USB的挂起和唤醒 (Suspend and Resume)〈转〉 | 重归混沌的BLOG

USB的挂起和唤醒 (Suspend and Resume)〈转〉

  USB协议的第9章讲到USB可见设备状态[Universal Serial Bus Specification, Section 9.1.1, Pg 239],分为连接(Attached),上电(Powered),默认(Default),地址(Address),配置(Configured)和挂起(Suspended)6个状态。所谓可见,即USB系统和主机可见的状态,其他状态属于USB设备内部而不可见。其中有关电源的,大致可分下面三类:
1. 连接状态(Attached):设备连接,但未提供电源。
2. 上电状态(Powered):设备被复位(Reset),或者说处于地址、配置状态。(参见USB枚举过程,USB Specification, page 241)
3. 挂起状态(Suspended):3 ms未见总线活动而处于省电状态,设备不可用,但仍然保持原有的USB地址和配置。

设备的挂起
我们知道,在USB系统中,正常状态下hub或root hub会一直周期性地发送SOF包(Start Of Frame,全速USB每1ms发送一个,高速USB则是125µs发送一个)。根据USB协议,如果USB线上一直处于空闲(Idle)状态超过3ms,设备应该把它当作一个挂起(Suspended)信号,要求设备在10ms内进入挂起状态,并把设备所需的电流大小降到规定的值(对于low-power设备,要求是500
µA,而对于high-power或支持远程唤醒(remote wakeup)功能的设备是2.5mA【Section 7.2.3, Pg176】)。在挂起状态中,设备必须继续向数据项D+/D-的上拉电阻提供电压以维持Idle状态。而对于USB2.0高速设备,还有些额外的要求:
1. 高速设备在
收到挂起信号(3ms空闲)后,应在0.125ms内切换到全速状态,也就是说要把终端电阻移除,并在D+数据线上重新挂上1.5k上拉电阻。
2. 设备在随后的100-875µs内检测数据线上的状态。如果该状态是一个
Full speed J,那么说明host发下来的是一个挂起信号;如果此时该状态是SE0,说明是host drive数据线D+到0,这是一个复位信号(复位信号会持续至少10ms时间)。
  要注意的是高速设备在挂起状态时处于高速模式,只是所用的是全速信号。一旦从挂起状态恢复回来,会马上进入高速工作状态而无需进行复位操作。


USB High Speed Suspend Signal

  如上图所示,Host在a点停止发送SOF,系统处于SE0状态,b点是3ms时间点,之后的125µs内,设备移除终端电阻,并挂上1.5k上拉。此时如host发送的是suspend信号,那它就不会不drive
D+数据线,导致D+被设备拉高,形成一个Full Speed J状态。在c点之后
100-875µs内设备检测此时host行为,发现是suspend信号,设备内部进入低功耗的挂起(suspend)状态。(假如hsot发送的是复位信号,那么当设备在c点挂1.5k电阻之后,由于host对D+线的drive作用,D+线无法被拉高,仍然处于SE0状态,设备在c点之后的检测,发现的还是SE0状态,等到10ms后就可判断这是一个复位信号,进行设备复位操作。)


设备的唤醒
  设备处于挂起状态时,任何总线上的活动(非空闲信号)都可以把设备唤醒/恢复,从而退出低功耗模式。(同样,设备也可以换醒host,比如电脑待机时通过USB键盘来换醒主机,这种功能称之为“远程唤醒”(remote wakeup),不在本文的讨论范围内。)
  因为设备挂起时处于全速信号,在当host需要把将设备退出suspend状态时,需要先发送一个持续时间超过20ms的Fulll Speed K状态。设备看到K状态结束的1.3us内醒过来,而host需要在3ms内发送uSOF信号以维持正常的高速信号模式,否则设备又将进入suspend。如下图所示:

原文转自:http://apps.hi.baidu.com/share/detail/17542952



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