USB 3.0 링크 전원 관리 메커니즘

이 항목에서는 USB 3.0 LPM(링크 전원 관리) 메커니즘에 대해 설명합니다.

최신 USB 2.0 하드웨어에 대한 LPM을 정의하는 공식 USB 2.0 사양 (USB2_LinkPowerMangement_ECN)에 부록이 있습니다. 이 항목에서는 USB 2.0 LPM 메커니즘에 대해 다루지 않습니다. 이 항목의 목적은 USB 3.0 LPM 상태, 특히 U1 및 U2를 설명하는 것입니다.

USB 3.0 디바이스도 를 지원합니다. 선택적 일시 중단의 제한을 극복하기 위해 공식 USB 3.0 사양은 세분화된 전원 관리 상태를 정의합니다. 이러한 상태와 이를 사용하여 전원 관리를 개선하는 방법을 설명하기 전에 먼저 링크의 개념을 이해해 보겠습니다.

링크란?

두 USB 포트 사이에 USB 연결이 있습니다.

• 호스트 또는 허브의 다운스트림 포트(DS 포트)입니다.
• 연결된 디바이스 또는 허브의 업스트림 포트(미국 포트)입니다.

링크는 DS 및 미국 포트 쌍입니다. 포트를 링크 파트너라고 합니다. 각 포트에는 두 개의 계층이 있습니다. 물리적 계층은 바이트 또는 기타 제어 신호 시퀀스를 전송하거나 수신합니다. 논리 계층은 물리적 계층을 관리하고 링크 파트너 간의 원활한 정보 흐름을 보장합니다. 또한 논리 계층은 정보 흐름에 필요할 수 있는 버퍼링을 담당합니다.

U 상태

USB 2.0 사양에 따라 다운스트림 디바이스가 선택적 일시 중단 메커니즘을 통해 일시 중단된 상태로 진입하는 경우에만 링크가 저전력 상태(작업 상태보다 적은 전원 사용)로 들어갑니다. USB 3.0 사양은 전원 상태와 연결 전원 상태를 분리합니다. 사양은 링크를 구성하는 포트 쌍의 물리적 및 논리적 계층의 전원 관리를 참조하는 LPM 기능(사양의 섹션 C.1 참조)을 정의합니다. 이 사양은 U0에서 U3까지의 U 상태라고 하는 4개의 링크 전원 상태를 정의합니다. 활성 링크는 U0 상태입니다.

일정 기간 동안 유휴 상태를 유지한 후 링크 파트너는 점진적으로 U1(빠른 종료가 있는 대기)을 입력한 다음 U2(종료 속도가 느린 대기 상태)를 입력합니다. 충분한 시간 동안 유휴 상태가 되면 소프트웨어는 DS 포트 링크 파트너에게 명령을 전송하여 U3으로의 전환을 시작합니다.

소프트웨어에서 U3에 대한 링크를 보내는 데 필요한 단계는 USB 2.0 선택적 일시 중단에 필요한 단계와 동일합니다. 링크가 U3에 들어가면 디바이스가 일시 중단된 상태로 들어가야 합니다. 따라서 디바이스는 USB 2.0 선택적 일시 중단과 유사한 제한 사항이 적용됩니다. 이러한 제한을 극복하기 위해 USB 3.0 사양은 U1 및 U2 상태를 정의합니다.

U1 및 U2의 장점

U1 및 U2 상태는 선택적 일시 중단을 보완하도록 설계되어 상당한 절전 모드로 이어질 수 있습니다. 소프트웨어가 U1 또는 U2 전환에 대한 링크 파트너를 구성한 후 하드웨어는 소프트웨어 개입 없이 자율적으로 상태로 전환됩니다. U1 및 U2의 종료 시간은 매우 빠르며(마이크로초에서 몇 밀리초까지) 디바이스 성능에 미치는 영향이 적습니다. 이렇게 하면 디바이스가 사용 중인 경우에도 링크가 이러한 상태를 입력하고 종료할 수 있는 훨씬 더 나은 전원 관리가 가능합니다.

예를 들어 등시 엔드포인트가 있는 디바이스는 서비스 간격 사이에 U1 또는 U2에 대한 링크를 배치할 수 있습니다. 일부 전원을 절약하기 위해 디바이스가 유휴 상태일 때 선택적 일시 중단이 호출되기 전에 해당 상태로 업스트림 링크를 보낼 수 있습니다. 링크가 U1 또는 U2에 있을 때 디바이스가 그릴 수 있는 전원에 대한 제한은 없습니다. 링크가 U1 또는 U2에 있을 때 디바이스가 완전히 전원이 공급될 수 있습니다. 따라서 선택적 일시 중단과 달리 디바이스는 기능을 잃지 않고 U1 또는 U2에 대한 링크를 보낼 수 있습니다.