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          【E課堂】USB的掛起和喚醒 (Suspend and Resume)

          作者: 時(shí)間:2016-08-08 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

            協(xié)議的第9章講到可見(jiàn)設(shè)備狀態(tài)[Universal Serial Bus Specification, Section 9.1.1, Pg 239],分為連接(Attached),上電(Powered),默認(rèn)(Default),地址(Address),配置(Configured)和(Suspended)6個(gè)狀態(tài)。所謂可見(jiàn),即系統(tǒng)和主機(jī)可見(jiàn)的狀態(tài),其他狀態(tài)屬于USB設(shè)備內(nèi)部而不可見(jiàn)。其中有關(guān)電源的,大致可分下面三類(lèi):

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201608/295188.htm

            1. 連接狀態(tài)(Attached):設(shè)備連接,但未提供電源。

            2. 上電狀態(tài)(Powered):設(shè)備被復(fù)位(Reset),或者說(shuō)處于地址、配置狀態(tài)。(參見(jiàn)USB枚舉過(guò)程,USB Specification, page 241)

            3. 狀態(tài)(Suspended):3 ms未見(jiàn)總線活動(dòng)而處于省電狀態(tài),設(shè)備不可用,但仍然保持原有的USB地址和配置。

            設(shè)備的

            我們知道,在USB系統(tǒng)中,正常狀態(tài)下hub或root hub會(huì)一直周期性地發(fā)送SOF包(Start Of Frame,全速USB每1ms發(fā)送一個(gè),高速USB則是125μs發(fā)送一個(gè))。根據(jù)USB協(xié)議,如果USB線上一直處于空閑(Idle)狀態(tài)超過(guò)3ms,設(shè)備應(yīng)該把它當(dāng)作一個(gè)掛起(Suspended)信號(hào),要求設(shè)備在10ms內(nèi)進(jìn)入掛起狀態(tài),并把設(shè)備所需的電流大小降到規(guī)定的值(對(duì)于low-power設(shè)備,要求是500 μA,而對(duì)于high-power或支持遠(yuǎn)程喚醒(remote wakeup)功能的設(shè)備是2.5mA【Section 7.2.3, Pg176】)。在掛起狀態(tài)中,設(shè)備必須繼續(xù)向數(shù)據(jù)項(xiàng)D+/D-的上拉電阻提供電壓以維持Idle狀態(tài)。而對(duì)于USB2.0高速設(shè)備,還有些額外的要求:

            1. 高速設(shè)備在收到掛起信號(hào)(3ms空閑)后,應(yīng)在0.125ms內(nèi)切換到全速狀態(tài),也就是說(shuō)要把終端電阻移除,并在D+數(shù)據(jù)線上重新掛上1.5k上拉電阻。

            2. 設(shè)備在隨后的100-875μs內(nèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)線上的狀態(tài)。如果該狀態(tài)是一個(gè)Full speed J,那么說(shuō)明host發(fā)下來(lái)的是一個(gè)掛起信號(hào);如果此時(shí)該狀態(tài)是SE0,說(shuō)明是host drive數(shù)據(jù)線D+到0,這是一個(gè)復(fù)位信號(hào)(復(fù)位信號(hào)會(huì)持續(xù)至少10ms時(shí)間)。

            要注意的是高速設(shè)備在掛起狀態(tài)時(shí)處于高速模式,只是所用的是全速信號(hào)。一旦從掛起狀態(tài)恢復(fù)回來(lái),會(huì)馬上進(jìn)入高速工作狀態(tài)而無(wú)需進(jìn)行復(fù)位操作。

            

           

            如上圖所示,Host在a點(diǎn)停止發(fā)送SOF,系統(tǒng)處于SE0狀態(tài),b點(diǎn)是3ms時(shí)間點(diǎn),之后的125μs內(nèi),設(shè)備移除終端電阻,并掛上1.5k上拉。此時(shí)如host發(fā)送的是suspend信號(hào),那它就不會(huì)不drive D+數(shù)據(jù)線,導(dǎo)致D+被設(shè)備拉高,形成一個(gè)Full Speed J狀態(tài)。在c點(diǎn)之后100-875μs內(nèi)設(shè)備檢測(cè)此時(shí)host行為,發(fā)現(xiàn)是suspend信號(hào),設(shè)備內(nèi)部進(jìn)入低功耗的掛起(suspend)狀態(tài)。(假如hsot發(fā)送的是復(fù)位信號(hào),那么當(dāng)設(shè)備在c點(diǎn)掛1.5k電阻之后,由于host對(duì)D+線的drive作用,D+線無(wú)法被拉高,仍然處于SE0狀態(tài),設(shè)備在c點(diǎn)之后的檢測(cè),發(fā)現(xiàn)的還是SE0狀態(tài),等到10ms后就可判斷這是一個(gè)復(fù)位信號(hào),進(jìn)行設(shè)備復(fù)位操作。)

            設(shè)備的喚醒

            設(shè)備處于掛起狀態(tài)時(shí),任何總線上的活動(dòng)(非空閑信號(hào))都可以把設(shè)備喚醒/恢復(fù),從而退出低功耗模式。(同樣,設(shè)備也可以換醒host,比如電腦待機(jī)時(shí)通過(guò)USB鍵盤(pán)來(lái)?yè)Q醒主機(jī),這種功能稱(chēng)之為“遠(yuǎn)程喚醒”(remote wakeup),不在本文的討論范圍內(nèi)。)

            因?yàn)樵O(shè)備掛起時(shí)處于全速信號(hào),在當(dāng)host需要把將設(shè)備退出suspend狀態(tài)時(shí),需要先發(fā)送一個(gè)持續(xù)時(shí)間超過(guò)20ms的Fulll Speed K狀態(tài)。設(shè)備看到K狀態(tài)結(jié)束的1.3us內(nèi)醒過(guò)來(lái),而host需要在3ms內(nèi)發(fā)送uSOF信號(hào)以維持正常的高速信號(hào)模式,否則設(shè)備又將進(jìn)入suspend。如下圖所示:

            



          關(guān)鍵詞: USB 掛起

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