USB连接与检测

USB通讯的两端分别称为：HOST(主设备/USB主机)和Device(从设备/USB设备)。同时USB设备从功能上主要分为两大类：集线器和功能设备。

集线器，最常见的即为我们日常办公使用的USB拓展坞，是实现USB星型拓扑的连接器。其主要用于扩展USB主机的USB端口。存在一个上行端口，多个下行端口，上行端口往往是USB主机，下行端口往往是USB功能设备或者其他集线器。同时支持速度转换，当不同速度的USB设备同时接入集线器，上行端口会以最大的传输速度进行通讯，到达集线器后，集线器在根据不同速度的USB设备进行速度转换。

USB功能设备：这个非常容易理解，最常见的功能设备为鼠标，U盘，键盘。属于独立的外围设备，可以是单一功能，也可以是多功能的合成设备。同时内部包含描述自身功能和资源需求的信息，这个在USB枚举过程中非常重要。

USB2.0速率

主要分为以下三种。
Low speed：1.5Mbps
Full speed：12Mbps
High speed：480Mbps

设备是如何识别的呢？下面小编就来讲一讲。

首先先了解一下基本知识：
USB chirp 信号，其主要分为K与J ,USB速率不同，KJ状态对应的D+ D-状态也不同。

USB连接与检测

USB主机在与设备连接时，不仅可以判断出USB的插入与拔出，还可以判断检测出USB的速度，其往往发生在BC1.2协议之后。

当接入low speed的USB设备时，示意图如下

D+ D-上存在15K的下拉电阻。同时D-上存在1.5K的上拉到3.0V-3.6v的上拉源(上拉电源由VBUS提供，这样当VBUS移除后，上拉电阻就不存在电流于D- 其他speed同样道理)。这个时候，观察D+与D-波形，D-因为上拉源的作用，D-电压值大概在3V左右的电压。

当接入full speed的USB设备时，示意图如下

D+ D-上存在15K的下拉电阻。同时D+上存在1.5K的上拉到3.0V-3.6v的上拉源(上拉电源由VBUS提供，这样当VBUS移除后，上拉电阻就不存在电流于D- 其他speed同样道理)。这个时候，观察D+与D-波形，D+因为上拉源的作用，D+电压值大概在3V左右的电压。

High speed
相对于前两者，High speed较为复杂，需要执行双向检测。即高速设备需要检测主机是高速主机还是全速主机，同时高速主机还要检测设备是高速设备还是全速设备。

在最开始，高速会以全速的状态出现，即d+上存在一定的电压。

随后HOST拉低D+ D-即进入复位状态，我们常称为SE0。

随后设备开始向d-灌输大概17.78mA左右的电流，同时在本身线路阻抗等效为45R的作用。

D-的电压值大概为17.78mA*45R=0.8V,我们称之为chirp K信号。且持续时间大概为1-7ms。
当主机检测到chirp k信号后 ，会在chirp K信号后的100us内，主机会持续向D+ D-灌入17.78mA的电流，所以也就有了后面连续的KJKJKJ信号且每个K与J信号不能中断，K与J的持续时间大概在40-60us之间。

无论是高速主机识别高速设备还是高速设备识别高速主机，我们都会发现，终究还是主机发送电流源给d+ d-，所以Chirp K信号与Chirp KJ信号电平一致。

当告知设备是个高速主机时，其会在500us内切换为高速模式，断开1.5K的上拉电阻。同时其会使能内部的d+ d-的高速终端电阻45R下地，此时相较于前面又多了一对45R下地的电阻。

则在d+与d-上的电压也会相应的减为一半：17.78*22.5R=400mV，进入高速状态。
高速信号幅值则为0.4V,与全速和低速不同的是，后者为3V。

在发送完数个KJ信号后，Hub再发送一次SE0复位信号，随后进入480Mbps通信。