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嵌入式应用的 USB 3.0 链路共享

2017年08月09日 10:29 次阅读

USB 3.0 端口可通过分离超高速端口和标准 USB 2.0 端口来实现链路共享功能。目前,链路共享是赛普拉斯 HX3 USB 3.0 集线器控制器的独有功能。本文将介绍如何在扩展坞、笔记本电脑、电视机、机顶盒等嵌入式应用程序中实现 USB 3.0 链路共享。

HX3 控制器是赛普拉斯 USB 3.0 集线器控制器家族的产品,符合 USB 3.0 规范版本 1.0 标准。该款控制器的所有端口均支持超高速 (SS)、高速 (HS)、全速 (FS) 以及低速 (LS) 操作。它集成了终端电阻、上拉电阻和下拉电阻,并支持pin-straps引脚设置选项,以减少系统的整体物料成本。HX3 控制器配有赛普拉斯独有的共享链路功能,能够从四端口 USB 3.0 集线器提供 8 个下行 (DS) 端口。

共享链路功能可以将集线器的 USB 3.0 DS 端口分为嵌入式超高速端口和标准 USB 2.0 端口。共享链路能够支持多达 8 个来自四端口 USB 3.0 集线器的 DS 端口。而标准 USB 3.0 端口配有 8 条信号线:2 条用于 USB 2.0 通信 (D +,D-),4 条用于超高速通信 (SSTX +,SSTX-,SSRX +,SSRX-),2 条用于 VBUS 和 GND 的电源线。如图 1 所示。

1.jpg

图 1标准 USB3.0 端口(来源: 赛普拉斯)

VBUS 使能信号 (DSx_PWREN) 能够控制传输 VBUS 信号到已连接的 USB 3.0 设备。DSx_PWREN 信号与过流信号 (DSx_OVRCURR) 一同实现可插拔 USB 3.0 端口的过流保护电路。当端口出现过流,连接到端口电源开关输出使能引脚的 DSx_PWREN信号 能够关闭端口电源。

而向后兼容性需要用到 USB 2.0 信号线。当超高速设备(USB 3.0 设备)插入 USB 3.0 端口时,只有超高速线路能够进行通信,此时该特定端口的 USB 2.0 线路为空闲线路。同样地,当高速设备(USB 2.0 设备)插入 USB 3.0 端口时,超高速线路空闲。因此,在 USB 3.0 端口中,根据已连接的设备(超高速设备或 USB2.0 设备),任何指定时间的点,超高速线路或 USB 2.0 线路只有其中一种线路在运行。

共享链路功能使 USB 3.0 DS 端口可分离为 2 个独立端口,一个嵌入式超高速端口和一个标准 USB 2.0 端口,从而有效地利用多余的线路。例如,如果嵌入式超高速设备(如 USB 3.0 摄像机)连接到其中一个 DS 端口上,HX3 控制器能够让系统设计师使用该特定端口的 USB 2.0 信号来连接到标准 USB 2.0 端口。图 2 显示了如何在系统中运行链路共享端口。

在共享链路 DS 端口中,由于已经嵌入了超高速端口,超高速设备可以通过电路板布线与超高速端口永久链接,因此不能向下兼容 USB 2.0。已启用共享链路功能的系统不应连接到 USB 2.0 主机或 USB 2.0 集线器,因为共享链路超高速 DS 端口不支持 USB 2.0 功能(例如 USB 2.0 主机或集线器),连接到共享链路的超高速嵌入式设备将无法正常工作。

2.jpg

图 2示例: 笔记本电脑主板的共享链路端口(来源:赛普拉斯)

在通用型 USB 3.0 端口中,超高速通信出现故障时,所连接的 USB 3.0 设备将恢复为 USB 2.0 速度。然而,在共享链路端口中,这是没办法做到的。因为 USB 2.0 线路和超高速线路连接了两个单独的设备。为了克服这个限制,除了 USB 2.0 端口的电源使能控制引脚 (DSx_PWREN),共享链路还为嵌入式超高速端口(链路共享端口)实现单独的 VBUS 使能控制引脚(DSx_VBUSEN_SS)。这有助于对嵌入式超高速端口的电源进行独立控制。HX3 控制器侦测到超高速通信故障,将其已连接到嵌入式超高速设备的 VBUS 检测引脚的 DSx_VBUSEN_SS 信号翻转。该 DS 嵌入式超高速设备将重新枚举,认为此 VBUS 的翻转为断开连接事件或连接事件。这就是 HX3 控制器独有的共享链路功能。图 3 显示了共享链路端口的实现过程。

3.jpg

图 3共享链路端口(来源: 赛普拉斯)

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基于嵌入式PIC32单片机的目标检测与跟踪系统

嵌入式电机控制系统在医疗行业中应用

由于精度不断提高,机器人系统已在实验室、医院甚至病人的体内得到了实际应用。 从药品研发实验室、放射科...

