USB3.0超速通信结构与电源管理

"时间参数-棋盘格文件，USB3.0 协议" 在USB 3.0协议中，时间参数扮演着至关重要的角色，确保设备间的通信高效且同步。表8-33详述了设备响应不同类型的包时所需遵守的最小和/或最大时间间隔，以及设备在延迟容忍消息中设定的默认和最小时间，特别是在进入U1或U2低功耗模式时。此外，它还规定了设备在接收确定的TPs之后的最小响应时间，以及在突发传输中保持DPs（数据包状态）之间最大间隔的要求。值得注意的是，当设备无其他数据需要发送时，所有如tNRDY这样的时间参数都是设备必须遵循的时序规范。 USB 3.0相较于USB 2.0，其超速（SuperSpeed）结构带来了显著的性能提升。超速总线采用分层通讯结构，由协议层负责定义主机和设备间的端到端通信规则。协议层通过提供应用数据信息交换的管道，实现了主机导向的数据传输，主机决定何时进行数据传输，而设备可以通过异步请求服务来触发数据交换。这与USB 2.0的轮询机制不同，提高了总线效率。 超速协议对某些传输类型，如块传输，提供了流控支持，使得数据能够连续突发传输。设备可以异步地通知主机其功能状态变化，通过发送“ready”包（ERDYTP），告知主机准备进行数据收发。主机回应时会附加包含时间戳的特殊包头（ITP），用于设备与主机的同步，必要时确保数据交换的精确性。 在USB 3.0的电源管理中，链路电源管理策略强调设备向主机发送异步“ready”通知，允许不参与数据通信的链路进入或维持低功耗状态。如果包发送至低功耗端口，该端口会自动切换到正常状态，并通知主机。对于集线器，它们需要路由输出包至下游端口，混合输入包到上游端口，并在非低功耗状态下广播时间戳包。检测到低功耗状态下的包时，集线器会唤醒目标端口并通知主机和设备。 USB 3.0主机包含了超速和USB 2.0两部分，能够同时管理两个总线上的交互。主控器与USB设备的互联确保了对USB 2.0的兼容性，同时提供了高速的数据传输能力。每个主机可能有多个根下游端口，这些端口可以连接不同类型的设备，实现灵活的系统扩展。 总结来说，USB 3.0协议中的时间参数是保证设备间通信效率和同步性的关键因素，而超速结构则通过优化数据传输方式和电源管理策略，显著提升了总线性能。这种先进的设计使得USB 3.0在速度和能效方面远超前代标准。