本應(yīng)用筆記為硬件、軟件和固件工程師提供了有關(guān)如何在 Microchip USB 集線器上實(shí)現(xiàn)掛起指示器功能以促進(jìn)其 USB 設(shè)計(jì)的低功耗操作的詳細(xì)信息。

USB251xB / USB3x03 / USB253x / USB3x13 / USB46x6 產(chǎn)品線是一系列功能豐富的低功耗 USB 2.0 集線器，針對(duì)高性能和高級(jí)功能是關(guān)鍵設(shè)計(jì)要求的嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。USB251xB / USB3x03 / USB253x / USB3x13 / USB46x6 產(chǎn)品線具有掛起指示器，可用于向嵌入式控制器發(fā)送集線器掛起狀態(tài)的信號(hào)。當(dāng)系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)入或退出低功耗狀態(tài)時(shí)，此功能對(duì)于發(fā)出信號(hào)很有用。

1.0 USB 掛起

對(duì)于電池供電或?qū)偣拿舾械脑O(shè)計(jì)，將設(shè)備置??于低功耗狀態(tài)的能力是一項(xiàng)重要功能。因此，將設(shè)備置??于暫停、低功耗狀態(tài)的能力至關(guān)重要。處于掛起狀態(tài)時(shí)，設(shè)備從 VBUS 汲取的電流不得超過 0.5 mA。在掛起時(shí)，設(shè)備仍必須監(jiān)視 DP 和 DM 的 RESUME 信號(hào)（Data K）或 RESET 信號(hào)（SE0 超過 2.5μs）。

在正常操作下，主機(jī)每 1 ms 發(fā)送一個(gè)幀起始 (SOF) 數(shù)據(jù)包。該信號(hào)保持設(shè)備喚醒。當(dāng)主機(jī)想要將設(shè)備置于掛起狀態(tài)時(shí)，它會(huì)簡單地驅(qū)動(dòng)一個(gè)靜態(tài)的 SUSPEND (Data J) 信號(hào)，并且在 3 ms 內(nèi)不向設(shè)備發(fā)送任何數(shù)據(jù)包。

任何 USB 復(fù)位信號(hào)或 HSIC 復(fù)位信號(hào)都會(huì)清除遠(yuǎn)程喚醒功能。

1.1 恢復(fù) USB 操作的方法

1.1.1 主機(jī)驅(qū)動(dòng)簡歷

在集線器或設(shè)備被置于掛起狀態(tài)后，主機(jī)可以隨時(shí)強(qiáng)制集線器或設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行。這是通過在數(shù)據(jù)線上驅(qū)動(dòng) RESUME 信號(hào)（數(shù)據(jù) K）至少 20 毫秒，然后是數(shù)據(jù)包結(jié)束信號(hào) (EOP) 來實(shí)現(xiàn)的。

1.1.2 遠(yuǎn)程喚醒

如果設(shè)備或集線器啟用了其遠(yuǎn)程喚醒功能，則可能會(huì)觸發(fā)恢復(fù)。設(shè)備將在數(shù)據(jù)線上發(fā)送 RESUME 信號(hào)以喚醒主機(jī)至少 1 ms。主機(jī)必須識(shí)別 RESUME 信號(hào)并接管驅(qū)動(dòng)恢復(fù)信號(hào)的其余部分。

如果主機(jī)已將集線器配置為啟用“遠(yuǎn)程喚醒”，則集線器只會(huì)將 RESUME 信號(hào)從下游設(shè)備傳播到上游端口。HID（人機(jī)接口設(shè)備）是一種常見的設(shè)備示例，當(dāng)存在某種輸入活動(dòng)（例如鼠標(biāo)移動(dòng)）時(shí)，該設(shè)備可能會(huì)嘗試喚醒主機(jī)。

必須向集線器發(fā)送特定的 USB 命令才能啟用“遠(yuǎn)程喚醒”。枚舉后，主機(jī)必須向集線器發(fā)送帶有 wValue = DEVICE_REMOTE_WAKEUP 設(shè)備請(qǐng)求的 SET_FEATURE。

