USB-chirp序列測試

1、USBchirp信號測試1信號及原理分析KJ信號說明USBchirp信號分為K信號和J信號。根據(jù)USB速率將chirp信號做如下區(qū)別：USB速率ChirpDPDM空閑狀態(tài)Low SpeedK10KJ01Full SpeedK01JJ10High SpeedK01SE0J10SE000RenGEEi:不同的速率模式，對于K、J的形態(tài)定義是不同的。DP表示 D+ PIN, DMgt示 D- PIN。SE0是一種D餅口 D-都為0電平的特殊狀態(tài)。多用于表示 End-Of-PacketUSB全速高速識別過程分析根據(jù)規(guī)范，全速(Full Speed )和低速(Low Speed)很好區(qū)分。因為在設(shè)備端有

2、一個的上拉電阻，當(dāng)設(shè)備插入 hub或上電(固定線纜的US股備)時，有 上拉電阻的那根數(shù)據(jù)線就會被拉高，hub根據(jù)D+/D-上的電平判斷所掛載的是全速設(shè)備還是低速設(shè)備。US暉速/低速識別相當(dāng)簡單，但，就一對數(shù)據(jù)線，不能像全速 /低速那樣僅 依靠數(shù)據(jù)線上拉電阻位置就能識別 USB第三種速度一一高速。因此對于高速設(shè)備 的識別就顯得稍微復(fù)雜些。表1中圖3展示了一個高速設(shè)備連接到 USB的hub上的協(xié)商(negotiation ) 情形。高速設(shè)備初始是以一個全速設(shè)備的身份出現(xiàn)的，即和全速設(shè)備一樣，D蹴上 有一個的上拉電阻。的hub把它當(dāng)作一個全速設(shè)備，之后，hub和設(shè)備通過一系 列握手信號確認(rèn)雙方的身份

3、。在這里對速度的檢測是雙向的，比如高速的 hub 需要檢測所掛上來的設(shè)備是高速、 全速還是低速， 高速的設(shè)備需要檢測所連上的 hub 是的還是的，如果是前者，就進(jìn)行一系列動作切到高速模式工作，如果是后 者，就以全速模式工作。hub檢測到有設(shè)備插入/上電時，向主機(jī)通報，主機(jī)發(fā)送 Set_Port_Feature 請求讓 hub 復(fù)位新插入的設(shè)備。 設(shè)備復(fù)位操作是hub 通過驅(qū)動數(shù)據(jù)線到復(fù)位狀態(tài)SE0(Single-ended 0 ,即D餅口 D-全為低電平)，并持續(xù)至少10ms高速設(shè)備看到復(fù)位信號后，通過內(nèi)部的電流源向D-線持續(xù)灌大小為電流。因為此時高速設(shè)備的上拉電阻還未撤銷，在 hub 端，全

4、速 / 低速驅(qū)動器形成一個阻抗為45歐姆(Ohm)的終端電阻，2電阻并聯(lián)后仍是45歐姆左右的阻抗，所以 在hub端看到一個約800mV勺電壓(45歐姆*),這就是Chirp K信號。Chirp K 信號的持續(xù)時間是1ms7m s在hub端，雖然下達(dá)了復(fù)位信號，并一直驅(qū)動著 SEQ但的高速接收器一直 在檢測 Chirp K 信號，如果沒有Chirp K 信號看到，就繼續(xù)復(fù)位操作, 直到復(fù)位結(jié)束，之后就在全速模式下操作。如果只是一個全速的hub,不支持高速操作，那么該 hub 不理會設(shè)備發(fā)送的 Chirp K 信號，之后設(shè)備也不會切換到高速模式。設(shè)備發(fā)送的Chirp K信號結(jié)束后100us內(nèi)，hu

