USB2.0设备从全速模式到高速模式的识别过程及速率协商

USB设备在连接到USB主机后，主机第一时间对USB设备进行复位，且复位信号一般持续10ms以上，所以整个高速握手协议是在复位过程中完成的，并且是在复位信号完成之前。这是因为USB主机和设备在复位结束后，都必须确定自己的工作模式。所以说USB主机对设备的复位过程，包含了USB物理层USB识别和USB设备工作模式的过程。

hub检测到有设备插入/上电时，向主机通报，主机发送Set_Port_Feature请求让hub复位新插入的设备。设备复位操作是hub通过驱动数据线到复位状态SE0(Single-ended 0，即D+和D-全为低电平)，并持续至少10ms。

高速设备看到复位信号后，通过内部的电流源向D-线持续灌大小为17.78mA电流。因为此时高速设备的1.5k上拉电阻还未撤销，在hub端，全速/低速驱动器形成一个阻抗为45欧姆(Ohm)的终端电阻，2电阻并联后仍是45欧姆左右的阻抗，所以在hub端看到一个约800mV的电压（45欧姆*17.78mA），这就是Chirp K信号。Chirp K信号的持续时间是1ms~7ms。

在hub端，虽然下达了复位信号，并一直驱动着SE0，但USB2.0的高速接收器一直在检测Chirp K(D+位0，D-为1)信号，如果没有看到Chirp K信号，就继续复位操作,直到复位结束，之后就在全速模式下操作。如果只是一个全速的hub，不支持高速操作，那么该hub不理会设备发送的Chirp K信号，之后设备也不会切换到高速模式。

设备发送的Chirp K信号结束后100us内，hub必须开始回复一连串的KJKJKJ….序列，向设备表明这是一个USB2.0的hub。这里的KJ序列是连续的，中间不能间断，而且每个K或J的持续时间在40us~60us之间。KJ序列停止后的100~500us内结束复位操作。hub发送Chirp KJ序列的方式和设备一样，通过电流源向差分数据线交替灌17.78mA的电流实现。

再回到设备端来。设备检测到6个hub发出的Chirp 信号后（3对KJ序列），它必须在500us内切换到高速模式。切换动作有：

• 设备断开1.5k的上拉电阻；
• 连接D+/D-上的高速终端电阻（high-speed termination），实际上就是全速/低速驱动器；
• 进入默认的高速状态。执行1，2两步后，USB信号线上看到的现象就发生变化了：hub发送出来的Chirp KJ序列幅值降到了原先的一半，400mV。这是因为设备端挂载新的终端电阻后，配上原先hub端的终端电阻，并联后的阻抗是22.5欧姆。400mV就是由17.78mA*22.5Ohm得来。以后高速操作的信号幅值就是400mV而不像全速/低速那样的3V。
• 至此，高速设备与USB2.0 hub握手完毕，进行后续的480Mbps高速信号通信。

USB2.0设备从全速模式到高速模式的识别过程如下图所示：

• 设备首先在IDLE状态，
• 退出IDLE模式约1.5ms
• 设备在D-上发出持续2ms左右的chirp K信号（800mV电平）；
• 主机回复chirp JK序列（800mV电平）
• 在检测到设备主机回复chirp的 100 μs 内，高速集线器将响应一系列交替的 K-Jchirp。每个chirp的长度为 50 μs。
• 设备收到之后断开1.5K上拉电阻，波形赋值降低一半（400mV电平）；