[usb连接器设计]USB硬件设计概要(2)

作者:慕青      发布时间:2021-04-24      浏览量:2
2.USB热插拔功能USB接口具有热插拔

2.USB热插拔功能

USB接口具有热插拔功能,可立即插入。该功能通过USB主设备识别USB从设备上拉电阻检测USB设备的连接和断开,判断设备是低速设备还是全速设备,高速设备需要一系列握手信号来区分全速信号。低速和全速设备的确认如图3.2.1和图3.2.2所示。从设备D连接到1.5K拉电阻时,从全速或高速设备D-连接1.5K上拉电阻时,设备为低速设备。主设备的两条信号线连接15K的下拉电阻,始终检测USB总线的状态,检测设备的连接和断开。

图3.2.1USB全速设备

图3.2.2USB低速设备

2.1门设备连接检测

主设备检测USB总线处于IDLE状态超过2ms(最少2.5us)时,从设备插入,握手等一系列确认作业如图3.2.3和图3.2.4所示。

图3.2.3全速/高速设备连接检测

图2.2.4下速设备连接检测

2.2设备断开检测

主设备检测USB总线在SE0状态超过2.5us时,与设备断开连接。如图2.2.5所示。

图2.2.5USB设备断开检测

USB数据格式

3.1USB数据编码方式

USB通信采用NRZI(非归零反向)编码。在这个代码中信号翻转代表逻辑,信号不变代表另一个逻辑。在U盘通信中,电级翻转代表逻辑0,电级不变代表逻辑1。如图2.3.1所示。

图2.3.1谭NRZI编码

3.2起USB信号同步方式

由于USB只有两条数据线,而这两条数据线时是一对差分线,USB在传输数据时没有单独的钟表信号线。USB通信的时钟是从数据中提取出来的,由于NRZI代码的特性0变1不变,通信一开始就会发送同步头,接受者可以根据这个同步头通过数字PLL恢复时钟的频率来达到同步的目的。

USB通讯时每个数据包的开头都有一个同步域,这个同步域固定在0000条001,经过NRZI编码后变成一串方浪,如图2.3.2所示。但是,如果通信中有很多数据1,钟表信号就会丢失,为了避免钟表信号的丢失,数据中连续6个1时在第6个数据后面强制插入0(bit-stuffing),强制翻转数据。设备接受连续6个1后,丢弃下一个可以恢复原来的数据,避免了通信钟的丢失。如图2.3.3所示。

图2.3.2USB通讯同步域

图2.3.3USB数据强插0