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um@RaU v/]Bo[a +igFIoHTM [=Wn7cr USB3.0端口可通过分离超高速端口和标准 USB2.0端口来实现链路共享功能。目前,链路共享是赛普拉斯HX3 USB3.0 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USB3.0链路共享。 % Ke:%##Y USB3.0端口可通过分离超高速端口和标准 USB2.0端口来实现链路共享功能。目前,链路共享是赛普拉斯HX3 USB3.0 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USB3.0链路共享。 jg?B][ HX3控制器是赛普拉斯USB3.0集线器控制器家族的产品,符合USB3.0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USB3.0集线器提供8个下行(DS)端口。 0px@3/ 共享链路功能可以将集线器的USB3.0 DS端口分为嵌入式超高速端口和标准USB2.0端口。共享链路能够支持多达8个来自四端口USB3.0集线器的DS端口。而标准USB3.0端口配有8条信号线:2条用于USB2.0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。 +]Oq{v:e 图 1:标准 USB3.0端口。(来源: 赛普拉斯) jNN$/ZWm VBUS使能信号(DSx_PWREN)能够控制传输VBUS信号到已连接的USB3.0设备。DSx_PWREN信号与过流信号(DSx_OVRCURR)一同实现可插拔USB3.0端口的过流保护电路。当端口出现过流,连接到端口电源开关输出使能引脚的DSx_PWREN信号能够关闭端口电源。 tw8@&8" 而向后兼容性需要用到USB2.0信号线。当超高速设备(USB3.0设备)插入USB3.0端口时,只有超高速线路能够进行通信,此时该特定端口的USB2.0线路为空闲线路。同样地,当高速设备(USB2.0设备)插入USB3.0端口时,超高速线路空闲。因此,在USB3.0端口中,根据已连接的设备(超高速设备或USB2.0设备),任何指定时间的点,超高速线路或USB2.0线路只有其中一种线路在运行。 --0z"`@{ 共享链路功能使USB3.0 DS端口可分离为2个独立端口,一个嵌入式超高速端口和一个标准USB2.0端口,从而有效地利用多余的线路。例如,如果嵌入式超高速设备(如 USB3.0摄像机)连接到其中一个DS端口上,HX3控制器能够让系统设计师使用该特定端口的USB2.0信号来连接到标准USB2.0端口。图2显示了如何在系统中运行链路共享端口。 D"F5-s7 在共享链路DS端口中,由于已经嵌入了超高速端口,超高速设备可以通过电路板布线与超高速端口永久链接,因此不能向下兼容USB2.0。已启用共享链路功能的系统不应连接到USB2.0主机或USB2.0集线器,因为共享链路超高速DS端口不支持USB2.0功能(例如USB2.0主机或集线器),连接到共享链路的超高速嵌入式设备将无法正常工作。 0X\,!FL 图2:笔记本电脑主板的共享链路端口示例。(来源:赛普拉斯) 93%U;0w[Nw 在通用型USB3.0端口中,超高速通信出现故障时,所连接的USB3.0设备将恢复为USB2.0速度。然而,在共享链路端口中,这是没办法做到的。因为USB2.0线路和超高速线路连接了两个单独的设备。为了克服这个限制,除了USB2.0端口的电源使能控制引脚(DSx_PWREN),共享链路还为嵌入式超高速端口(链路共享端口)实现单独的VBUS使能控制引脚(DSx_VBUSEN_SS)。这有助于对嵌入式超高速端口的电源进行独立控制。HX3控制器侦测到超高速通信故障,将其已连接到嵌入式超高速设备的VBUS检测引脚的DSx_VBUSEN_SS信号翻转。该DS嵌入式超高速设备将重新枚举,认为此VBUS的翻转为断开连接事件或连接事件。这就是HX3控制器独有的共享链路功能。图3显示了共享链路端口的实现过程。 x`^~|Q 图3:共享链路端口。(来源: 赛普拉斯) )<
~1AL cpB$b C]( o}p6qB=;1 传统扩展坞 \%9,<-~[ 7-+X -Y? 如今的便携式设备采用紧实型设计,仅可以支持少数外设,通常不包括串行接口、HDMI、以太网等端口。为了让设备能够连接更多外设,扩展坞的设计集合了USB、串行、VGA、以太网等其他端口。图4显示了传统笔记本电脑扩展坞的框图。 6Flc4L8JU 如图4所示,传统的USB3.0扩展坞需要6~8 个USB端口(包括嵌入式端口)。设计采用了配有2个四端口集线器控制器集成电路级联。为了支持千兆以太网和HDMI等高带宽外设,扩展坞除了要有外置 USB3.0端口,还必须配有USB3.0集线器。添加USB3.0集线器只是用于连接鼠标、键盘、串行端口等的较慢速的外设,成本效益会非常低。因此,传统的扩展坞同时配备了USB3.0集线器和USB2.0集线器。然而,采用两个集线器会增加印制电路板面积、功率需求、布线的复杂性以及无源组件数量,总体上明显加大了物料成本。 od|w)?16 图4:传统扩展坞设计。(来源:赛普拉斯) >R/^|hnJ |b'fp1< |