关于无线充电规范Qi1.3的一些基本概念

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移动设备的无线充电功能,如智能手机的无线充电等,其在Q1.3认证中需要功率发射器满足加密认证功能,本文对这一特性的基本概念做一些梳理,希望有助于后续在可能的加密认证设计上有所帮助。

什么是WPC?

WPC是一个世界范围内的组织,这个组织以开发和推广全球无线充电标准为目标,涉及到各种应用。第一个典型应用便包括平板手机或者平板充电器,他们可以支持BPP(Baseline Power profile)协议,最高支持5W, 或者支持EPP(Extended Power Profile协议,协议支持超过5W。

Qi的规格定义了哪些内容?

  1. 一般的介绍,包含术语,缩略词,符号等;
  2. 系统描述文件,包含机械的,热的,用户界面的内容等,功率传输,通信物理层,异物检测FOD,NFC/RFID卡的保护,加密认证协议等。
  3. 参考设计文档,包含功率发射器的参考设计,和功率接收器的参考设计;
  4. 兼容性测试文档,功率发射器测试工具,功率接收器测试工具,功率发射器兼容性测试,功率接收器兼容性测试,请注意以上兼容性测试文件是受限制的,需要在WPC成员网站商签名注册。

 

什么是Qi规格的加密认证协议文件?

Qi规格认证协议文件,定义了关于结构和应用级的信息,他们是为了通过接收器去认证发射器,为了确保功率发射器是满足Qi认证的,并且是注册的生产商生产的。

 

Qi协议的数据包格式是什么?

在Qi协议中,存储在数据包中的数据采用大端模式,MSB字节先存储,LSB字节后存储,如图示例,

图1 数据包格式参考

图2 数据包格式示例

从以上数据包格式示例中,我们可以看出一个小于16位的数据的组成结构是先存放高字节MSB,再存放低字节。

Qi协议包含的功率传输协议有哪些?

功率传输协议,定义了功率发射器和功率接收器之间的兼容性的水平。其中,包含如下协议:

BPP PTx 发射器的基本功率协议,

EPP5 PTx 发射器的扩展功率协议,但是限制功率为5W,

EPP PTx 发射器的扩展功率协议,

BPP PRx 接收器的基本功率传输协议,

EPP PRx 接收器的扩展功率协议,

图3 设计和协议之间的关系

从图3可知,相应设计所兼容的协议,如Ax,Bx只能支持5W协议,而MP-Ax,或者MP-Bx支持发射器的EPP协议。另外,基础协议在所有的协议文件都支持,而扩展协议只是在EPP协议上支持,值得一提的是,加密认证只是在EPP的PTx上支持,在EPP5 PTx和EPP PRx上选择性支持。

Qi的加密认证主要是指什么?

在Qi的规格和加密认证文档中,定义了使用接收器去认证发射器的协议,也就是说加密认证是一个防篡改或者防破坏的方法,以此去验证发射器的合法性。

对于经过认证的发射器,接收器就可以信任发射器可以运行在Qi规格的范围内,在认证中借助了在接收器和发射器之间的数据传输流。

具有加密认证功能的产品,在现实条件下就具备的安全保证。例如,手机厂商担心不合格的无线充电发射器会导致产品损坏和安全风险,因此通过加密认证就可以执行一个策略,通过限制从不信任的无线充电发射器中抽取电流和功率的限制,让手机的安全得以保证。

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