5、b必須開始回復(fù)一連串的KJKJKJ. 序列，向設(shè)備表明這是一個的hub。這里的KJ序列是連續(xù)的，中間 不能間斷，而且每個K或J的持續(xù)時間在40us60us之間。KJ序列停止后的 100500us內(nèi)結(jié)束復(fù)位操作。hub發(fā)送Chirp KJ序列的方式和設(shè)備一樣，通過電 流源向差分?jǐn)?shù)據(jù)線交替灌的電流實現(xiàn)。再回到設(shè)備端來。設(shè)備檢測到6個hub發(fā)出的Chirp 信號后(3對KJ序列)， 它必須在 500us 內(nèi)切換到高速模式。切換動作有：1. 斷開的上拉電阻；2. 連接D+/D-上的高速終端電阻(high-speed termination ),實際上就是 全速 / 低速差分驅(qū)動器；3. 進(jìn)入默認(rèn)的高速

6、狀態(tài)。執(zhí)行1,2兩步后，USBJ號線上看到的現(xiàn)象就發(fā)生變化了：hub發(fā)送出來的Chirp KJ序列幅值降到了原先的一半，400mV這是因為設(shè)備端掛載新的終端電 阻后，配上原先hub端的終端電阻，并聯(lián)后的阻抗是歐姆。400mVft是由*得來。 以后高速操作的信號幅值就是400mVM不像全速/低速那樣的3V。至此，高速設(shè)備與hub握手完畢，進(jìn)行后續(xù)的480Mbps高速信號通信。信號測試及判斷注意事項1 . 高速檢測握手協(xié)商是在主機(jī)發(fā)出復(fù)位( reset )信號期間，由設(shè)備發(fā)起的，由 主機(jī)響應(yīng)的過程；2 .主機(jī)使用SE0狀態(tài)reset設(shè)備之后需要使用高速握手協(xié)商(chirp handshake) 才

7、可以再次正常通信；3 .主機(jī)使用全速的idle狀態(tài)suspend設(shè)備之后需要通過resume過程使設(shè)備進(jìn) 入工作狀態(tài)，這個過程不需要高速握手協(xié)商；4 .全速/低速模式時主機(jī)resume設(shè)備的是通過保持K狀態(tài)20ms高速下這20ms 的K狀態(tài)以轉(zhuǎn)換成SE0狀態(tài)后結(jié)束，然后主機(jī)和設(shè)備在兩次低速位(2 low speed bit times )內(nèi)必須保持在高速終端模式；5 . DEVICE_REMOTE_WAKEUP featu該特性用來在設(shè)備被掛起 (suspend)后， 主機(jī)可以使用resume信號來喚醒設(shè)備。該特性是主機(jī)使用SET_FEATURECLEAR_FEATUREO寸進(jìn)行設(shè)置和清除的。

8、2測試表格及結(jié)果分析表1 USB chirp 信號測試表：實測過程中黃色波形為D+,綠色對應(yīng)D-序號/實測結(jié)果結(jié)果分析特征理論波形特征圖號基于高速傳輸?shù)碾娐稨i即hS尸中4接口電路高速同步模式同步模式為實測波形的后半部分紅圈所示，為正常波形高速速率協(xié)商HubEnd of Reset主機(jī)復(fù)位設(shè)備4-RESETDevicerevertsto PSterminationDevicetestslinestateSEO3.125 msIA N如實測波形圖，上圖為整體波形，下圖為上圖紅圈的放大部分，可見，1 .模塊被退出idle （左右電平）模式之后；2 .首先D-上發(fā)出持續(xù)2ms左右的chirp K信號（800mV電平）；3 .主機(jī)回復(fù)chirp JK序列（800mV電平）4 .設(shè)備收到之后斷開上拉電阻，波形賦值降低一半（400mVfe平）；上述第2步是設(shè)備通知主機(jī)自己是高速設(shè)備，第3步是主機(jī)響應(yīng)設(shè)備的通知，第4步電平賦值減半表示協(xié)商成功，執(zhí)行同步動作。800mV和400mV電平正常