安卓手机A-C充电线鉴权机理简介

手机充电技术不断更新迭代，私有化亦在不断严重，像垒墙一样越砌越高。当前大部分安卓手机所标配的A-C（Type-A转Type-C）充电线本质是基于成本和技术壁垒的考虑，而发展出的一种阉割版、对现有规则进行魔改的数据线，硬生生把国际通用规则魔改成家规。

但这种“非标”特性客观上也给消费者带来了诸多不便。比如外出时，如果手上的电子设备不是一家的，则携带的砖头（快充头大的像砖头）众多，线缆众多，出个门就像搬次家一样。包里的东西像个五金店，失去了一线走天线、一口走天下的便捷。

而手机厂商在私有化设计时，不可避免的面临数据线的鉴权。即需要判断所插入的充电线是否为自家的，确保充电安全与协议的相互兼容，防止使用劣质线材。劣质线材无法承受大电流，容易过热起火。通过芯片鉴权，可以从硬件层面杜绝不安全线材的使用。如果鉴权成功，则有可能触发大功率快充，如果鉴权失败，则铁定是慢充。

本文接下来简要介绍下当前主流A-C线的鉴权技术。

A口芯片鉴权

有的厂商（如Huawei、OPPO、vivo等）的A-C线，内部只有VBUS、D-、D+、GND四根线缆，标准USB PD协议无法直接支持。为了做私有线缆的鉴权，他们在A口上进行魔改，集成一颗ROM芯片（加密芯片），并且引入一个特殊的引脚（SDQ）用来做充电器和芯片之间的通信，如下图所示：

这类芯片通常被称为安全认证芯片或加密协处理器，你可以把它想象成这个线缆的数字防伪标签。以Maxim的DS28E39的芯片为例，其技术feature大致如下：

• 加密算法：芯片内部集成了基于椭圆曲线数字签名算法（ECDSA） 的硬件引擎，是一种非对称加密算法，防止芯片被克隆。
• 唯一身份：每颗芯片在出厂时都有一个全球唯一的、不可更改的64位ROM识别码（ROM ID），相当于这根线的身份证号。
• 单总线通信：这类芯片通常通过单总线接口与充电器通信，只需一个脚就能完成所有信息交互。

当这根带芯片的线插入后，充电器会主动读取芯片信息进行鉴权。只有鉴权成功，充电器才会告知手机进入快充模式，准备接受更高的电压和电流（例如10V/4A甚至更高）。

由于鉴权做在了A口，则数据线的线缆数量较少，只需VBUS、D-、D+、GND线。

C口芯片鉴权

除了A口鉴权，业界还有种把芯片做在C口的鉴权，典型的厂商为粗粮厂，如下图所示。

虽然做在C口，并且这种线缆含有CC线，但仍属于PD充电线的魔改，不是正规的PD充电线。

因为按照Type-C规范，正规的方式是使用E-marked芯片进行线缆标识，E-Marked芯片需要从VCONN获得供电。并且芯片内部集成下拉电阻Ra，阻值为1.1K，检测到Ra之后，再在VCONN上提供一个电压，给芯片供电，如下图所示：

而当前这根线缆的芯片没有设计VCONN供电方案和Ra电阻，芯片的供电来自来自充电器的VBUS输出。

此外，该芯片内部没有集成PD PHY，不能和手机直接进行CC通信，而是充电器和芯片之间通过D+/D-引脚，基于IIC的方式暗度陈仓，进行通信和鉴权，如下图所示。

实测波形如下图：

使用协议分析仪解析的IIC通信数据大致如下：

总结

目前的手机的充电技术，因私有化壁垒，存在不小的资源浪费和环保问题。

讽刺的是，要想实现兼容性的统一，可能还得靠外人。欧盟规定在欧盟售卖的手机等电子设备必须配备Type-C 接口，而且公有PD-PPS协议的功率配额不能过低，国产厂商为了实现顺利出海，只能硬着头皮适配PD-PPS公有协议，而这或许能倒逼国内充电技术走向一统。