基于STM32的PD抓包器
目录
前言
一、实物展示
二、硬件设计
三、软件设计
四、GUI设计
总结
前言
平时经常做一些PD协议相关的开发，肯定少不了抓包器，目前市面上成熟的产品像Power-Z、GRL等都很好用，但是这些产品的vbus和cc波形采样速率有点低，且只有抓包的功能，就打算做一个高采样率的抓包器并带诱骗功能。闲来没事，就是干！
本项目旨在设计并实现一个基于STM32（或其他MCU）平台的USB PD抓包器，通过输入捕获、DMA和协议解析算法，实现对PD通信过程的实时采集与还原，可以更直观地理解PD协议流程、分析角色切换、诊断通信故障，同时也可以增加一些定制化的功能。
一、实物展示
STM32硬件：
手搓了一个简单的GUI上位机界面，目前的Log是Apple 18W充电头给小米充电宝充电，数据解析太多了，就做了简单几个
二、硬件设计
vbus采集使用分压电阻直接用内部ADC采集就可以，不讲究精度问题。
电流采集使用INA240A芯片，然后通过内部ADC采集，将电压数据转为电流值即可，原理图如下：
CC采集就比较简单了，直接一个运放做跟随器，连接到STM32即可。
三、软件设计
cubemx配置图：
1、比较器配置
选择比较器正极到CC引脚，负极通道到内部DAC，同时选择输出通道到定时器
2、DAC配置
设置CC信号的比较器负极的阈值，将CC低电压信号转为3.3V的数字信号，提供后级采样
3、ADC配置
目前只配置了CC采样的ADC，用于检查CC目前的电压状态，区分Vconn、attach、open，其对应的电压阈值可以参考USB-IFD的Type-C协议文档
4、串口配置
打印调试
5、USB_PD配置
打算做PD诱骗功能的，抓包器功能还没搞好，先配置在这里
6、USB_Device配置
只支持全速配置，打脑壳的很，每个端点只有64Byte，当时选型没注意这里，大意了。我没有c使用cubemx的usb类型配置，用的第三方库Cherryusb
7、Timer
采样核心，比较器的输出连接通道，使用DMA采集CC信号高低电平的时间，将时间信号转化为单独bit流，再将bit流转换为5B编码，5B编码转为4B编码后通过USB接口上传
可以看到Timer定时器干的事情很多，所以需要在一些数据转换的环节中插入fifo缓存，防止丢包！
8、Freertos
任务调度功能，代码模块化处理容易，其实裸机也可以，但是后期不好维护以及加其他功能。
四、GUI设计
用python-qt写的，比较简单，接收到STM32传输的数据后，解析数据，然后显示在界面上。解析的内容比较少，要根据USB-PD协议慢慢添加，东西太多了，精力有限。
总结
干了2-3周，感觉STM32的性能还是有限，计划增加ADC采集VBUS和CC电压的，但是目前PD信息传输还是会丢点包，因为用的USB通信（STM32无法支持高速通信，理论12M），只能靠加fifo，加了过多的fifo之后感觉RAM快爆了，所以后续还是考虑替换为FPGA接着干！！！这个STM32的方案就先放放....