2.0 暫停指示概述

2.1 用例

2.1.1 遠(yuǎn)程喚醒指示

如果集線器已配置為允許遠(yuǎn)程喚醒，則掛起指示器功能可用于指示下游設(shè)備何時(shí)已插入端口或已連接的下游設(shè)備正在嘗試喚醒主機(jī)。

2.1.2 SOC 暫停指示

如果系統(tǒng)中的嵌入式 SOC 沒有 USB 連接，則可以使用集線器在主機(jī)將其置于掛起狀態(tài)以及恢復(fù)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行通信。

2.2 Microchip 集線器掛起指示器模式

2.2.1 正常恢復(fù)行為

如果系統(tǒng)中的嵌入式 SOC 沒有 USB 連接，則集線器可用于在主機(jī)將其置于暫停狀態(tài)以及恢復(fù)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行通信。

在正常操作下，當(dāng)試圖退出掛起狀態(tài)時(shí)，集線器還會(huì)在數(shù)據(jù)線上驅(qū)動(dòng)一個(gè) RESUME 信號(hào)。

2.2.2 修改后的恢復(fù)行為

多個(gè) Microchip 集線器具有備用掛起指示器模式。在此模式下運(yùn)行時(shí)，掛起指示引腳將在嘗試恢復(fù)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生一個(gè)脈沖。主機(jī)必須通過驅(qū)動(dòng) RESUME 信號(hào)對(duì)掛起指示脈沖作出反應(yīng)。

在修改操作下，當(dāng)試圖退出掛起狀態(tài)時(shí)，集線器不會(huì)在數(shù)據(jù)線上驅(qū)動(dòng) RESUME 信號(hào)。修改后的恢復(fù)行為設(shè)計(jì)用于可能在暫停操作下關(guān)閉主機(jī)電源的系統(tǒng)；在這種情況下，由于反向驅(qū)動(dòng)問題，不希望驅(qū)動(dòng) RESUME 信號(hào)。有關(guān)哪些 Microchip 集線器具有此功能的信息，請(qǐng)參見圖 1。

3.0 按部分暫停指標(biāo)默認(rèn)值和行為

掛起指示器引腳屬性和默認(rèn)配置設(shè)置因部件而異。并非所有集線器都可以在修改后的掛起行為下運(yùn)行。

圖 1 按零件編號(hào)的掛起指示器屬性

3.1 USB2512B、USB2513B、USB2514B

在正常操作期間，SUSP_IND 引腳提供集線器活動(dòng)或掛起狀態(tài)的指示；當(dāng)集線器處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，SUSP_IND 引腳將驅(qū)動(dòng)為高電平，并在掛起時(shí)驅(qū)動(dòng)為低電平。如果主機(jī)已設(shè)置啟用遠(yuǎn)程喚醒功能，集線器將在上游端口上驅(qū)動(dòng)一個(gè)“數(shù)據(jù) K”，以通知主機(jī)它已準(zhǔn)備好連接。

USB2512B、USB2513B 和 USB2514B 上默認(rèn)啟用掛起指示器功能。USB2512B、USB2513B 和 USB2514B 設(shè)備沒有修改的掛起行為功能。

圖 2 USB2514B 在正常恢復(fù)操作下進(jìn)入掛起狀態(tài)

圖 3 USB2514B 在正常恢復(fù)操作下恢復(fù)

USB3503 和 USB3803

在正常操作期間，SUSP_IND 引腳提供集線器活動(dòng)或掛起狀態(tài)的指示；USB3503 和 USB3803 上的 SUSP_IND 引腳是開漏的，當(dāng)集線器處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，將浮動(dòng)高電平至上拉電壓，并在暫停時(shí)拉低電平。如果主機(jī)已設(shè)置啟用遠(yuǎn)程喚醒功能，集線器將在上游端口上驅(qū)動(dòng)一個(gè)“數(shù)據(jù) K”，以通知主機(jī)它已準(zhǔn)備好連接。

USB3503 和 USB3803 上的掛起指示器功能默認(rèn)處于禁用狀態(tài)。USB3503 和 USB3803 設(shè)備沒有修改的掛起行為功能。

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