USB2.0的驱动特性

2020-08-04

USB2.0的驱动特性

USB的硬件信号都是由USB的物理层来处理的,USB 2.0的物理层收发器包括一个接收器和一个发送器,由于USB规范的向下兼容性要求,USB 2.0的物理发送器同时包括一个全/低速驱动器和一个支持高速传输的电流驱动器。接收器同样包括一个支持全/低速的差分接收器和两个单端的接收器,还包括一个支持高速传输的差分接收器和高速设备连接断开接测器。

USB2.0的驱动特性

USB2.0在低速和全速模式下,当差分信号线上拉电压为 3.6V,并在接有 1.5kΩ负载上拉电阻时,如果要求驱动器输出为低时,差分信号线上的输出电平须低于VOL(max)(0.3V);当差分信号线上接有15kΩ负载下拉电阻到地,如果要求驱动器输出为高时,输出电平必须高于VOH(min)2.8V。此外,USB2.0驱动器还有其他更多的要求,如驱动器须控制斜率(上升或下降),斜率须满足眼图要求,使得辐射和串扰能够达到最小的程度。驱动器的输出还必须是三态输出,用以满足双向半双工操作。

USB2.0在低速和全速模式下的传输速度分别只有1.5Mb/s和12Mb/s,使用电压驱动的方式能够满足其数据传输速度的要求。而高速模式支持的传输速度高达480Mb/s,当USB 2.0规范在2000年刚推出时,电压高速驱动方案还并不成熟,所以高速模式采用恒流源模式和低摆幅输出(400mV)的电流驱动方式来满足USB 2.0高速传输的速度需求。

USB2.0高速的电流信号源自一个内部的高速电流驱动器,通过电流转换流到D+或D-上,以产生高速差分信号。这个电流源的标称值为17.78mA,而由于USB主机和USB设备在高速模式下分别挂载一个45Ω的等效终端电阻,两个终端电阻并联之后接到地的数据线上,因此数据线上标称高电平为400mV(17.78×45/2)。

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