USB電氣數(shù)據(jù)信號(hào)

數(shù)據(jù)信號(hào)

低速/全速的 SOP 和 EOP

SOP：Start Of Packet，Hub 驅(qū)動(dòng) D+、D- 這兩條線路從 Idle 狀態(tài)變?yōu)?K 狀態(tài)。SOP 中的 K 狀態(tài)就是 SYNC
信號(hào)的第 1 位數(shù)據(jù)，SYNC 格式為 3 對(duì) KJ 外加 2 個(gè) K。

EOP：End Of Packet，由數(shù)據(jù)的發(fā)送方發(fā)出 EOP，數(shù)據(jù)發(fā)送方驅(qū)動(dòng) D+、D- 這兩條線路，先設(shè)為 SE0 狀態(tài)并維持 2
位時(shí)間，再設(shè)置為 J 狀態(tài)并維持 1 位時(shí)間，最后 D+、D- 變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，這時(shí)由線路的上下拉電阻使得總線進(jìn)入 Idle 狀態(tài)。

高速的 SOP

高速的 EOP 比較復(fù)雜，作為軟件開(kāi)發(fā)人員無(wú)需掌握。

高速模式中，Idle 狀態(tài)為：D+、D- 接地。SOP 格式為：從 Idle 狀態(tài)切換為 K 狀態(tài)。SOP 中的 K 狀態(tài)就是 SYNC 信號(hào)的第 1
位數(shù)據(jù)。

高速模式中的 SYNC 格式為：KJKJKJKJ KJKJKJKJ KJKJKJKJ KJKJKJKK，即 15 對(duì)KJ，外加 2 個(gè) K。

NRZI 與位填充

NRZI：Non Return Zero Inverted Code，反向不歸零編碼。NRZI的編碼方位為：對(duì)于數(shù)據(jù) 0，波形翻轉(zhuǎn)；對(duì)于數(shù)據(jù)
1，波形不變。

使用 NRZI，發(fā)送端可以很巧妙地把“時(shí)鐘頻率”告訴接收端：只要傳輸連續(xù)的數(shù)據(jù) 0 即可。在下圖中，低速/全速協(xié)議中“Sync
Pattern”的原始數(shù)據(jù)是“00000001”，接收端從前面的 7 個(gè) 0 波形就可以算出“時(shí)鐘頻率”。

使用 NRZI 時(shí)，如果傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總是“1”，會(huì)導(dǎo)致波形維持不變。如果電平長(zhǎng)時(shí)間維持不變，比如傳輸 100 位 1
時(shí)，如果接收方稍有偏差，就可能認(rèn)為接收到了 99 位 1、101 位 1。而 USB 中采用了 Bit-Stuffing 位填充處理，即在連續(xù)發(fā)送 6 個(gè) 1
后面會(huì)插入 1 個(gè) 0，強(qiáng)制翻轉(zhuǎn)發(fā)送信號(hào)，從而讓接收方調(diào)整頻率，同步接收。而接收方在接收時(shí)只要接收到連續(xù)的 6 個(gè) 1 后，直接將后面的 0
刪除即可恢復(fù)數(shù)據(jù)的原貌。