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USB设备接入的Hub端口负责检测USB2.0设备是否存在和确定USB2.0设备的速度。检测设备是否存在和确定设备速度涉及一系列的信号交互#xff0c;下面将分析该过程。
2.硬件
USB低速设备和全速/高速设备的连接器在硬件结构上有所不同#xff0c;而主机或者Hub接收端连接…1.简介
USB设备接入的Hub端口负责检测USB2.0设备是否存在和确定USB2.0设备的速度。检测设备是否存在和确定设备速度涉及一系列的信号交互下面将分析该过程。
2.硬件
USB低速设备和全速/高速设备的连接器在硬件结构上有所不同而主机或者Hub接收端连接器的D、D-接有15K的下拉电阻。
2.1.Low-speed
USB低速设备连接器的D-接有1.5K的上拉电阻。
2.2.Full-/High-speed
USB高速设备连接器的D接有1.5K的上拉电阻。
3.信号电平
在分析USB2.0设备的检测过程之前需要先了解一下低速、全速、高速设备信号电平及电气参数。
3.1.Low-/Full-speed
低速、全速设备使用电压信号总线状态对应的电平范围如下表所示。 低速、全速设备的关键电平范围如下表所示。 低速、全速设备的数据信号电平范围的示意图如下所示。
3.2.High-speed
高速设备使用电流信号总线状态如下表所示。 高速设备的关键电平范围如下表所示。
4.检测过程
Hub识别设备的过程同时也是检测设备速度的过程具体流程如下
由于低速设备D-接有1.5K上拉电阻当设备接入Hub时Hub的D-会被拉高此时Hub会检测到有低速设备接入而全速和高速设备D接有1.5K上拉电阻当USB设备接入USB Hub时Hub的D会被拉高此时Hub会检测到有全速或高速设备接入。D-或D拉高最少为2V。当D-或D被拉高后主机识别到有设备接入会将D和D-拉到低于0.3V使总线处于SE0状态并持续2.5us以上将设备复位。此时Hub已经能区分低速和全速/高速设备。若是高速设备则会向D-灌入电流在总线上形成Chirp K状态至少持续1毫秒但不超过7毫秒。Hub检测到Chirp K信号持续的时间至少为2.5微秒。若Hub没检测到Chirp K信号或Hub只支持低速或全速则会一直保持SE0状态直到复位完成。若Hub支持高速则在总线退出Chirp K状态的100微秒内Hub开始发送交替的Chirp K和Chirp J序列K-J-K-J-K-JChirp K和Chirp J状态必须连续无空闲状态。Chirp K和Chirp J序列持续时间范围为100微秒-500微秒。每个Chirp K和Chirp J持续的时间不小于40微秒不超过60微秒Hub发送交替的Chirp K和Chirp J序列的目的是使总线保持活跃状态避免设备进入Suspend状态。如果设备检测到了Hub发送的Chirp K和Chirp J序列设备将在500微秒内断开D的上拉电阻使能高速功能并进入高速默认状态。如果设备在1毫秒-2.5毫秒内没检测到Hub发送的Chirp K和Chirp J序列设备将进入全速状态并等待复位完成。
下图是使用示波器抓到的USB2.0设备检测过程的波形图。
参考资料
https://www.bilibili.com/read/cv23983705/https://blog.csdn.net/weixin_51028584/article/details/130922300https://blog.csdn.net/nm19920223/article/details/132587381
