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Mécanisme de gestion de l’alimentation de liaison USB 3.0

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Cette rubrique décrit le mécanisme de gestion de l’alimentation des liaisons USB 3.0 (LPM).

Il existe un addenda à la spécification USB 2.0 officielle (USB2_LinkPowerMangement_ECN), qui définit LPM pour le matériel USB 2.0 plus récent. Cette rubrique ne couvre pas ce mécanisme USB 2.0 LPM. L’objectif de cette rubrique est de décrire les états USB 3.0 LPM, en particulier U1 et U2.

Les appareils USB 3.0 prennent également en charge . Pour surmonter les limitations de la suspension sélective, la spécification usb 3.0 officielle définit des états de gestion de l’alimentation plus précis. Avant de décrire ces états et la façon dont ils peuvent être utilisés pour améliorer la gestion de l’alimentation, commençons par comprendre le concept d’un lien.

Une connexion USB existe entre deux ports USB :

  • Port en aval (port DS) d’un hôte ou d’un hub.
  • Port amont (port US) d’un appareil ou d’un hub attaché.

Un lien est une paire de ports DS et US ; les ports sont appelés partenaires de liaison. Chaque port a deux couches. La couche physique transmet ou reçoit des séquences d’octets ou d’autres signaux de contrôle. La couche logique gère la couche physique et garantit un flux d’informations fluide entre les partenaires de liaison. La couche logique est également responsable de toute mise en mémoire tampon qui peut être nécessaire pour le flux d’informations.

États U

Conformément à la spécification USB 2.0, un lien entre dans un état de faible consommation d’alimentation (consommant moins d’énergie que l’état de fonctionnement) uniquement lorsque l’appareil en aval entre dans l’état suspendu via le mécanisme de suspension sélective. La spécification USB 3.0 dissocie les états d’alimentation des liaisons et les états d’alimentation de l’appareil. La spécification définit la fonctionnalité LPM (voir la section C.1 de la spécification) qui fait référence à la gestion de l’alimentation des couches physiques et logiques d’une paire de ports qui constituent un lien. La spécification définit quatre états d’alimentation de liaison appelés états U, de U0 à U3. Un lien actif est à l’état U0.

Après être restés inactifs pendant un certain temps, les partenaires de liaison entrent progressivement dans U1 (veille avec sortie rapide) puis U2 (veille avec sortie plus lente). Une fois qu’ils sont inactifs pendant suffisamment de temps, le logiciel lance la transition vers U3 en envoyant une commande au partenaire de liaison de port DS.

Les étapes requises par le logiciel pour envoyer le lien vers U3 sont identiques aux étapes requises pour la suspension sélective USB 2.0. L’appareil doit entrer dans l’état suspendu lorsque le lien entre dans U3. Par conséquent, l’appareil est soumis à des restrictions similaires à celles de la suspension sélective USB 2.0. Pour surmonter ces limitations, la spécification USB 3.0 définit les états U1 et U2.

Avantages de U1 et U2

Les états U1 et U2 sont conçus pour compléter la suspension sélective, ce qui peut entraîner d’importantes économies d’énergie. Une fois que le logiciel a configuré les partenaires de liaison pour la transition U1 ou U2, le matériel entre dans les états de manière autonome sans aucune intervention logicielle. Les temps de sortie de U1 et U2 sont très rapides (de microsecondes à quelques millisecondes) et ont moins d’impact sur les performances des appareils. Cela permet une bien meilleure gestion de l’alimentation, où les liens peuvent entrer et quitter ces états, même lorsque l’appareil est en cours d’utilisation.

Par exemple, un appareil avec des points de terminaison isochronieux peut placer le lien vers U1 ou U2 entre les intervalles de service. Pour économiser de l’énergie, lorsque l’appareil est inactif, il peut envoyer son lien amont à ces états avant même l’appel de la suspension sélective. Il n’existe aucune restriction quant à la puissance que l’appareil peut tirer lorsque le lien est en U1 ou U2. Un appareil peut rester entièrement alimenté lorsque le lien est en U1 ou U2. Par conséquent, contrairement à la suspension sélective, un appareil peut envoyer son lien à U1 ou U2 sans perdre de fonctionnalités.