USB基础学习：USB电气信号介绍

1. USB 设备速度

USB 2.0协议支持3种速率：低速(Low Speed，1.5Mbps)、全速(Full Speed, 12Mbps)、高速(High Speed, 480Mbps)。

USB Hub、USB设备，也分为低速、全速、高速三种类型。

一个USB设备，可能兼容低速、全速，可能兼容全速、高速，但是不会同时兼容低速、高速。

2. USB 设备状态切换

• attached：USB 设备连接和断开
• Powered：USB 设备供电（自动电和总线供电）
• Default：在设备通电后，它不能响应任何总线事务，直到它收到来自总线的reset。在接收到reset，设备就可以在默认地址上寻址.当复位过程完成后，USB设备将以正确的速度运行（即，低速/全速/高速）。低速和全速的速度选择由器件终端电阻决定。一个能够高速操作的设备决定了它是否将高速操作作为复位过程的一部分。
• Address：所有USB设备在最初通电或设备重置后都使用默认地址。每个USB设备复位后由主机分配一个唯一的地址。USB设备在挂起时保持其分配的地
• Configured：在使用USB设备的功能之前，必须先配置该设备。
• Suspended：为了节省电力，当USB设备在一段特定的时间内没有发现总线传输时，它会自动进入暂停状态。当挂起时，USB设备将保持任何内部状态，包括其地址和配置。

3. USB 硬件线路

兼容高速模式通用硬件框架：

• RPU ：上行端口上拉电阻（1.5k）
• RPD：下行端口下拉电阻（15k）

USB hub 与 USB 设备之间连接：

高速/全速设备和 host 连接：

低速设备和 host 连接：

对于高速/低速/和全速设备的枚举过程我们这里先不坐详细分析。

4. USB 设备电气信号

USB连接线有4条：5V、D+、D-、GND。数据线D+、D-，只能表示4种状态。USB协议中，很巧妙地使用这两条线路实现了空闲(Idle)、开始(SOP)、传输数据(Data)、结束(EOP)等功能。

4.1 低速/全速信号电平

4.2 全速/高速信号电平

4.3 usb 电气信号总结

5. 总结

本文主要介绍了USB 常见的一些电气信号，后续将基于这些电气信号来分析USB 设备从上电来枚举的整个过程。