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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.術語

在USB?2.0協(xié)議中經常會看到以下術語：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.低速和全速設備的識別

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

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

3.全速和高速設備的識別

主機檢測到全速設備連接上之后，對設備進行復位，設備收到復位信號，如果設備是高速設備，則會主動發(fā)起高速模式的握手協(xié)議進行速度識別。接下來，就取決于主機端了，如果主機支持高速模式傳輸，則主機會與該高速設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；如果主機不支持高速模式傳輸那么握手協(xié)議就會失敗，設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。

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

4.實測波形分析

插入設備后，首先D+被拉高，主機識別設備為非低速設備，如下圖所示：

然后主機對設備復位，設備檢測到SE0，準備發(fā)起高速握手協(xié)議，如下圖所示。

設備檢測到SE0后，通過內部的電流源向D-線持續(xù)灌大小為17.78mA電流。主機端D+和D-掛載45Ω的等效終端電阻，產生約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。

設備發(fā)送Chirp K信號結束后，總線恢復到SE0狀態(tài)，如下圖所示。至此，主機識別設備為高速設備。

主機發(fā)送3對KJ序列，告訴設備，主機支持高速傳輸，如下圖所示。

當?shù)弥鳈C也支持高速傳輸后，主機和設備兩端的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。