发表于 2018-02-14 20:49 1505次阅读
嵌入式电机控制系统在医疗行业中应用

赛灵思扩大生态系统,重塑嵌入式视觉、工业物联网系...

赛灵思工业物联网 丰富的 IP、软件、硬件与设计服务解决方案让基于赛灵思 All Programma...

发表于 2018-02-14 03:09 681次阅读
赛灵思扩大生态系统,重塑嵌入式视觉、工业物联网系...

FTDI推出嵌入式视频引擎(EVE)系列的首款芯...

当今的智能显示设计非常复杂,常常需要使用32位高端处理器(带大量的I/O接口和外部存储器)、较高的成...

发表于 2018-02-12 04:01 207次阅读
FTDI推出嵌入式视频引擎(EVE)系列的首款芯...

基于Intel嵌入式处理器IXP425的会议电视...

本文介绍了采用IXP425作为核心主控单元和3片DM642作为核心数据处理单元的会议电视多点控制单元...

发表于 2018-02-11 03:23 235次阅读
基于Intel嵌入式处理器IXP425的会议电视...

基于嵌入式系统中看门狗的原理与使用

在产品化的嵌入式系统中,为了使系统在异常情况下能自动复位,一般都需要引入看门狗。

发表于 2018-02-08 18:27 1060次阅读
基于嵌入式系统中看门狗的原理与使用

很全面的嵌入式开发与学习的入门知识

刚刚涉及嵌入式开发者总是先阅读一些指导类型文章,然后就开始对开发语言的选择踌躇不决。是C 还是C++...

发表于 2018-02-08 16:55 1435次阅读
很全面的嵌入式开发与学习的入门知识

基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA显示系统设计

VGA(Video GraphICs Array)即视频图形阵列,是IBM在1987年随PS/2机(...

发表于 2018-02-08 06:44 270次阅读
基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA显示系统设计

基于嵌入式Linux内核的特殊矩阵键盘设计完整驱...

为了适应嵌入式设备外设的多样性,本文以特殊矩阵键盘为例,设计了一套完整的驱动 控制模块 。硬件电路设...

发表于 2018-02-07 09:44 283次阅读
基于嵌入式Linux内核的特殊矩阵键盘设计完整驱...

基于ARM9处理器的嵌入式Boa服务器的网络远程...

随着高科技技术逐渐融入到传统的农副业,温室培养已成为生产反季节作物的方式。介绍了基于S3C2410处...

发表于 2018-02-07 09:29 151次阅读
基于ARM9处理器的嵌入式Boa服务器的网络远程...

基于STM32平台的μC/OS-II上的μC/G...

μC / GUI 是一种专为嵌入式应用设计的通用图形接口软件。本文详细介绍了μC/GUI的结构框架和...

发表于 2018-02-07 09:25 291次阅读
基于STM32平台的μC/OS-II上的μC/G...

基于LPC2365和嵌入式μC/OS-II下的多...

本文介绍了以 LPC2365 为核心处理器、嵌入式 实时操作系统 μC / OS-II 下的 多串口...

发表于 2018-02-07 09:21 483次阅读
基于LPC2365和嵌入式μC/OS-II下的多...

Reset对嵌入式系统稳定性的重要性分析

嵌入式系统 的应用领域越来越广泛,干扰或者恶劣环境常影响嵌入式系统运行的 稳定性 和可靠性。 Res...

发表于 2018-02-07 09:04 205次阅读
Reset对嵌入式系统稳定性的重要性分析

嵌入式SoC芯片S698-T的飞参采集器设计

随着我国航空业的发展,我国自主设计的飞机越来越多的飞行在天空中,为了记录监控飞机飞行过程中,飞机各种...

发表于 2018-02-07 08:49 141次阅读
嵌入式SoC芯片S698-T的飞参采集器设计

基于S3C2410嵌入式设备的U-Boot移植流...

S3C2410 是三星公司针对嵌入式系统推出的高性价比微处理器,它是基于ARM9TDMI内核的16/...

发表于 2018-02-07 07:58 196次阅读
基于S3C2410嵌入式设备的U-Boot移植流...

嵌入式常用的通信协议

随着通信与计算机整合时代的到来,数字化、宽带化和智能化已成为未来通信发展的方向,人类社会对电信业务从...

发表于 2018-02-06 18:48 482次阅读
嵌入式常用的通信协议