原创 图解高速USB握手过程

我们知道，USB全速外设（FS）和低速外设（LS）是通过在D+或D-数据线上上拉1.5K的电阻予以区别，D+上拉为全速外设，D-上拉为低速外设。高速外设的识别则比较复杂，需要通过主机与高速外设握手才能识别。本篇对高速USB握手进行图解说明。

       数据采集设备：HD-USB480-II协议分析仪

       相关知识

1、  高速外设最初以全速外设的形式出现，即：高速外设在插入USB HUB/HOST时D+数据线上拉1.5K的电阻；

2、  高速握手成功之后，外设与主机进入高速模式。如果握手不成功，则返回全速模式；

3、  在高速握手过程中，USB HUB/HOST要判定与其相连的外设是否支持高速模式，外设也要判定USB HUB/HOST是否支持高速模式。

下图是通过“HD-USB480-II型USB2.0协议分析仪”采集的某品牌U盘的高速握手过程。

1、【Index13】：USB HUB/HOST检测到插入的外设为全速外设，即：D+数据线被上拉；

2、【Index14】：USB HUB/HOST检测到插入的外设为全速外设后，复位总线。即：向总线发送SE0。此SE0的持续时间不得小于2.5微秒。本例的SE0持续时间为3.63微秒；

3、【Index15】：高速外设检测到总线上SE0的持续时间不小于2.5微秒后，向总线发送Chirp K信号。此Chirp K信号的持续时间不小于1毫秒且不大于7毫秒。本例的Chirp K信号持续时间为2毫秒；

4、【Index16】：高速外设发送Chirp K信号结束后，总线回复到SE0状态。如果USB HUB/HOST支持高速模式，则必须在Chirp K信号结束后100微秒内做出响应。本例中USB HUB/HOST在Chirp K信号结束后58.23微秒时做出了响应；

5、【Index17-22】：HUB/HOST在Chirp K信号结束后100微秒内做出了响应，向总线发送连续的Chirp K/J对，每个Chirp K信号或Chirp J信号的宽度不小于40微秒且不大于60微秒（本例为50-60微秒之间），每2个相邻的Chirp K和Chirp J信号之间的间隔不应大于2.5微秒。

6、【Index23-25】：高速外设在检测到连续的最少3对Chirp K/J对后，在500微秒内必须断开D+上的上拉电阻，并连接D+和D-上对地的高速端接电阻，完成高速握手，进入高速传输模式。

以上即为高速USB握手的全过程，通过USB协议分析仪对数据进行采集，可以清楚分析高速握手的每个步骤。