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【資料圖】

USB1.0和USB1.1只有低速模式(Low-Speed?Mode)和全速模式(Full-Speed?Mode)，理論上最大傳輸速率分別為1.5Mbps和12Mbps。USB2.0引入了傳輸速度更快的高速模式(High-Speed?Mode)，理論上最大傳輸速率為480Mbps。

1.術(shù)語

在USB?2.0協(xié)議中經(jīng)常會看到以下術(shù)語：Chirp?K、KJ序列、SE0。這里的狀態(tài)是根據(jù)低速、全速/高速下設(shè)備D+和D-上不同的電平信號來決定的，如下圖所示。

2.低速和全速設(shè)備的識別

主機(jī)的D+和D-都接有15K下拉電阻。全速USB設(shè)備的數(shù)據(jù)線D+接有1.5K的上拉電阻，一旦接入主機(jī)，主機(jī)的D+被拉高；低速USB設(shè)備的數(shù)據(jù)線D-接有1.5K的上拉電阻，一旦接入主機(jī)，主機(jī)的D-會被拉高，如下圖所示。因此，主機(jī)就可以根據(jù)檢測到自己的D+為高還是D-為高，從而判斷接入的設(shè)備是一個全速還是低速設(shè)備。

由于全速和高速設(shè)備，都是D+接上拉電阻，因此無法通過D+被拉高來區(qū)分全速或高速設(shè)備。

3.全速和高速設(shè)備的識別

主機(jī)檢測到全速設(shè)備連接上之后，對設(shè)備進(jìn)行復(fù)位，設(shè)備收到復(fù)位信號，如果設(shè)備是高速設(shè)備，則會主動發(fā)起高速模式的握手協(xié)議進(jìn)行速度識別。接下來，就取決于主機(jī)端了，如果主機(jī)支持高速模式傳輸，則主機(jī)會與該高速設(shè)備交互完成高速模式握手協(xié)議，之后，兩者都工作在高速模式下；如果主機(jī)不支持高速模式傳輸那么握手協(xié)議就會失敗，設(shè)備端也不會切換到高速模式，之后兩者都工作在全速模式下。

如果是一個全速設(shè)備接到高速主機(jī)，設(shè)備端沒法發(fā)起高速握手協(xié)議，所以，最終設(shè)備和主機(jī)都會工作在全速模式下。

4.實(shí)測波形分析

插入設(shè)備后，首先D+被拉高，主機(jī)識別設(shè)備為非低速設(shè)備，如下圖所示：

然后主機(jī)對設(shè)備復(fù)位，設(shè)備檢測到SE0，準(zhǔn)備發(fā)起高速握手協(xié)議，如下圖所示。

設(shè)備檢測到SE0后，通過內(nèi)部的電流源向D-線持續(xù)灌大小為17.78mA電流。主機(jī)端D+和D-掛載45Ω的等效終端電阻，產(chǎn)生約800mV的電壓(45Ω*17.78mA)，這就是Chirp?K信號。Chirp?K信號的持續(xù)時間至少是1ms，如下圖所示。

設(shè)備發(fā)送Chirp K信號結(jié)束后，總線恢復(fù)到SE0狀態(tài)，如下圖所示。至此，主機(jī)識別設(shè)備為高速設(shè)備。

主機(jī)發(fā)送3對KJ序列，告訴設(shè)備，主機(jī)支持高速傳輸，如下圖所示。

當(dāng)?shù)弥鳈C(jī)也支持高速傳輸后，主機(jī)和設(shè)備兩端的D-和D+都會掛載45Ω的等效終端電阻，并會斷開D+上的1.5K上拉電阻。這兩個45Ω電阻并聯(lián)之后約為22.5Ω，因而可以在D+或者D-數(shù)據(jù)線上形成約為400mV(22.5Ω*17.78mA)的KJ序列，如下圖所示。