![USB3.0 TX 一致性测试,信号完整性测试](https://img3.trustexporter.com/202312/13/1152124553014822.jpg)
USB(Universal Serial Bus)全称通用串口总线,USB为解决即插即用需求而诞生,支持热插拔。USB协议版本有USB1.0、USB1.1、USB2.0、USB3.1等,USB2.0目前比较常用,USB是主从模式的结构,设备与设备之间、主机与主机之间不能互连,为解决这个问题,扩大USB的应用范围,出现了USB OTG,全拼 ON The Go。USB OTG 同一个设备,在不同的场合下可行在主机和从机之间切换。
1、USB特点
USB1.0和USB1.1支持1.5Mb/s的低速模式和12Mb/bs的全速模式。在USB2.0以上支持480Mb/s的高速模式。
2、 自供电设备:设备从外部电源获取工作电压 总线供电设备:设备从VBUS(5v) 取电 。对总线供电设备,区分低功耗和高功耗USB设备
低功耗总线供电设备:功耗不超过100mA
高功耗总线供电设备: 枚举时功耗不超过100mA,枚举完成配置结束后功耗不超过500mA
设备在枚举过程中,通过设备的配置描述符向主机报告它的供电配置(自供电/总线供电)以及它的功耗要求
3、 USB总线信号:
USB使用的是差分传输模式,两个数据线D+和D-
差分信号1:D+ > VOH(min) (2.8V) 且D- < VOL(max)(0.3V)
差分信号0:D- > VOH and D+ < VOL
总有以下个状态,
J状态(高电平):D+ 高,D- 低
K状态(低电平):D+低,D- 高
SEO状态:D+ 低,D- 高
Reset信号:D+ and D- < VOL for >= 10ms
主机在要和设备通信之前会发送Reset信号来把设备设置到默认的未配置状态。即主机拉低两根信号线(SE0状态)
并保持10ms
Idle状态:J状态数据发、送前后总线的状态
Suspend状态:3ms以上的J状态
SYNC: 3个KJ状态切换,后跟随2位时间的K状态
Resume信号:20ms的K状态+低速EOP
主机在挂起设备后可通过翻转数据线上的极性并保持20ms来唤醒设备,并以低速EOP信号结尾
带远程唤醒功能的设备还可自己发起该唤醒信号;前提是设备已进入idle状态至少5ms,然后发出唤醒K信号,维持1ms到15ms并由主机在1ms内接管来继续驱动唤醒信号
SOP:从IDLE状态切换到K状态
EOP:持续2位时间的SE0信号,后跟随1位时间的J状态
Keep alive即低速EOP信号
唤醒slave设备操作
4、USB插入检测和速度检测
全速高速设备在D+接上拉1.5k电阻,低速设备在D-接上拉1.5K电阻。主机检测到某一个数据线电平拉高并保持了一段时间,就认为有设备连上来了, 先把高速设备检测为全速设备,然后再通过“Chirp序列”的总线握手机制来识别高速和全速设备。主机必需在驱动SE0状态以复位设备之前,立刻采样总线状态来判断设备的速度 。
D+和D-数据线上的下拉电阻起作用,使得二者都在低电平;主机端看来就是个SE0状态;同样地,当数据线上的SE0状态持续一段时间了,就被主机认为是断开状态。