搜索
USB2.0的基本学习USB—UniversalSerialBus(串行连接总线)USB2.0是在1.0的基础上于2000年提出来的，在1.0的基础上曾加了480Mbps的数据传输率。USB2.0具有以下的优点。1，每个USB系统中有一个主机，通过级联的方式连接多个外部设备，最多可以支持127个设备，且支持设备同时操作。2，支持热插拔3，应用广泛，可支持多种低速，全速，高速设备Lowspeeddatarate:1.5MbpsFullspeeddatarate:12MbpsHighspeeddatarate:480MbpsUSBconnectorProtocolandpindefineOTG-OnTheGoUSBOTG标准在完全兼容USB2.0标准的基础上,增加了一个IDpin，通过IDpin的控制它允许设备既可作为主机，也可作为外设操作.connectorPINdefineOTGconnectorOTG有MINIA和MINIBPlug，MINIA,MINIB和MINIAB插槽OTG增加了以下的Cable和adapter:Mini-A至Standard-BCableMini-A至Mini-BCableMini-AreceptacletoStandard-AplugadapterStandard-AreceptacletoMini-AplugadapterOTG主从的设定对于IDpin，在MINIAPlug通过R(a_plug_id)10连接到地，在MINIBPlug不连接为悬空或者通过R(b_plug_id)100K连接到地。通过设备内部对IDpin的pullhigh,当连接MINIA时，则为低，判断为主设备当连接MINIB时，则为高，判断为从属设备。VbusMINIAIDGNDD-D+MINIBVCCVCCIDID“0”主“1”从MICRO-USBMicroUSB是USB2.0标准的一个便携版本。由USB标准化组织美国USBImplementersForum（USB-IF）于2007年1月4日制定完成。Micro-USB支持OTG，和Mini-USB一样，也是5pin的。Micro系列的定义包括标准设备使用的Micro-B系列插槽；OTG设备使用的Micro-AB插槽；Micro-A和Micro-B插头，还有线缆。Micro系列的独特之处是他们包含了不锈钢外壳，万次插拔不成问题MICRO-USB增加了以下几种Cable:Micro-AplugtoMicro-BplugMicro-AplugtoStandard-AreceptacleMicro-BplugtoStandard-AplugLowspeeddevicedetectLowspeeddeviceD-在内部通过1.5K电阻上拉到3.3V。当Device保持D-的上拉，则为Lowspeeddevice插入。D-D+VSSVIHDeviceconnectedConnectdetectedTdcnnFull/HighspeeddeviceD+D-VSSVIHDeviceconnectedConnectdetectedTdcnnHigh/FullspeeddeviceD+在内部通过1.5K电阻上拉到3.3V。Highspeeddevicedetect1下图为高速设备的内部线路，其中在HUB/HOST和Device端都有低速全速驱动器。高速电流源驱动器在Device端USB高速的信号传输速率为480Mbps,因此为了有很好的信号需要每根信号传输线对地的单端阻抗为45欧姆，D+D-的差分阻抗为90欧姆。如page18图所示，在device和HUB/HOST端都有一个低速全速驱动器，在D+D-上串联一个Rs电阻，Rs电阻值的大小为45欧姆。下图为高速设备连接到USBHub的过程HubChirpKJPairs400mV800mV3.3VD+DevicechirpK1234Highspeeddevicedetect2Highspeeddevicedetect31.当HUB检测到device插入，首先HUB端的低速全速驱动器驱动数据线到复位状态称为SE0状态，即驱动D+D-到地使其都为低电平。2.当Device接收到复位信号后，Device内部电流源驱动电流到D-信号,通过内部的电流源向D-线持续灌大小为17.78mA电流。而此时在hub端，全速/低速驱动器形成一个D+/D-对地阻抗为45欧姆(Ohm)的终端电阻Rs，所以在hub端看到一个约800mV的电压（45欧姆*17.78mA），这就是ChirpK信号。ChirpK信号的持续时间是1ms~7msCH1:D-CH2:D+3.Hub或者host检测到devicechirp信号,产生一个交替的ChirpK-J-K-JK-J.(K:表示驱动电流到D-,J:表示驱动电流到D+).4.Device检测到序列ChirpK-J-K-J-K-J,去掉D+的上拉，去掉上拉之后，为了保证高速信号对阻抗的要求，驱动Device端的低速全速驱动器到SE0状态，即连接D+D-上的高速终端电阻Rs(45欧姆)到地，和HUB端的终端电阻并联后为22.5欧姆，因此Chirp信号幅值变为400mv，此后进入highspeed模式，此后USB高速信号的电压幅值即为400mv.注：HOST/HUB和Device端的低速高速驱动器在高速模式时的作用就是提供D+D-对地的单端45欧姆和差分阻抗90欧姆，满足高速信号传输阻抗匹配的目的。FullSpeed:Device如果为一个全速设备，在侦测到复位信号后不会有电流源来驱动，因此一直保持D+3.3V的上拉。Highspeeddevicedetect4USB电路模块USBHUB/HostUSBpowerswitchVbus一个USB接口的基本线路有以下几个部分组成。USBHost/HubCommonmodechoke,ESDdiode,PowerSwitch,USBconnectorCommonmodechokeCommonmodechoke可以减小对其他信号的辐射以及减小共模噪声对USB高速信号的影响。选择应注意几点。1.Commonmodechoke会影响到高速信号的质量，因此可以采取和0欧姆共lay的形式，如果采用0欧姆时EMI测试通过的话则可以不用choke。2.应选择共模阻抗为80到90欧姆的共模扼流圈共模干扰信号经过两个绕向相反线圈时，产生两个相互抵消的磁场H1、H2。USBESDprotection因为USB设备为热插拔设备，所以极易产生ESD对主板的电子元件造成损害。USB2。0具有可达480Mbps的传输速率，所以USB信号对于线路上的寄生电容非常的敏感，就算是PF级可能也会造成USB信号失真导致USB设备不能工作。所以要选择电容最小的ESD保护器件。下面是理想的ESD保护器件的要求1.至少能够承受8KV的ESD2.低电容。2pf能够很好的减少对USB信号的干扰3.响应迅速。从最开始的ESDpulserise能够快速的响应4.低漏电流，减小电源的损耗5.具有很好的稳定性，在多次的ESD冲击下也能不被损坏USB走线1.USB的差分信号的impendenceZ=90欧姆2.一个USB口需要的电流一般为500mA，但是VBUS走线最好能承受1A的电流，以防overcurrent的事件发生3.USBD+-的走线不能走直角，用钝角或者圆弧走线4.USB信号同其他CLK或者差分信号走线应50mil.5.应该尽可能的减少VIA，via会造成阻抗的不连续6.ESD保护器件和Commonmodechoke应该尽可能的靠近接口7.USBD+-信号走线必须等长附件：USB信号测试报告TheEND