USB低速与全速的总线状态详解

关于低速与全速的总线状态，需要特别加以注意与了解。在低速与全速的设各上，差动“1”是以15 kΩ的电阻拉至接地端，将D＋拉升至超过2．8 V，而D一则是通过1．5 kΩ电阻拉至3．6 V，将D-降低到0．3V；差动“0”，则是刚好相反。若以同样的提升电阻与下拉电阻的连接，则D-高于2．8 V，而D＋低于0．3V。如表所列，USB规范书中将信号的传递状态分为J状态与K状态。但需注意的是这两种状态的定义在全速设备与低速设备刚好是相反的。这是由于R1提升电阻在全速设备与低速设备刚好放置于不同的D+与D-差动数据线上。也就是说，对于J状态而言，全速设备处于差动1的状态，低速设各则处于差动0的状态；对于K状态而言，全速设备处于差动0的状态，而低速设各则处于差动1的状态。所谓的差动1，是指D＋是逻辑高电位，而D-是逻辑低电位；差动0则是刚好相反。

表 USB D＋与D－电位变化的定义

其中，IDLE闲置状态，是说明此时没有驱动器被激活。在全速引线上，D＋是正电压的，反之，在低速引线上，D一是正电压的。而当设各插上后，集线器可以通过检查在闲置总线上的电压，立即决定这个设各是低速或全速的。因此，回复状态，则是当设各在中止状态时，以K状态来表示脱离了原先的状态。

此外，单端0（Single-Ended Zero，SE0）与单端1（Single-Ended One，SE1）也是另一个USB总线的重要特性。其中，单端0是意味着，D＋与D一同时都是逻辑低电位。总线可以通过单端0来切入EOP（End of Packet）、脱离以及重置状态。单端1则是单端0的另一个互补特性。也即是，D＋与D一同时都是逻辑低电位，则无效的总线状态，应该是不曾发生的。

根据表的定义，可以知道当设各一连接上去后，D＋与D-的其中一条信号线一定会趋近Vdc，另一条则接地，此时设各称为处于J状态，这也就是它的闲置状态。而一旦有激活的信号进来，则切入转换为K状态，在这个时刻也可视为进入了SOP（Start-of－Packet）状态封包开始的状态。每一个传输的低速或全速设各的封包是以SOP所起始的。

相对的，EOP（End of－Packet）则是指当接收器已经在单端0延续了至少一个位的时间，且紧接着随后跟随J状态维持至少一个位时间的总线状态。而这个接收器可以选择性地定义J状态所需的最短的时间。在这个接收器中，单端0状态是近似2个位的宽度。当然，照字面上的意思，每一个所传输的低速或高速的封包都是以EOP来做结束的。

此外，USB的脱离状态（disconnect state）意指当下端接口维持单端0状态延迟至少2．5 μS的时间，就可称之为脱离状态。相对的，所谓的连接状态（connect state）则是当下端接口的总线已经切．人闲置状态至少2．5 μS，但不超过2．0 ms时，称之为连接状态。

至于重置（reset）状态，则是单端0维持超过10 ms时，这个设各必须在重置状态中。而设各在单端0状态已经延续了近2．5 ms后，可以切人重置状态。当一个设各离开重置状态时，它就必须以正确的速度来加以操作，并且必须以预设的地址0来响应各种通信工作。

所以对于用户来说，一些USB的若干总线状态的定义是需要加以理清的。例如，差动0／1、单端0／1、J／K状态、SOP／EOP、中止／回复、脱离／连接与重置状态等。这些都关系到USB整个总线的动作。