USB低速與全速的總線狀態(tài)詳解

關(guān)于低速與全速的總線狀態(tài)，需要特別加以注意與了解。在低速與全速的設(shè)各上，差動(dòng)“1”是以15 kΩ的電阻拉至接地端，將D＋拉升至超過2．8 V，而D一則是通過1．5 kΩ電阻拉至3．6 V，將D-降低到0．3V；差動(dòng)“0”，則是剛好相反。若以同樣的提升電阻與下拉電阻的連接，則D-高于2．8 V，而D＋低于0．3V。如表所列，USB規(guī)范書中將信號(hào)的傳遞狀態(tài)分為J狀態(tài)與K狀態(tài)。但需注意的是這兩種狀態(tài)的定義在全速設(shè)備與低速設(shè)備剛好是相反的。這是由于R1提升電阻在全速設(shè)備與低速設(shè)備剛好放置于不同的D+與D-差動(dòng)數(shù)據(jù)線上。也就是說，對(duì)于J狀態(tài)而言，全速設(shè)備處于差動(dòng)1的狀態(tài)，低速設(shè)各則處于差動(dòng)0的狀態(tài)；對(duì)于K狀態(tài)而言，全速設(shè)備處于差動(dòng)0的狀態(tài)，而低速設(shè)各則處于差動(dòng)1的狀態(tài)。所謂的差動(dòng)1，是指D＋是邏輯高電位，而D-是邏輯低電位；差動(dòng)0則是剛好相反。

表 USB D＋與D－電位變化的定義

其中，IDLE閑置狀態(tài)，是說明此時(shí)沒有驅(qū)動(dòng)器被激活。在全速引線上，D＋是正電壓的，反之，在低速引線上，D一是正電壓的。而當(dāng)設(shè)各插上后，集線器可以通過檢查在閑置總線上的電壓，立即決定這個(gè)設(shè)各是低速或全速的。因此，回復(fù)狀態(tài)，則是當(dāng)設(shè)各在中止?fàn)顟B(tài)時(shí)，以K狀態(tài)來表示脫離了原先的狀態(tài)。

此外，單端0（Single-Ended Zero，SE0）與單端1（Single-Ended One，SE1）也是另一個(gè)USB總線的重要特性。其中，單端0是意味著，D＋與D一同時(shí)都是邏輯低電位?？偩€可以通過單端0來切入EOP（End of Packet）、脫離以及重置狀態(tài)。單端1則是單端0的另一個(gè)互補(bǔ)特性。也即是，D＋與D一同時(shí)都是邏輯低電位，則無效的總線狀態(tài)，應(yīng)該是不曾發(fā)生的。

根據(jù)表的定義，可以知道當(dāng)設(shè)各一連接上去后，D＋與D-的其中一條信號(hào)線一定會(huì)趨近Vdc，另一條則接地，此時(shí)設(shè)各稱為處于J狀態(tài)，這也就是它的閑置狀態(tài)。而一旦有激活的信號(hào)進(jìn)來，則切入轉(zhuǎn)換為K狀態(tài)，在這個(gè)時(shí)刻也可視為進(jìn)入了SOP（Start-of－Packet）狀態(tài)封包開始的狀態(tài)。每一個(gè)傳輸?shù)牡退倩蛉僭O(shè)各的封包是以SOP所起始的。

相對(duì)的，EOP（End of－Packet）則是指當(dāng)接收器已經(jīng)在單端0延續(xù)了至少一個(gè)位的時(shí)間，且緊接著隨后跟隨J狀態(tài)維持至少一個(gè)位時(shí)間的總線狀態(tài)。而這個(gè)接收器可以選擇性地定義J狀態(tài)所需的最短的時(shí)間。在這個(gè)接收器中，單端0狀態(tài)是近似2個(gè)位的寬度。當(dāng)然，照字面上的意思，每一個(gè)所傳輸?shù)牡退倩蚋咚俚姆獍际且訣OP來做結(jié)束的。

此外，USB的脫離狀態(tài)（disconnect state）意指當(dāng)下端接口維持單端0狀態(tài)延遲至少2．5 μS的時(shí)間，就可稱之為脫離狀態(tài)。相對(duì)的，所謂的連接狀態(tài)（connect state）則是當(dāng)下端接口的總線已經(jīng)切．人閑置狀態(tài)至少2．5 μS，但不超過2．0 ms時(shí)，稱之為連接狀態(tài)。

至于重置（reset）狀態(tài)，則是單端0維持超過10 ms時(shí)，這個(gè)設(shè)各必須在重置狀態(tài)中。而設(shè)各在單端0狀態(tài)已經(jīng)延續(xù)了近2．5 ms后，可以切人重置狀態(tài)。當(dāng)一個(gè)設(shè)各離開重置狀態(tài)時(shí)，它就必須以正確的速度來加以操作，并且必須以預(yù)設(shè)的地址0來響應(yīng)各種通信工作。

所以對(duì)于用戶來說，一些USB的若干總線狀態(tài)的定義是需要加以理清的。例如，差動(dòng)0／1、單端0／1、J／K狀態(tài)、SOP／EOP、中止／回復(fù)、脫離／連接與重置狀態(tài)等。這些都關(guān)系到USB整個(gè)總線的動(dòng)作。