共三步：

需要注意的是，這個(gè)數(shù)據(jù)交換區(qū)域，可以用 IO 也可以用 ShareMemory。由于 OPM 對

命令執(zhí)行有時(shí)間要求，推薦使用 ShareMemory，這樣可以做到快速傳遞數(shù)據(jù)。另外，

BIOS 和 EC 還得商量一個(gè)數(shù)據(jù)通知的機(jī)制。一般方法如下：

1. OPM 調(diào)用 BIOS 接口向 EC 寫入數(shù)據(jù)后，BIOS 需要額外再向EC寫一個(gè)值通知 EC 有數(shù)據(jù)來了。EC 需要輪詢這個(gè)值，以判斷是否有數(shù)據(jù)過來。
2. PD Controller 端有事件更新后，EC 獲取到需要發(fā) Q_Event 以通知

BIOS 有事件發(fā)生了，以便通知到 OPM。

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EC 端

EC 需要實(shí)現(xiàn)的就是，輪詢指定位置的值，以判斷 OPM 是否有命令寫入。一旦發(fā)現(xiàn)有命令寫入，EC 必須按不同 PD Controller 的規(guī)范通過 I2C 把

OPM 的命令傳遞給 PD Controller。

當(dāng) Type-C 接口有動作時(shí)，PD Controller 會通知 EC。EC 需要發(fā) SCI 事件

以通知 OPM。

UCSI 中，OPM 和 EC 之間的通訊流程如下圖。

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PD 端

針對 PD Controller 端，需要接收 EC 轉(zhuǎn)發(fā)過來的 UCSI 命令，然后按規(guī)范處理命令。如果有需要回復(fù)的數(shù)據(jù)，必須按照規(guī)范準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)被 EC 回讀。

當(dāng)然，不排除某些 PD Controller 并沒有實(shí)現(xiàn) UCSI 命令。此時(shí)就需要 EC 自行控制 PD Controller 以完成 UCSI 命令。針對某些命令，EC 還得根據(jù)需要讀取 PD Controller 一些數(shù)據(jù)，組合成 UCSI Driver 需要讀取的數(shù)據(jù)包。

顯然這對 EC 并不友好，大量瑣碎的數(shù)據(jù)在拼接時(shí)也會耗時(shí)，極易導(dǎo)致 UCSI Driver 未能按時(shí)獲取必要數(shù)據(jù)，從而引起 UCSI Driver 異常或者系統(tǒng)異常。

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HLK 測試

UCSI 僅僅是 OS 的一個(gè)附件功能，是否實(shí)現(xiàn)都不影響 Type-C 接口的任何功能。但是 UCSI 在系統(tǒng)下是一個(gè)虛擬設(shè)備，只要實(shí)現(xiàn)必須經(jīng)過 HLK 測試。

UCSI HLK Test 有 55項(xiàng)測試，其中 50項(xiàng)測試需要替換 Test Driver。

一定要根據(jù) Server 版本、DUT OS 版本選擇正確的 Test Driver 版本。

Test Driver 替換步驟如下

如下 5 項(xiàng)測試，需要切換為 OS 自帶的 UCSI Driver。

打開設(shè)備管理器，選擇 Uninstall Device，勾選刪除設(shè)備軟件。然后重啟即可恢復(fù)至 OS 自帶 Driver。

然后按如下修改注冊表：

修改注冊表后，重啟或者 Disable/Enable UCM-UCSI ACPI Device。然后即可開始測試上述 5項(xiàng)。

HLK 測試中，經(jīng)常會有測試失敗的項(xiàng)。大多情況都是 OPM 沒有及時(shí)讀取到正確的數(shù)據(jù)。一般 EC 端記錄返回的數(shù)據(jù)，加以分析即可。